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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAL E CONSTRUÇÃO CIVIL

LUCAS FAÇANHA DE OLIVEIRA

ANÁLISE CRÍTICA DE SISTEMAS ESTRUTURAIS UTILIZANDO SOLUÇÕES EM

CONCRETO PRÉ-MOLDADO

FORTALEZA

2011

ii




Monografia submetida a Coordenação do

Curso de Engenharia Civil da Universidade

Federal do Ceará, como requisito parcial para

obtenção do grau de Engenheiro Civil, em

Dezembro de 2011.

Orientador: Prof. Dr. Augusto Teixeira de

Albuquerque

FORTALEZA

2011

iii




Monografia submetida à Coordenação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal

do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Aprovada em __/__/____

BANCA EXAMINADORA

_________________________________________________________

Prof. D.Sc. Augusto Teixeira de Albuquerque (Orientador)

Universidade Federal do Ceará – UFC

_________________________________________________________

Prof. D.Sc. Joaquim Eduardo Mota


_________________________________________________________

Prof.ª D.Sc. Magnólia Maria Campelo Mota


iv

À meus pais Eudeni e José Mário e à meus irmãos

Keivy e Mário que investiram suas vidas em mim,

minha eterna fonte de motivação, amor e

companheirismo.

v

“What we do in life echoes in eternity”

Máximus Décimus Meridius,

personagem do filme Gladiator

vi

AGRADECIMENTOS

Agradeço em primeiro lugar a Deus, este que sempre está ao nosso lado, mesmo

quando nosso pecado insiste na vã tentativa de nos afastar Dele,Aquele que nos leva em seus

braços e nos faz repousar em seu amor supremo e completo que nos envolve e protege.

Agradeço especialmente a minha avó Elizabeth grande referencial de caráter e a

meus pais Eudeni Moreira e José Mário por me gerarem e por se fazerem tão solícitos e

presentes quando as dificuldades se aproximavam, por cada sacrifício que cada um deles

fizeram para que hoje eu pudesse concluir este trabalho. Agradeço minha mãe em especial,

pela paciência e dedicação constante. Pelo amor que derrama na minha vida todos os dias e

pelo cuidado que toma para comigo. Posso dizer que devo muito do que sou a ela, minha

eterna fonte de sabedoria e dignidade.

Agradeço especialmente a meus irmãos que estiveram sempre a me apoiar sem

medir esforços, por cada conselho e conversa que me guiava em direção à vitória: Keivy-Lane

e Mário Júnior e a minha família: Jeanne Mota, Tonny, James, Amadeu Monteiro, Eurenir,

Euzenir, Eurides, Imaculada, Lucivaldo, Fram, Hildney, Romeu por tudo que foi feito para

que eu me aprimorasse humanamente e tecnicamente, por cada conversa de apoio que me

motivava a cumprir minhas metas e conquistar meus objetivos.

Agradeço por fim, a uma segunda família que aprendi a amar e compartilhar

minhas dores e meus sofrimentos, pessoas que me acompanharam e me motivaram desde

quando nos conhecemos, ou seja, desde meu ingresso na faculdade, são eles: Julien Souto,

Felipe Alisson, Vicente Castro, Luiza Kilvia, Luiz Gonzaga, Maria Viviane, Dênis Beviláqua,

Priscilla Paiva, Aline, Anderson, e muitos outros que também estiveram ao meu lado.

À todos, resta este sentimento de amor e carinho e a sensação de dever cumprido

para comigo, vocês todos são a base da minha vida e do meu “ser” humano.

vii

RESUMO

Com o advento da tecnologia, novas técnicas construtivas vão sendo elaboradas e

através destas torna-se possível aumentar a qualidade técnica e construtiva de obras de

engenharia. Entre uma das tecnologias emergentes neste século destaca-se o sistema estrutural

utilizando pré-moldado de concreto, que trata-se de uma verdadeira revolução industrial para

a construção civil, pois este sistema associa a racionalização de materiais e também a

produção de obras nos moldes da industrialização. Vale ressaltar, entretanto que diversos

sistemas encontram-se na fase de desenvolvimento e muitos deles apesar de ser tecnicamente

viável findam em não se popularizar devido a fatores diversos. Em 1993 uma equipe da

universidade Lehigh desenvolveu uma metodologia de estudo acerca dos critérios de

desempenho dos sistemas em pré-moldados, este trabalho visa aplicar estes critérios para

sistemas novos que foram lançados a partir do ano de 2000.Para isto foram coletados dados de

alguns sistemas lançados no mundo para avaliá-los. Ao todo foram coletados 9 sistemas que

foram desenvolvidos em países como EUA, Inglaterra, Holanda, Japão, entre outros.

Palavras chave: Concreto pré-moldado, sistemas estruturais, critérios, análise.

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 - Conectores de cisalhamento.................................................................................. 13 Figura 3.1- Seção da viga no meio do vão ............................................................................... 14 Figura 3.2 - Corte na extremidade da viga ............................................................................... 15 Figura 3.3 - Perspectiva da viga pré-moldada .......................................................................... 15 Figura 3.4 - Detalhe das placas do pilar ................................................................................... 16

Figura 3.5 - Detalhe do pilar ..................................................................................................... 16 Figura 3.6 - Detalhe inferior da ligação .................................................................................... 17 Figura 3.7 - Detalhe superior da ligação .................................................................................. 17 Figura 3.8 - Detalhe do shimpack ............................................................................................. 18

Figura 3.9 - Passagem de barras através da viga interligando as placas alveolares ................. 18 Figura 3.10 - Disposição final do sistema pré-concretagem .................................................... 19 Figura 3.11 - Perspectiva da montagem das vigas, da concretagem dos pockets e da montagem

da laje ........................................................................................................................................ 19 Figura 3.12 - Barras de armadura passiva para a concretagem da capa ................................... 20 Figura 3.13 - Sistema Slimfloor ................................................................................................ 22 Figura 3.14 - Esquema da passagem de armaduras passivas complementares ........................ 22

Figura 3.15 - Viga metálica do sistema Delta Beam ................................................................ 24 Figura 3.16 - Ligações entre placa - viga - placa...................................................................... 25

Figura 3.17 - Viga lateral do sistema Delta Beam .................................................................... 25 Figura 3.18 - Detalhe ligação pilar - viga metálica .................................................................. 26 Figura 3.19 - Apoio da viga durante a montagem para o caso de pilar contínuo ..................... 27

Figura 3.20 - Seção da viga e do pilar considerando a continuidade da viga ........................... 27 Figura 3.21 - Detalhe solução estrutural para furos no pavimento ........................................... 28

Figura 3.22 - Vigamentos metálicos do sistema Grünbauer .................................................... 30 Figura 3.23 - Perspectiva sistema Grünbauer .......................................................................... 30

Figura 3.24 - Detalhe da ligação do sistema Grünbauer .......................................................... 31 Figura 3.25 - Sistema para içamento das vigas metálicas ........................................................ 31 Figura 3.26 - Esquema de produção da viga D-Beam® ........................................................... 33 Figura 3.27 - Seção montada e grouteada do sistema Girder-slab® ........................................ 33

Figura 3.28 - Layout da montagem de peças do sistema GirderSlab ....................................... 34 Figura 3.29 - Lançamento de groute no sistema ....................................................................... 35 Figura 3.30 - Detalhe da ligação entre as vigas e o pilar metálico ........................................... 35 Figura 3.31 - Vista superior da viga ......................................................................................... 37

Figura 3.32 - Seção da viga utilizada no sistema ..................................................................... 38 Figura 3.33 – Pilar do sistemaShallow Flat Soffit .................................................................... 39 Figura 3.34 - Sistema de apoio durante o assentamento das lajes completo ............................ 39

