1.4. Pré-fabricação e montagem1.4.1. Introdução. Princípios da pré-fabricação. Pré-fabricação. Conceito.

É a técnica de construção que se pode definir como: produzir em um lugar da obra ou fora dela os elementos componentes de uma estrutura que previamente será fragmentada, que depois serão içados e colocados em seu lugar definitivo e se unirão os elementos componentes, de maneira que conformem uma estrutura completa. Podem ser fechadas ou abertas

Pré-fabricação fechada.

A pré-fabricação fechada consiste em tomar um projecto fragmentá-lo em elementos componentes, produzir ditos elementos em fábricas e posteriormente transportá-lo para a obra e realizar sua ensambla dura ou montagem. Esta pré-fabricação é muito produtiva, pois se repetem em grandes quantidades elementos iguais, princípio fundamental da produção e montagem Em Cadeia concebida pelo Henry Ford a princípios deste século. Entretanto, é incompatível nas construções, pois provocam que todos os edifícios sejam iguais, com critérios arquitectónicos muito rígidos e com o problema da não variedade arquitectónica e monotonia das cidades.

Na pré-fabricação fechada, obtém-se um mínimo de elementos e ao ser um projecto único, traz vantagens na planta de pré-fabricados, na empresa de projecto e na montagem de um só tipo de edifício, mas é um desastre do ponto de vista arquitectónico

Pré-fabricação aberta.

Pelo contrário a pré-fabricação aberta não parte de um projecto único, mas sim de um sistema ou catálogo de peças pré-fabricadas com diferentes dimensiones de tal forma que podem ser conectadas entre se para obter diversos projectos em diversas luzes, escoras, fachadas, etc., para ter uma estrutura mais flexível. Além disso nos critérios modernos não terá que pré-fabricá-lo tudo, mas sim somente os elementos estruturais como vigas, colunas, escadas, tímpanos, etc., realizando-se por outros meios as fachadas, tabiques divisórios, etc.

O problema consiste em obter um mínimo de elementos pré-fabricados e com um máximo de uso ou projectos diferentes.

Na pré-fabricação aberta é necessário trabalhar mais em projecto, maior organização na planta de pré-fabricado e diferentes organizações quanto à montagem, pois existem uma grande variedade de projectos diferentes, mas arquitetonicamente se obtém o objectivo.

Princípios básicos para elaborar um projecto de pré-fabricado.

1. Que as dimensões, o peso e a forma dos elementos estejam acordes com as exigências da produção, o transporte e montagem de ditos elementos (fragmentação).

2. Aplicar no possível, os princípios da produção industrial, por exemplo: o uso de elementos catalogados típicos: janelas, portas, etc. Além disso um mínimo de peças iguais que se produzam de forma industrial.

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3. Projectos de juntas ou uniões que sejam funcionais, estruturais e de fácil construção.4. Projecto dividido em várias etapas.

1) Produção de elementos.2) Transporte e montagem dos elementos 3) Realização das uniões e terminações da obra.

Princípios da fragmentação

As estruturas pré-fabricadas requerem ser fragmentadas em diversos elementos para poder ser produzidas em planta, transportada e montada na obra. Em um bom projecto pré-fabricado se devem seguir os seguintes princípios:

• Quantidade mínima dos tipos de elementos, ou seja, obter a menor quantidade possível de peças diferentes, com isto o número de moldes na planta sejam poucos. Recorde-se que na produção industrial cada novo elemento ou variação, significa um novo molde e um espaço mais na fábrica.

• Quantidade mínima de uniões, estas sempre serão pontos débeis na estrutura e quanto menos tenhamos, melhor. Além disso, obter uniões rígidas, é muito difícil, portanto as estruturas pré-fabricadas perdem seu monolitismo, e por conseguinte, as vantagens que têm as estruturas monolíticas e com um alto grau de hiperestaticidade.

• Similitude dos pesos. É necessário, na hora de fragmentar, obter elementos que não difiram muito em seu peso, já que se isto ocorre se desperdiça a capacidade de carga da grua, pois a mesma deve ser capaz de içar o elemento mais pesado. Por exemplo, se tivermos vários elementos de um grande peso (20 ton) e os outros elementos de 1 e 2 ton, terá que escolher uma grua para 20 tom. e quando içam o resto dos elementos se desperdiça sua capacidade de carga. O alugue ou custo das gruas é major à medida que esta tem uma capacidade de carga maior.

Sistemas de fragmentação

Como estudamos anteriormente, as estruturas, em geral, podem ser a base de elementos de suporte de carga de muros ou de esqueletos (Reticulados). Por isso os sistemas de fragmentação os classificarão desta forma:

A. Fragmentação de muros (Fragmentação em sistemas painéis):1) Sistemas de pequenos painéis.2) Sistemas de grandes painéis.

B. Fragmentação em celas espaciais.C. Fragmentação em sistemas reticulados

1) Pelos nós.2) Nos pontos de momento mínimos.3) Em pórticos no escritório.