Figura 3.35 - Esquema das barras de aço parafusadas por sob a viga ...................................... 40 Figura 3.36 - Instalações das bordas temporárias através de seu parafusamento ..................... 40 Figura 3.37 - Representação Gráfica do sistema Splice Sleeve ................................................ 42 Figura 3.38–Seção da peça cotada de acordo com as medidas utilizadas na tabela supracitada

.................................................................................................................................................. 43

Figura 3.39 - detalhes construtivos da ligação viga-viga ......................................................... 45 Figura 3.40 - Esquema das armaduras do pilar em T, para o tipo 1 ......................................... 46 Figura 3.41 - Esquema das armaduras do pilar em T, para o tipo 2 ......................................... 46 Figura 3.42 - Conjunto de vigas e pilar em formato T, para o tipo 1 ....................................... 47

Figura 3.43 - Conjunto de vigas e pilar em formato T, para o tipo 2 ....................................... 47 Figura 3.44 - Sistemas de pré-moldado concretados separadamente, tipo 1 ............................ 48 Figura 3.45- Sistemas de pré-moldado concretados separadamente tipo 2 .............................. 48

ix

Figura 3.46- Sistemas de pré-moldado concretados separadamente tipo 3 .............................. 49 Figura 3.47- Sistemas de pré-moldado concretados separadamente tipo 4 .............................. 49

Figura 3.48 - Esquema de montagem dos quatro tipos de ligações .......................................... 50 Figura 3.49 - Pavimento do sistema ......................................................................................... 51 Figura 3.50 - Passagem de dutos sob o pavimento ................................................................... 52 Figura 3.51 - Seção tipo laje pré-moldado Plate Flooring ....................................................... 53 Figura 3.52 - Pavimento tipo utilizando estrutura de concreto................................................. 54

Figura 3.53 - Pavimento tipo utilizando estrutura metálica...................................................... 54

x

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Classificação de peças de concreto pré-moldado quanto ao peso .......................... 6 Tabela 3.1 - Resistência do groute de acordo com sua temperatura de cura ............................ 44 Tabela 5.1 - Vãos vencidos e espessuras dos pilares metálicos ............................................... 68

Tabela 5.2 - Considerações acerca do número de peças e elementos dos diversos sistemas ... 75 Tabela 5.3 - Classificação dos sistemas de acordo com o número de peças ............................ 75 Tabela 5.4 - Desempenho dos sistemas no critério método de construção .............................. 76 Tabela 5.5 - Classificação dos sistemas de acordo com o método de construção .................... 76

Tabela 5.6 - Sistemas de serviço dos diversos sistemas estruturais ......................................... 77 Tabela 5.7 - Tabela comparativa entre os vãos dos pavimentos .............................................. 78

xi

LISTA DE QUADROS

Quadro 2.1 - Tipos de concreto pré-moldado ............................................................................. 5 Quadro 3.1 - Resumo das peças do sistema Midwest Office System ........................................ 21 Quadro 3.2 - Resumo das peças do sistema SlimFloor ............................................................ 23 Quadro 3.3 - Resumo das peças do sistema Delta Beam.......................................................... 29

Quadro 3.4–Resumo das peças do sistema Grünbauer ............................................................. 32 Quadro 3.5 - Resumo das peças do sistema Girderslab ........................................................... 36

Quadro 3.6 - Resumo das peças do sistema Shallow Flat Soffit .............................................. 42 Quadro 3.7 - Características físicas da peça metálica .............................................................. 43 Quadro 3.8 - Resumo das peças do sistema Splice Sleeve ........................................................ 51 Quadro 3.9 - Resumo das peças do sistema Supranos Decks™ ............................................... 53 Quadro 3.10 - Resumo do sistema Prestressed Plate flooring ................................................. 55

xii

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. viii LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... x LISTA DE QUADROS ............................................................................................................. xi 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1

1.1 Justificativa .................................................................................................................. 2

1.2 Objetivos ...................................................................................................................... 3 1.3 Metodologia ................................................................................................................. 3

1.4 Estrutura do trabalho .................................................................................................... 4 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................................................................... 5

2.1 Concreto Pré-moldado ................................................................................................. 5 2.2 Construções em aço ................................................................................................... 10 2.3 Construções mistas .................................................................................................... 11

3 SISTEMAS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO............................................................. 14 3.1 Midwest Office System ............................................................................................. 14

3.2 SlimFloor® ................................................................................................................ 21 3.3 Delta Beam ................................................................................................................ 24

3.4 Sistema Grünbauer .................................................................................................... 29 3.5 Sistema Girder-slab® ................................................................................................. 32 3.6 Sistema Shallow Flat Soffit ........................................................................................ 37

3.7 Sistema Splice Sleeve® .............................................................................................. 42

3.8 Supranos Decks™ ...................................................................................................... 51 3.9 Sistema Prestressed Plate Flooring .......................................................................... 53

4 CRITÉRIOS ...................................................................................................................... 56

4.1 Estrutural .................................................................................................................... 56 4.2 Serviço ....................................................................................................................... 58

4.3 Arquitetônico ............................................................................................................. 60 5 ANÁLISE DOS SISTEMAS ............................................................................................ 62

5.1 Análise Midwest Office System .................................................................................. 62

5.2 Análise do sistema Slim Floor® ................................................................................ 63 5.3 Análise do sistema Delta Beam ................................................................................. 64

5.4 Análise do sistema Grünbauer .................................................................................. 66

5.5 Sistema Girder-slab® ................................................................................................ 68

5.6 Análise do sistema Shallow Flat Soffit ...................................................................... 69 5.7 Análise do sistema Splice Sleeve ............................................................................... 70 5.8 Análise do sistema Supranos Decks .......................................................................... 72 5.9 Análise do sistema Plate Flooring ............................................................................. 73 5.10 Resumo das considerações ..................................................................................... 74

6 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 79 6.1 Sugestões para futuros trabalhos ................................................................................ 79

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 80

1

1 INTRODUÇÃO

O concreto pré-moldado é um método construtivo cujo campo de atuação vem se

expandindo no Brasil e no mundo e trata-se de um método relativamente recente bem como

relacionado diretamente aos processos de industrialização.

A necessidade do homem de aumentar a velocidade e a capacidade de produção

para suprir as necessidades da sociedade, serviu como fator motivacional para uma grande

evolução tecnológica, criando assim diversas indústrias que produzem desde objetos simples

como pequenos alimentos, como os complexos automóveis. Vale ressaltar que os focos dos

processos supracitados, tratam-se da quantidade e da velocidade de produção. O mesmo

raciocínio foi utilizado para a construção civil, que necessita deste ritmo acelerado e possui a

necessidade de suprir grandes quantidades.

O concreto pré-moldado é definido como o “elemento que é executado fora do

local de utilização definitiva na estrutura, com controle de qualidade” (NBR 9062) faz-se

notório que tal definição abrange diversas possibilidades, entretanto podemos utilizar a

definição dada por Brumati (2008) que explica melhor o conceito de pré-moldado:

É aquela em que os elementos estruturais, como pilares, vigas, lajes e outros, são

moldados e adquirem certo grau de resistência, antes do seu posicionamento

definitivo na estrutura.

O elemento pré-fabricado, por sua vez trata-se de um elemento pré-moldado que é

produzido em fábricas ou mesmo próximo ao canteiro de obras, entretanto o elemento pré-

fabricado é confeccionado sobre critérios rigorosos de fabricação e com grande controle

tecnológico de materiais e montagem. Viero (2008) definiu concreto pré-moldado e pré-

fabricado como:

Pré-moldado

Elemento que é executado fora do local definitivo de utilização, produzido em

condições menos rigorosas de controle de qualidade, sem a necessidade de pessoa,

laboratório e instalações congêneres próprias.

Pré-fabricado

Elemento pré-moldado, executado industrialmente, mesmo em instalações

temporárias em canteiros de obra, sob condições rigorosas de controle de qualidade.

Abaixo estão descritas uma série de vantagens que o torna um sistema com grande

viabilidade.

2

A adoção deste sistema estrutural possibilita um ritmo de produção acelerado,

pois se perde pouco ou nenhum tempo com fatores que podem atrasar a produção, entre eles a

montagem das formas para concretagem, a execução das armaduras das lajes, a eliminação da

cura do concreto como gargalo de produção.

Como vantagem do sistema estrutural de pré-moldados, pode-se citar também a

melhoria da qualidade do trabalho na construção civil, isto, pois diminui os efeitos da

“síndrome dos 3D’s”, do inglês: Dirty (sujo), Difficulty (difícil) e Dangerous (perigoso) El

Debs (2000).

Outra vantagem, trata-se da diminuição do desperdício de matérias primas como o

cimento, o agregado graúdo e miúdo, pois devido ao seu processo de produção industrializado

as peças de pré-moldado saem com os traços mais precisos e uniformes. Tal redução de

desperdício não só gera maior lucratividade ao processo como também é ecologicamente mais

correto, visto que as matérias primas supracitadas não são renováveis.

Apesar de todas as vantagens relacionadas ao uso do concreto pré-moldado, pode-

se citar algumas possíveis causas de problemas que se não previstas e planejadas poderão

atrasar o cronograma da obra tornando-se um gargalo de produção.

Para a utilização do sistema estrutural um grande estudo e planejamento deverá

ser feito visando dimensionar as peças estruturais de modo que elas possuam o peso e volume

dentro de uma ordem de grandeza bem similar, pois em caso contrário a balança poderá ser

dimensionada incorretamente gerando custos excessivos devido ao superdimensionamento ou

atrasos na produção devido ao subdimensionamento.

O controle da estocagem das peças deverá seguir critérios rigorosos de controle de

volume para evitar perda excessiva de espaço ou atraso no cronograma da obra, bem como

possíveis danos a peças devido a armazenamento inadequado.

1.1 Justificativa

Este trabalho foi feito para servir como subsídio para descobrir quais as

circunstâncias que tornaram o sistema estrutural pré-moldado elaborado pela universidade de

Nebraska viável tecnicamente e inviável na prática e que medidas deverão ser adotadas de

forma a evitar que outros sistemas possam vir a cometer os mesmos erros.

3

Quais critérios permitem avaliar como se deve otimizar o uso do sistema de pré-

moldados de forma a torná-lo mais viável para as construtoras e para as fábricas.

Para que o planejamento e o cálculo estrutural possuam o menor número de erros

possíveis, estes necessitam conhecer o tipo de sistema que mais se encaixa com sua obra em

termos de dimensões, logística de armazenamento, design estrutural, transporte, entre outros.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo geral

O objetivo deste trabalho trata-se de aplicar critérios acerca dos diversos sistemas

estruturais utilizando o conceito de pré-moldados que são utilizados no mundo, de forma a

aumentar o conhecimento dos engenheiros sobre este novo conceito de construção.

1.2.2 Objetivos específicos

Este trabalho irá utilizar critérios que qualifiquem e classifiquem os diversos

sistemas estruturais e por fim elaborar um banco de dados acerca de sistemas estruturais

concebidos e que utilizam o pré-moldado de concreto catalogado de acordo com suas

vantagens e desvantagens;

1.3 Metodologia

Em 1993 foi publicado um documento cujo objetivo era analisar diversos sistemas

estruturais em pré-moldado emergentes no mundo para caracterizá-los e assim desenvolver

sistemas melhores. Para o desenvolvimento destes critérios, diversas entrevistas e reuniões

com produtores, construtores e desenvolvedores de sistemas estruturais em pré-moldado

foram realizadas, através deste estudo intitulado ATLSS Report Nº 93-07 que é um estudo

que faz parte de um projeto maior que trata-se do: Development of New Floor Framing

System for Gravity Loads. Os estudos foram realizados e foram retirados critérios com o

4

objetivo de analisar a qualidade dos sistemas. Desta forma, planeja-se abrir possibilidades

para a criação de sistemas estruturais mais eficientes, econômicos e de simples execução.

Vale frisar que não será objetivo deste trabalho concluir qual o sistema estrutural é o mais

eficiente em termos gerais, apenas os que se encaixam nos critérios adotados e que se

destacam neste campo, a hierarquia de importância entre os critérios não serão focos deste

estudo.

Os dados referentes a sistemas estruturais utilizados no mundo, foram recolhidos

através de uma intensa pesquisa bibliográfica em periódicos, publicações, empresas, entre

outros. Vale ressaltar ainda que a pesquisa procurou se concentrar em sistemas pré-moldados

desenvolvidos a partir do ano 2000.

1.4 Estrutura do trabalho

O capítulo 1 contém uma breve introdução acerca do assunto com o intuito de

inteirar o leitor acerca do assunto tratado neste trabalho, possui também alguns elementos de

vital importância para a realização do trabalho, tais como a justificativa do tema e os objetivos

do trabalho;

O capítulo 2 possui a revisão bibliográfica, mostrando as vantagens e

desvantagens do sistema de concreto pré-moldado, algumas considerações acerca de sua

rigidez, uma explanação sobre o sistema de produção, por fim algumas considerações sobre

construções mistas e construções em aço;

O capítulo 3 consiste em uma descrição dos diversos sistemas utilizando o

concreto pré-moldado como sistema estrutural, para isso, os sistemas adotados tais como o

“delta-beam”, “Slimfloor”, entre outros, são apresentados e ilustrados;

O capítulo 4 apresenta a explanação acerca dos critérios adotados para classificar

o sistema, alguns desses critérios foram desenvolvidos através de reuniões entre diversos

profissionais da área que procuravam obter ou desenvolver sistemas melhores;

No capítulo 5 será apresentado às classificações dos sistemas de acordo com os

critérios que foram explicados no capítulo anterior;

O capítulo 6 apresentará as conclusões do autor acerca do trabalho desenvolvido,

bem como algumas propostas de trabalho que poderão vir a complementar este trabalho.

5

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A fundamentação teórica versará acerca de concreto pré-moldado e apresentará

algumas explanações sobre logística e algumas considerações acerca da estabilidade das

estruturas de concreto pré-moldado. Versará sobre construções metálicas e por fim explanará

um pouco sobre construções mistas.

2.1 Concreto Pré-moldado

Segundo Serra apud Vasconcelos (2002) a origem do concreto pré-moldado, deu-

se a partir do surgimento das primeiras peças de concreto armado. Nota-se que algumas peças

produzidas por Joseph Monier como as primeiras vigas armadas ou os primeiros jarros já

foram executadas fora do lugar onde iriam ser utilizadas. No Brasil a primeira obra em pré-

moldados foi o hipódromo da Gávea no Rio de Janeiro no ano de 1926, segundo Iglesia(2006)

os elementos pré-moldados foram aplicados nas estacas das fundações e nas cercas dos

hipódromos.

Este sistema pode ser classificado de diversas formas, como quanto ao local de

produção, quanto à incorporação de material, quanto a categoria do peso dos elementos,

quanto ao papel desempenhado pela aderência.

Quadro 2.1 - Tipos de concreto pré-moldado

FONTE: Concreto pré-moldado: fundamentos e aplicações (2000), Mounir K. El Debs. pág.: 15

6

Os pré-moldados classificados como pré-fabricado de fábrica tratam-se das peças

confeccionadas em instalações fixas e distantes das obras. Os pré-moldados de canteiro, são

aqueles confeccionados em instalações provisórias próximas a obra que irá receber seus

produtos, estas instalações podem ser mais complexas ou não. As peças classificadas como

seção completa, são aqueles que vão para obras com toda a seção resistente já concretada, ou

seja, estes não dependem de concreto moldado in loco, a peça de estrutura parcial por sua vez

dependerá de concretagem in loco, pois esta sairá de fabrica com sua seção incompleta.