A. 1). Sistemas de fragmentação de pequenos painéis.

Estão constituídos por elementos de pequeno tamanho, capazes de ser içados à mão, sem necessidade de equipamentos de içasse. Ao fim e ao cabo, o tijolo, não é mais que um elemento pré-fabricado, mas de dimensões muito reduzidas. Podemos considerar este tipo de fragmentação do sistema dos

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blocos aliviados, entre pisos de vegetas (viguetas) e chovediças (bovedillas), etc. Este tipo de solução tem grande actualidade em muitos países, devido a que não necessita equipamento de içasse. Como elemento negativo se pode assinalar o número elevado de juntas.

A.2). Sistema de fragmentação em grandes painéis.

Caracteriza-se por peças de grande tamanho, em largo e larga e pequena espessura, geralmente de piso a piso e de um muro a outro, em luzes entre 2 e 6m. e altura entre 2 e 3m. Com pesos entre 2 e 4 ton.

Estes sistemas se montam muito rápido e com um grupo reduzido de homens, a razão de 1.5 vivendas por dia. Entretanto estes sistemas levam um alto consumo de materiais (cimento e aço), e que todos os elementos estruturais ou não são de concreto armado, e suas espessuras estão jogo de dados por razões tecnológicas ou funcionais, sempre major de 10cm. de espessura, ainda em pequenas luzes.

Além disso, o uso de equipamentos de içasse (de içar) e por conseguinte, o alto consumo de combustível, fazem destes, sistemas inadequados, nestes momentos de período especial.

B. Fragmentação em celas espaciais.

Regem-se pelo princípio de elementos volumétricos realizados em planta e montados posteriormente na obra. Se podem utilizar na elaboração de Cabines Sanitárias, mas não é comum na execução de vivendas. Seus problemas principais consistem nos enormes pesos a mobilizar com grandes gruas e aos problemas estéticos de obter uma arquitectura flexível a base de gavetas. Realmente não tiveram muito êxito por estas considerações.

C. Sistemas de fragmentação em estruturas reticuladas (esqueletos).

C.1). Fragmentação pelos nós.

Este sistema nos proporciona peças lineares com vantagens na produção, o transporte e a montagem. Sua desvantagem consiste em que, ao ser difícil obter uniões rígidas nestes pontos é necessário colocar, articulações, obtendo-se secções nos elementos super dimensionados.

Exemplo:

C.2). Fragmentação pelos pontos de momento mínimos.

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Consiste em fragmentar a estrutura naqueles lugares, onde se acham os pontos de inflexão de momentos, determinados para aquelas combinações de cargas permanentes. Exemplo:

Aproveita-se mais a estrutura do ponto de vista estrutural, mas aparecem problemas durante o transporte, armazenamento e a montagem, já que se necessita apoio temporário na coluna e fixação provisória.

Outro bom exemplo: Vigas contínuas em pontes.

C.3). Fragmentação em pórticos inteiros.

Surge para diminuir o número de uniões e a pré-fabricar grandes peças, fundamentalmente a pé da obra. Garante o monolitismo e a montagem pode ser mais rígido, mas seu transporte e içasse resultam mais difíceis. Exemplo 1:

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Uniões entre elementos pré-fabricados. A influência das uniões na obra pré-fabricada é decisiva. Um sistema construtivo que pudesse assegurar um bom comportamento funcional, estrutural e construtivo nas juntas, ao longo da vida da construção, teria virtualmente resolvido o 90% dos problemas do sistema de pré-fabricado.

Entende-se por comportamento funcional: - Impermeabilidade à água. - Impermeabilidade ao ar. - Isolamento de som (auditivo) - Conservação de um adequado aspecto estético. - Durabilidade do material de selado.

As uniões do ponto de vista estrutural, podem ser:- Rígidas (embutidas)- Articuladas.- Simplesmente apoiadas.- Semi-rígidas.

Do ponto de vista de construção podem ser húmidas e secas.As primeiras são aquelas em que intervém de forma activa estrutural um morteiro, um betão simples ou um betão armado.As secas, quando a conexão, faz-se com solda atarraxada, pós-esforçado ou outros procedimentos com ausência de betão resistente. O morteiro ou betão só faz efeito de recobrimento, sem trabalho estrutural.

As juntas húmidas suportam melhor as grandes carrega e som menos sensíveis às impressões de produção e montagem, mas são mais difíceis de executar e necessitam um tempo de forjado e endurecimento antes de sua exploração.

As juntas secas têm facilidade e rigidez de execução, capazes de suportar cargas imediatamente, reduzindo o ciclo de montagem na obra, mas se som soldadas, necessita-se um bom controlo, pois a qualidade depende em grande medida da habilidade do soldador e podem ficar defeitos que não se apreciam a simples vista.

As uniões segundo o tipo de elemento que unem são nomeadas:

Nas estruturas reticuladas as uniões são:- Junta alicerce - coluna.- Junta coluna - coluna (prolongação de coluna)- Junta coluna - viga (No extremo da coluna, em ponto intermédio da coluna).- Junta viga - viga.- Junta vegeta - viga.- Junta laje -viga.

As uniões entre muros (painéis) são:- Juntas verticais interiores.- Juntas verticais exteriores.- Juntas horizontais interiores.- Juntas horizontais exteriores.

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