A classificação da categoria quanto ao peso é de fato muito relativa, ficando

difícil então sua classificação, entretanto segundo El Debs(2000) a classificação quanto ao

peso dá-se de acordo com o quadro abaixo:

Tabela 2.1 - Classificação de peças de concreto pré-moldado quanto ao peso

Peças de concreto Classificação

Peso até 0,3 kN Elemento leve

Peso variando de 0,3 a 5kN Elemento de peso médio

Peso superior a 5kN Elemento pesado

Os pré-moldados que têm uma concepção normal são os que desempenharão

papel independentemente de sua estética. Os pré-moldados com uma concepção arquitetônica

por sua vez, são os utilizados para detalhes estéticos do projeto, podendo exercer função

estrutural ou não.

Apesar de todas as suas vantagens, o concreto pré-moldado possui algumas

características que devem ser estudadas atentamente antes da concepção de seu projeto

estrutural. Um deles trata-se da rigidez de suas ligações, segundo Almeida (2010) teremos a

seguinte consideração para a rigidez da estrutura.

Em geral, as ligações são os itens mais importantes no projeto de

estruturas de concreto pré-moldados e mistas, tanto no que se refere a produção,

como para o comportamento da estrutura montada. Contudo existem dificuldades

durante a fase de execução das ligações, principalmente daquelas que transmitem e

procuram reproduzir um comportamento similar ao de uma estrutura monolítica.

Além disso, também permanecem algumas duvidas sobre este tipo de estrutura, no

que diz respeito: ao seu comportamento em serviço, na determinação dos valores

reais dos parâmetros de projeto e na confirmação das hipóteses e modelos de calculo

adotadas, como por exemplo, a determinação do valor da rigidez ou semi-rigidez.

(ALMEIDA, 2010, Pag. 25)

7

Segundo Almeida (2010), os estudos realizados sobre a rigidez das ligações entre

peças do sistema pré-moldado, somente poderão ser aplicados sobre a condição de

similaridades entre os modelos estruturais, ou seja, o estudo acaba se tornando pontual.

Sabe-se que as considerações de engaste e rigidez entre as ligações será a

responsável pela modelagem das distribuições de carga, segundo Miotto (2002), estas

considerações para o concreto pré-moldado trata-se de um estado de semi-rigidez que pode

gerar falhas na modelagem de cargas na estrutura, como por exemplo, o caso de considerar a

ligação como livre onde esta possui uma certa rigidez.

Segundo Miotto (2002) o conceito de semi-rigidez datam do começo deste século,

entretanto, os primeiros estudos acerca do assunto são atribuídos a Wilson e Moore que

estudavam a rigidez da ligação viga-pilar rebitadas em estruturas metálicas.

Segundo El Debs (2000), a estabilidade global das estruturas é associada à

capacidade resistiva das estruturas a cargas horizontais, como por exemplo, ao vento ou ao

desaprumo e a forma como estas são dissipadas nas fundações em segurança. Para o cálculo

da verificação da estabilidade calcula-se um parâmetro α.

eq

k

(EI)

Nh (2.1)

Onde h é a altura total do prédio, medida do topo da fundação, trata-se da

soma de todas as cargas atuais já atuantes na estrutura, por fim o item torna-se a

rigidez a flexão necessária. Para um edifício menor do que 3 pavimentos limite de α é de: 0,2

+0,1n. Para edifícios de quatro pavimentos o α limite será o de 0,6.

El Debs (2000) nos apresenta ainda alguns princípios que devem ser levados em

conta para o dimensionamento ou projeto de estruturas utilizando o pré-moldado. O primeiro

princípio diz respeito as ligações que devem assegurar a rigidez e a estabilidade global da

estrutura, o segundo princípio trata-se de uma recomendação ao projetista, que sugere ao

mesmo que se deva ser levado em conta as tolerâncias de fabricação e montagem. O terceiro

princípio por sua vez, afirma que a análise das ligações se estendem as extremidades dos

elementos que a circundam. Por fim o último princípio afirma que se deve prever as

acomodações das ligações até que esta adquira a sua capacidade.

8

A industrialização na construção trata-se de uma série de métodos e processos que

visam aumentar a produtividade, a qualidade do serviço, diminuir custos, e o tempo de

produção. Para atingir estes objetivos, recorre-se ao planejamento, segregação de atividades,

investimentos e desenvolvimento de novas tecnologias, gestão do tempo e do espaço. Vale

ressaltar ainda que a industrialização da construção pode vir a ter seus problemas, como

explicita Brumati (2008):

A industrialização apresenta caráter repetitivo; bem representado pela pré-moldagem

que reduz os desperdícios e reflete diretamente na produtividade da mão-de-obra.

No entanto, antes de se tornarem muito repetitivas, os procedimentos e os processos

devem ser altamente coerentes, para não se correr o risco de reproduzirem em larga

escala, também os erros. (BRUMATI,2008, pag. 8)

No final da década de 60 surgiu o conceito de industrialização de ciclo fechado,

que se trata da idéia de que uma empresa ou prestadora de serviço terá exclusividade sobre o

processo de produção de um determinado elemento, de forma que diferentes empresas não

possuem similaridade entre seus produtos, ou seja, diferentes empresas não poderão combinar

seus produtos, empobrecendo e limitando a produção e as possibilidades de adaptação as

necessidades demandadas.

A industrialização de ciclo aberto consiste em um processo mais dinâmico e

completo, sua linha de ação consiste na integração de produtos e insumos de forma a permitir

que os mesmos derivem diversas formas entre si formando produtos mais complexos e

satisfazendo as necessidades de clientes de acordo com a situação apontada em projeto. Pode-

se notar facilmente que este sistema é mais evoluído e se adapta bem melhor a situações

adversas.

A ausência da necessidade da montagem das formas diminui o dispêndio das

construtoras com os materiais utilizados para o cimbramento, para a montagem das

armaduras. Devido à ausência desta necessidade, pode-se diminuir a mão-de-obra empregada

e com isto diminuir alguns outros custos como impostos.

A utilização de concretos pré-moldados também possui algumas desvantagens em

sua utilização, o que pode tornar seu uso inviável, entre eles pode-se citar:

A necessidade de um controle rigoroso da produção, isto pois os materiais devem

ser utilizados na proporção certa nas fábricas, visto que a segurança estrutural do edifício

também está no escopo da fábrica de pré-moldados, sua produção deve ser rápida o suficiente

para cumprir a demanda da obra sem virar um gargalo de produção.

9

Faz-se necessário também a utilização de uma mão-de-obra especializada, pois a

montagem das peças deve ser precisa e sem muita margem a erros, visto que a busca para a

correção de um erro executivo para este tipo de sistema estrutural pode vir a atrasá-la.

Para alguns canteiros de obra que possuem pouco espaço para armazenagem de

materiais de construção, o espaço consumido para estocagem das peças pré-moldadas pode vir

a ser um problema de ordem logística.

Outro problema que pode influenciar a escolha deste sistema estrutural trata-se do

uso de maquinaria que em alguns casos deverá ser específica ou de grande porte para erguer

as peças.

Existem ainda fatores que podem vir a ser vantajosos ou mesmo desvantajosos de

acordo com a situação apresentada. Entre eles a necessidade de um alto nível de

planejamento, detalhamento e integração dos projetos estruturais, arquitetônicos, elétricos e

hidro sanitários, afinal, este sistema possui pouca ou nenhuma suscetibilidade a erros de

projetos, o que é explicado pela elevada precisão e pouca flexibilidade para resolução de

problemas sem o devido planejamento. Este “excesso” de planejamento pode ser visto como

uma grande vantagem se o analisarmos de acordo com a lei de Sitter, esta afirma que os

gastos efetuados com a resolução de problemas durante a execução de uma estrutura é cinco

vezes maior do que a resolução do mesmo durante sua fase de planejamento.

Segundo Pederiva Jr (2009), o uso de concreto pré-moldado possui diversas

vantagens que encontram-se citadas abaixo.

A produção em escala industrial, pois este sistema possui como filosofia a

produção em série e como já foi dito anteriormente, este tipo de filosofia diminui gastos e

gera recursos.

O uso de materiais com alto desempenho. Vale ressaltar que o sistema de pré-

moldados possui demandas próprias em relação ao comportamento dos materiais, este

processo de adaptação dos insumos e técnicas gera o desenvolvimento de novas tecnologias.

Planejamento da produção, uma vez que independentemente da origem da peça de

pré-moldado a sua produção deverá possuir sempre um ciclo de produção e para isso se faz

necessário a prática de um planejamento da obra.

A reutilização de formas também pode ser uma vantagem não apenas econômicos,

como também suas vantagens podem se tornar latentes em relação à preservação do meio

ambiente, pois se sabe que a construção civil é um grande consumidor de madeira.

10

A adaptabilidade deste tipo de sistema a tecnologias mais recentes como as

construções mistas, pro-tensão, leanconstruction.

A velocidade de construção, que é uma das vantagens mais atrativas, pois a

diminuição dos tempos de execução da estrutura acarreta em redução de custos com impostos

ou salários de colaboradores.

2.2 Construções em aço

Segundo Souza (2010), a tecnologia de construir estruturas em aço surgiu antes da

tecnologia das estruturas executadas em concreto armado, entretanto ele ressalta que no Brasil

sua implantação foi tardia e lenta, o que contribuiu para que sua popularização ocorresse de

forma mais suave. Franca (2003) afirma que as estruturas em aço tornaram-se mais populares

desde 1789, época em que ocorreu a tomada da bastilha, segundo ele a ascensão da revolução

industrial revolucionou os processos construtivos de forma a torná-lo apto ao

desenvolvimento tecnológico. Este autor relata ainda que a primeira obra composta por aço

foi feita entre os anos de 1777 e 1779, tal estrutura pesava cerca de 300 toneladas de ferro e

trata-se de uma ponte que passa por sobre o rio Severn.

Franca (2003) relata ainda que o principal motivo para a ausência da popularidade

das estruturas metálicas no Brasil trata-se da falta de hulha que era um dos minerais utilizados

para a fabricação de aço, bem como as motivações culturais com a chegada da empresa

Wayss&Freytag, cujo sistema produtivo baseava-se em concreto armado.

O Brasil por não possuir hulha de boa qualidade, aliado a uma politica exploratória

portuguesa, não conseguiu entrar no rol das nações industrializadas, permanecendo

como nação essencialmente agrícola. (Franca2003 pag.: 3)

As construções em aço possuem uma rápida instalação o que pode vir a diminuir

os prazos da obra, pois não se perde tempo com a cura, ou com a espera que o elemento

adquira a devida rigidez.

Entretanto, vale frisar que apesar das óbvias vantagens contidas na estrutura

metálica, o mesmo possui alguns fatores que devem ser levados em consideração pelo

projetista para a correta escolha do sistema estrutural. Entre estas características cita-se a

11

necessidade de uma manutenção constante preventiva ou preditiva para que se evite a

corrosão da estrutura, necessita de grandes cuidados com a mão-de-obra, pois esta deverá ser

especializada e bem instruída para que se evitem erros construtivos, o projetista estrutural

deverá tomar grandes cuidados com a esbeltez da estrutura, visto que devido a grande

resistência do aço, a estrutura ficará menos espessa podendo provocar deformações,

vibrações, entre outros.

Segundo Martins (2000), um dos defeitos da construção em aço trata-se da

diminuição da resistência do mesmo quando exposto a altas temperaturas, de forma que a

estrutura deverá ser protegida contra as ações das elevadas temperaturas.

Segundo Franca (2003), existem diversos critérios para escolha do sistema

estrutural, entre eles o método construtivo, o tratamento arquitetônico, os sistemas de

instalações prediais, entre outros. Vale ressaltar que essa imensa gama de critérios acaba por

restringir e limitar as opções que o engenheiro projetista possui, a construção em aço é uma

das mais esbeltas necessitando assim além destes critérios supracitados, as considerações de

estado limite de serviço.

A soldagem é um processo onde a ligação entre as peças é conseguida através do

calor que é cedido ao metal, existem diferentes tipos de processo de soldagem, entre eles os

tradicionais: arco elétrico, resistência elétrica, chama e as novas técnicas: feixe de elétrons e

laser.

Sabe-se que a resistência entre as ligações metálicas, soldadas ou rebitadas já é

tema de estudo a um longo tempo, segundo Franca (2003) temos que, em 1917, Wilson e

Moore já iniciaram seus estudos acerca das ligações com rebites, já em 1947, Hetchtman e

Johnston se aprofundaram em pesquisas envolvendo ligações parafusadas, rebitadas e

soldadas. A partir destes estudos começou-se a considerar as ligações como semirrígidas e

alguns outros autores se destacaram entre eles: Jones, Morris e Parker.

2.3 Construções mistas

As estruturas mistas são técnicas que utilizam perfis metálicos envolto em

concreto, para Gilson (2010) as construções mistas passaram a se popularizar a partir da

década de 60, pois a partir desta data foram desenvolvidas tecnologias construtivas que

12

garantiram a melhor combinação do sistema aço-concreto, segundo a definição dada por este

autor, um sistema aço-concreto é feito com um perfil de aço laminado ou soldado ou formado

a frio e esta seção trabalha em conjunto com o concreto. As interações entre os dois tipos de

materiais dá-se de muitas formas, entre elas através de conectores de cisalhamento, morsas,

ressaltos e até mesmo por atrito.

Segundo Nardin (2008) o revestimento de uma estrutura metálica com concreto

confere algumas características especiais à mesma, tais como: o aumento da resistência às

instabilidades locais da seção de aço, diminuição da altura total do conjunto laje-viga,

diminuição no uso de mão-de-obra, proteção contra o fogo e um aumento na rigidez e

capacidade resistente do elemento.

Segundo Gilson (2010) a contribuição resistente da fração metálica das estruturas

mistas podem chegar até 90% da carga total, onde no concreto armado a fração metálica

normalmente não chega a 40% da resistência. Entre as vantagens do sistema em construção

mista, teremos a redução do prazo e do peso da obra pelo óbvio motivo que as seções de aço

não precisam ser tão esbeltas, visto que suas resistências à tração e compressão são bem

parecidas e possuem altos valores, teremos uma redução no consumo de aço, bem como uma

maior resistência contra altas temperaturas e patologias no aço e por fim um aumento na

rigidez da estrutura.

Os conectores de cisalhamento surgiram com o intuito de viabilizar a utilização de

estruturas mistas e consistem em peças metálicas que aumentam a adesão do aço ao concreto,

visto que a força de tração que ocorre na sua interface é uma força que geralmente não é

levada em conta devido a sua ductilidade e não confiabilidade, isto segundo Gilson (2010).

Estes sistemas existem em diversas formas, segue abaixo ilustrados alguns tipos usuais de

conectores.

13

Figura 2.1 - Conectores de cisalhamento

FONTE: Alva &Malite (2005) pag.: 02

Segundo Catai (2005), a estrutura mista destaca-se devido a sua economia de aço

quando comparado a estruturas metálicas e peso próprio menor do que a mesma estrutura

produzida com concreto armado ou protendido.

Alva &Malite (2005) ressaltam que um dos princípios da utilização das estruturas

mistas trata-se de obter uma sinergia da resistência do concreto e sua capacidade resistiva a

ações laterais e o menor peso do aço bem como a maior capacidade de vencer vãos maiores

quando utilizado em estrutura do tipo pórtico.

14

3 SISTEMAS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO

Os sistemas de concreto pré-moldado são desenvolvidos por fabricantes,

universidades, entre outros. Tais sistemas tendem a melhorar a trabalhabilidade destas peças e

apresentar uma logística apurada, para se evitar gastos excessivos de recursos.

3.1 Midwest Office System

O Midwest Office System está sendo desenvolvido pela Universidade de

Nebraska e têm como característica principal a pequena espessura de sua laje que possui 41

cm de altura total do pavimento, tal esbeltez proporciona um decréscimo no peso da estrutura.

As vigas do sistema proposto têm 120 cm de largura, possuindo seção acentuada para

compensar sua reduzida altura e estabelecer uma seção resistente de concreto suficiente para

suportar o peso.

Vale ressaltar, entretanto que para manter essa esbeltez a continuidade da viga

teve que ser considerada para algumas situações, segundo Albuquerque (2007) a continuidade

foi considerada para o peso próprio da laje, para o peso da capa de concreto e para a

sobrecarga de utilização, a única situação em que não foi considerada a continuidade trata-se

do peso próprio da viga.

Figura 3.1- Seção da viga no meio do vão

FONTE: Albuquerque (2007)

15

Figura 3.2 - Corte na extremidade da viga


Visando otimizar a construção da estrutura pré-moldada considerou-se que a

estrutura não precisaria de formas para a concretagem da capa, para isso alguns métodos

foram adotados, entre eles a soldagem temporária de placas metálicas ancoradas nas

extremidades da viga e uma reentrância (Pocket) de 1,5 m.

Figura 3.3 - Perspectiva da viga pré-moldada


A ligação entre a viga e o pilar dá-se através de armaduras passivas que são

inseridas nas reentrâncias da viga supracitada na seção do pilar que é vazada e revestida

internamente por uma peça metálica. No pilar também existem quatro chapas metálicas

Placas para ancoragem

16

dispostas duas a duas de cada lado da seção. Uma cantoneira metálica em “L” será soldada na

placa de ancoragem das duas vigas e na chapa superior do pilar, conforme o desenho. Esta

ligação permite que os esforços de tração sejam suportados pelos perfis metálicos e os

esforços de compressão sejam absorvidos pelas placas.

Figura 3.4 - Detalhe das placas do pilar

FONTE: Albuquerque(2007)

Figura 3.5 - Detalhe do pilar

FONTE: Albuquerque(2007)

17

Figura 3.6 - Detalhe inferior da ligação


Figura 3.7 - Detalhe superior da ligação


Esta etapa de soldagem tem como um de seus objetivos garantir a estabilidade da

ligação durante a montagem das lajes. São instaladas placas de alta resistência (Shimpacks)

entre a zona inferior das vigas e os pilares.

18

Figura 3.8 - Detalhe do shimpack


Após o termino desta etapa dispõe nas reentrâncias das vigas as armaduras que

terão como finalidade resistir ao peso da capa de concreto que será disposta na próxima etapa

de construção, algumas barras metálicas são passadas pelas luvas metálicas.

Figura 3.9 - Passagem de barras através da viga interligando as placas alveolares


19

Figura 3.10 - Disposição final do sistema pré-concretagem


Por fim as reentrâncias das vigas são concretadas obtendo-se o sistema da figura

abaixo.

Figura 3.11 - Perspectiva da montagem das vigas, da concretagem dos pockets e da montagem da laje


Dispõe-se por fim algumas barras na face superior da viga e espera-se que o

concreto inserido nos pockets adquira certa resistência. Terminado todo este processo, a capa

20

pode ser concretado e finaliza-se a montagem do pavimento. Para isso, algumas barras de aço

deverão ser colocadas a fim de resistir os efeitos das cargas acidentais.

Figura 3.12 - Barras de armadura passiva para a concretagem da capa


3.1.1 Processos Construtivos

1. O processo inicia-se com o erguimento do pilar que deverá ser nivelado e

colocado em prumo;

2. As vigas serão colocadas nos seus devidos lugares e as placas que estão

presentes no pilar e nas vigas deverão ser soldadas através de uma

cantoneira em “L”.Em seguida deve-se instalar os shimpacks;

3. As placas alveolares deverão ser assentadas nesta fase da construção;

4. As armaduras passivas deverão ser colocadas nos pockets das vigas e

através da parte oca do pilar bem como as armaduras que ligarão as placas

alveolares e as vigas;

5. O sistema deverá ser concretado, onde o concreto fresco deverá ser curado,

vale ressaltar que esta fase termina apenas quando o sistema adquirir uma

certa resistência;

21

6. O capeamento deverá ser aplicado e por fim o sistema estrutural estará

pronto para uso.

3.1.2 Tabela resumo

Temos abaixo o quadro resumo do sistema.

Quadro 3.1 - Resumo das peças do sistema Midwest Office System

Elemento Material Ligações

Lajes Lajes compostas de concreto

protendido ou concreto armado

As lajes se ligarão as vigas através

de armaduras passivas e concreto

proveniente do capeamento

Viga

Vigas composta por concreto

armado e protendido, com a

presença de conectores metálicos

As vigas se ligarão com pilares

através de armaduras passivas e

concreto moldado em loco

Pilar

Os pilares possuirão armaduras

passivas e seções ocas onde

passarão tubos metálicos

O pilar se ligará com as vigas

através do capeamento, de

armaduras passivas e conectores

de cisalhamento

3.2 SlimFloor®

O sistema SlimFloor® começou a se popularizar na Europa recentemente

possuindo uma altura de pavimento que gira em torno de 28 a 32 cm. Esta tecnologia é

distribuída pela Acelormital e trata-se de um sistema que se encaixa nas definições de

construção mista utilizando elementos pré-moldados e vigas metálicas assimétricas de forma a

aproveitar sua rigidez de duas formas, como fôrma para a concretagem da capa e como

elemento rígido para sustentar o sistema estrutural. Vale ressaltar que este sistema utiliza um

capeamento que permite a inserção de armaduras, de acordo com o critério do projetista.

22

Figura 3.13 - Sistema Slimfloor

FONTE: SlimFloor®Aninnovativeconcept for floors – Catálogo de produtos da empresa AcerlorMittal

Como vantagem deste sistema tem-se que o pavimento ficará mais esbelto

tornando o pé-direito maior e diminuindo o peso da estrutura, vale ressaltar que tal efeito pode

vir a diminuir seções de pilares diminuindo os custos de produção. Cita-se também a

possibilidade de descartar o cimbramento, pois a viga metálica suporta distancias de até 12

metros sem a necessidade de utilização de escoras no meio dos seus vãos.

Os pilares deste sistema serão metálicos e em formato “H”. Por fim, as vigas serão

soldadas nos mesmos, garantindo-se a rigidez necessária para se evitar a utilização de

escoramento.

A colocação de armadura passiva se dará através da passagem desta barra por

cima do perfil metálico e por dentro das peças de lajes vazadas. Conforme o esquema abaixo.

Figura 3.14 - Esquema da passagem de armaduras passivas complementares

FONTE: SlimFloor® Aninnovativeconcept for floors – Catálogo de produtos da empresa AcerlorMittal

23


1. O primeiro passo para a montagem do sistema trata-se do assentamento do

pilar que deverá seguir os critérios da construção em aço;

2. As vigas deverão ser parafusadas, rebitadas ou soldadas de acordo com os

desígnios do projeto estrutural metálico;

3. As placas alveolares deverão ser instaladas durante esta etapa do

procedimento;

4. As armaduras passivas deverão ser instaladas;

5. O capeamento deverá ser executado e o concreto deverá envolver toda a

viga metálica, com exceção de sua face inferior;

6. Após o capeamento, deve ser feito um período de cura e então o sistema

estará montado.

3.2.2 Tabela resumo


Quadro 3.2 - Resumo das peças do sistema SlimFloor


Lajes

Lajes compostas de concreto

protendido ou armado em formato

de placa vazada ou duplo TT

As lajes se ligarão ao concreto

que envolverá a viga, de forma a

estabelecer sua estabilidade.

Viga viga metálica envolta em concreto

denotando um sistema misto

A viga se ligará ao pilar através

de soldagem ou parafusamento

Pilar O pilar deverá ser confeccionado

em aço e possuirá uma seção H

O pilar se ligará as vigas através

da ligação metálica e de concreto

24

3.3 Delta Beam

Delta Beam trata-se de uma viga metálica oca com furos em sua superfície

externa, em seus lados existem abas que permitem a colocação de peças pré-moldadas de

concreto, de forma que estas se apoiem entre vigas.

Figura 3.15 - Viga metálica do sistema Delta Beam

FONTE: Catalogo Delta Beam, disponível em:

http://www.deltabeam.nl/templates/userimages/downloads/Folder%20Deltabeam_technical_ENG.pdf

Após a montagem do sistema, as peças de lajes pré-moldadas se apoiarão na viga

metálica e então o capeamento deverá ser aplicado de forma que se formará certa espessura

por sobre a laje, entretanto, o sistema deverá passar por uma etapa de concretagem em que o

concreto deverá ser inserido através dos furos laterais da viga formando-se um sistema misto

e coeso de concreto e aço, vale ressaltar que a viga possui micro furos próximo a sua

superfície superior para que o ar contido internamente venha a sair.

O sistema permite ainda que sejam inseridas barras de aço ligando as placas de

concreto, pois estas passarão entre os furos da viga, garantindo uma maior estabilidade para o

pavimento de concreto como um todo. Vale frisar que o sistema só poderá passar pelo

processo de capeamento quando o concreto utilizado na viga possuir a resistência necessária

para suportar o carregamento.

25

Figura 3.16 - Ligações entre placa - viga - placa

FONTE: Catalogo Delta beam, disponível em:

http://www.deltabeam.nl/templates/userimages/downloads/Folder%20Deltabeam_technical_ENG.pdf

O sistema Delta Beam possui ainda vigas projetadas com o propósito de ocupar os

espaços laterais da construção, para isso o sistema utiliza vigas não simétricas que findam em

economizar concreto e evitar que o mesmo atravesse a viga através dos vazios e ocorra com

isso perda de material.

Figura 3.17 - Viga lateral do sistema Delta Beam

FONTE:http://trinity.siteadmin.fi/File.aspx?id=636914&ext=pdf&routing=419671&webid=508568&name=DB_

2011_FINAL

Para o caso da utilização de pilar em concreto armado o sistema pode ainda

garantir a continuidade do mesmo, pois as armaduras percorrerão o interior da viga metálica e

26

formarão um sistema monolítico como o concreto do pilar. Para o melhor entendimento deve-

se observar a ilustração abaixo:

Figura 3.18 - Detalhe ligação pilar - viga metálica


2011_FINAL

A ligação entre o pilar e a viga metálica se dá através de duas formas, na primeira

a consideração é a de que o pilar é contínuo, o que impede de estabelecer um monolitismo

entre os elementos estruturais, para este caso incluem-se durante a concretagem do pilar,

peças metálicas que servirão como apoio para as vigas, conforme a figura abaixo. No segundo

caso, admite-se que a viga é continua, de forma que a seção da mesma passará por dentro da

seção de concreto do pilar, para isso se deve passar as armaduras internas do pilar por dentro

da seção da viga, vale frisar que todo este sistema será concretado junto garantindo que a

seção da viga esteja ligada monoliticamente a seção do pilar.

27

Figura 3.19 - Apoio da viga durante a montagem para o caso de pilar contínuo


2011_FINAL

Figura 3.20 - Seção da viga e do pilar considerando a continuidade da viga


2011_FINAL

28

Para a abertura de shafts ou de outros orifícios necessários ao edifício, o sistema

provê uma solução estrutural simples que se trata de uma barra metálica que apoia a laje

vazada e permite então a formação do espaço necessário.

Figura 3.21 - Detalhe solução estrutural para furos no pavimento


2011_FINAL


1. O pilar deverá ser projetado e concretado de acordo com as especificações

escolhidas, ou seja, considerando a continuidade do pilar ou da viga;

2. O sistema de vigamentos deverá ser içado e encaixado nos pilares de

acordo com o tipo de continuidade escolhida;

3. As armaduras deverão ser posicionadas transpassando as vigas e ligando

as peças pré-moldadas da laje;

4. O sistema de vigamentos deverá ser concretado junto com as armaduras e

as seções vazadas dos pilares;

5. Após o enrijecimento do concreto moldado em loco o sistema estará apto

para receber o capeamento.

29

3.3.2 Tabela resumo do sistema Delta Beam


Quadro 3.3 - Resumo das peças do sistema Delta Beam



protendido ou armado

As lajes se apoiarão em principio

a viga metálica, entretanto para a

fase de utilização da estrutura

deverá ser considerada a atuação

de barras metálicas ligando as

peças

Viga

Viga metálica adaptável para

receber concreto em seu interior,

tornando-se desta forma uma

estrutura mista

A viga deverá se ligar em pilares

de concreto, em outras vigas de

forma a longitudinal ou

transversal

Pilar

O pilar deverá ser em concreto e

poderá ser concretado antes do

assentamento da viga ou mesmo

apos a montagem das mesmas

A pilar poderá se ligar a viga

através de peças metálicas

engastadas dentro da seção do

mesmo ou através de

monolitismo, devido ao fato

destas peças dividirem uma seção

3.4 Sistema Grünbauer

O sistema holandês fabricado pela empresa Grünbauer, trata-se também de uma

estrutura mista com utilização de pré-moldados, tal sistema consiste em uma viga metálica

que sustenta peças de lajes vazadas ou do tipo duplo T, de forma que as mesmas possam se

apoiar na estrutura metálica.

30

Figura 3.22 - Vigamentos metálicos do sistema Grünbauer

FONTE: Site empresa Grünbauer em: http://www.grunbauer.nl/ned/hoed.htm

Estas vigas apoiarão as lajes vazadas e por sobre o sistema e será aplicadoum

capeamento para que se garanta a estabilidade entre as placas bem como o monolitismo entre

as estruturas pré-moldadas. Vale ressaltar que a altura das peças de concreto ficará igual em

nível à viga metálica.

A ligação entre a viga e o pilar se dará através de pinos e ganchos projetados para

garantir a estabilidade das vigas durante sua montagem e vida útil. A idéia básica deste

sistema trata-se de soldar uma chapa metálica nas laterais do pilar e enfim soldar uma peça

cilíndrica nesta chapa para que esta sirva de travamento entre as peças estruturais.

Figura 3.23 - Perspectiva sistema Grünbauer

FONTE: Site empresa Grünbauer em: http://www.grunbauer.nl/ned/hoed.htm

31

Figura 3.24 - Detalhe da ligação do sistema Grünbauer

FONTE: Site empresaGrünbauer em: http://www.grunbauer.nl/ned/hoed.htm

A montagem do sistema é facilitado devido a um sistema especial para içamento

desenvolvida e patenteada pela empresa fabricante. Trata-se de dois pequenos orifícios feitos

nas extremidades das vigas, onde podem ser inseridos dois pinos que serão amarrados nos

cabos da balança, para assim agilizar o processo de erguimento de peças.

Figura 3.25 - Sistema para içamento das vigas metálicas

FONTE: Site empresa Grünbauer em: http://www.grunbauer.nl/ned/montage.htm

32

3.4.1 Processos construtivos

1. Os pilares metálicos com os encaixes devem ser erguidos;

2. As vigas devem ser erguidas e conectadas aos pilares de forma a resistir ao

peso durante a montagem;

3. As peças de laje devem ser então assentadas;

4. Um camada de groute deve ser inserida entre as peças de pré-moldado, de

forma a dar mais resistência a peça;

3.4.2 Resumo das peças do sistema Grünbauer


Quadro 3.4–Resumo das peças do sistema Grünbauer


Lajes

As lajes serão peças pré-moldadas

vazadas que serão suportadas

pelas vigas

As lajes descarregarão suas cargas

nas vigas

Viga

As vigas serão elementos

metálicos com encaixes especiais

para ser sustentada pelos pilares

As vigas se apoiarão nos pilares

através de encaixes especiais

Pilar

Os pilares serão compostos em

estrutura metálica, entretanto estes

possuirão encaixes especiais para

sustentar a viga

Os pilares se sustentarão através

de ligações metálicas tais como

solda ou parafusamento

3.5 Sistema Girder-slab®

O sistema Girder-slab® trata-se também de um sistema misto utilizando uma viga

metálica intitulada pelo fabricante de D-beam®, tal viga trabalha em contato direto com o

aço, para isso ela possui aberturas que permitem que o groute passe através da mesma e

penetre também em parte da peça pré-moldada de concreto.

33

Figura 3.26 - Esquema de produção da viga D-Beam®

FONTE: http://www.girder-slab.com/downloads/GSDGv1.4.pdf no site da empresa Girder-Slab

A viga que inicialmente possui forma em WF é dividida em duas vigas iguais

conforme o esquema acima, uma barra metálica é soldada na superfície que foi cortada,

formando a seção final que sustentará o piso de concreto, vale frisar que restarão alguns

espaços entre a barra e o perfil, tal vazio servirá para a passagem de barras de armadura

passiva.

O sistema do pavimento será composto por peças duplo T, ou peças de concreto

ocas e protendidas que se apoiarão nas vigas metálicas conforme a figura abaixo.

Figura 3.27 - Seção montada e grouteada do sistema Girder-slab®


http://www.girder-slab.com/downloads/GSDGv1.4.pdf


34

O pavimento deverá ser montado apoiando-se as peças na viga que trabalhará para

resistir aos esforços resultantes do peso das lajes vazadas. Ao termino da montagem, o

sistema deverá adquirir o seguinte layout.

Figura 3.28 - Layout da montagem de peças do sistema GirderSlab


O groute deverá ser lançado e ocupará uma parte do volume das lajes que ficarão

separadas pelo sistema metálico e a área vazada da viga. Desta forma haverá uma ligação

mais estável entre a viga e as peças das lajes. Dependendo da necessidade do projetista poderá

ser aplicado um capeamento por sobre o sistema de forma a melhorar a estabilidade entre as

placas laterais. O detalhe o lançamento pode ser verificado abaixo.


35

Figura 3.29 - Lançamento de groute no sistema


As emendas entre as vigas e os pilares serão parafusadas de acordo com as

especificações do projeto estrutural metálico, logo a seção deverá obter a seguinte

conformação.

Figura 3.30 - Detalhe da ligação entre as vigas e o pilar metálico




36


1. Os pilares de aço deverão ser erguidos, nivelados e colocados no prumo

para então receber a D-beam® que será parafusada junto ao pilar;

2. As placas de concreto vazadas deverão ser assentadas e dispostas por sobre

a D-beam®;

3. As placas vazadas deverão ser quebradas nas extremidades que receberão

as armaduras, tal rasgo se deve a necessidade do concreto entrar na peça

vazada;

4. O aço deverá ser disposto unindo as lajes ocas e transpassando a D-beam®

de forma que se garanta a continuidade do sistema;

5. O groute deverá ser aplicado passando por dentro da D-beam® e

adentrando as placas de laje vazadas;

6. O capeamento só poderá ser aplicado após o sistema adquirir uma maior

resistência.

3.5.2 Quadro resumo do sistema GirderSlab


Quadro 3.5 - Resumo das peças do sistema Girderslab


Lajes Lajes executadas em placas de

concreto vazadas

As lajes se unirão

monoliticamente com a viga pós

concretada e com a placa mais

próxima que seja concêntrica

Viga

Vigas patenteadas D-beam® com

estrutura metálica e formato

perfurado, tornando possível a

passagem de armaduras

As vigas se ligarão com os pilares

e com as placas vazadas de forma

a obter um sistema coeso

Pilar Pilar executado em aço

Os pilares deverão ser parafusadas

nas vigas metálicas de forma a

sustentar o sistema durante sua

montagem

37

3.6 Sistema Shallow Flat Soffit

O sistema Shallow Flat trata-se de uma derivação do Midwest Office System,

entretanto, algumas características foram observadas e questionadas, o que levou a motivação

de algumas mudanças.O sistema Shallow Flat consiste em pilares contínuos vazados, uma

viga parcialmente continua com uma espessura média de 254mm, a pavimentação deste

sistema será através de lajes vazadas que se apoiarão por sobre a viga.

A viga deste sistema possui uma seção mais larga que a viga utilizada no Midwest

Office System, chegando a 1219 mm, sua estratégia é aumentar a espessura da seção para

compensar sua altura, outro ponto é aumentar o numero de fios de protensão para cada linha

protendida de forma a aumentar a capacidade resistente para a flexão.

Figura 3.31 - Vista superior da viga

FONTE: Morcous(2011)

38

Figura 3.32 - Seção da viga utilizada no sistema

FONTE: Morcous (2011)

Este sistema prevê a utilização de algumas peças que servirão como apoio durante

a montagem do sistema, a primeira delas trata-se de uma barra se aço que será parafusada no

pilar, conforme o esquema abaixo, o apoio trata-se da peça metálica número 1. A chapa

metálica número 2 será engastada ao pilar, visto que tal peça deverá ser utilizada durante a

vida útil da estrutura, apesar de seu foco principal estar apenas na montagem do sistema.

39

Figura 3.33 – Pilar do sistemaShallow Flat Soffit


Figura 3.34 - Sistema de apoio durante o assentamento das lajes completo


40

A seguir algumas peças metálicas são parafusadas por baixo da viga para servir de

escora para as peças de laje vazadas, desta forma, elimina-se a necessidade da viga possuir

uma forma específica apenas para o apoio das lajes durante a montagem.

Figura 3.35 - Esquema das barras de aço parafusadas por sob a viga


Em seguida, barras de aço unirão os espaços entre as placas de forma a garantir a

estabilidade das mesmas.

Figura 3.36 - Instalações das bordas temporárias através de seu parafusamento


41


1. O pilar será erguido e colocado em nível e no prumo, em seguida deve-se

parafusar os apoios metálicos que ajudarão a apoiar os vigamentos durante

a construção;

2. As vigas se apoiarão sobre os apoios e uma cantoneira em “l” deverá ser

soldada unindo as duas vigas opostas e o pilar;

3. Barras metálicas serão parafusadas por baixo das vigas transversalmente,

de forma servir de apoio para as placas vazadas de concreto;

4. As placas vazadas de laje deverão ser assentadas utilizando-se os apoios

parafusados na viga;

5. Barras metálicas de reforço deverão ser instaladas ligando-se as juntas

entre as placas vazadas e passando por sobre a viga e outras barras deverão

ser postas ligando as vigas opostas e passando por dentro da seção do

pilar;

6. As barras metálicas e os conectores de cisalhamento deverão ser

grouteados;

7. A segunda camada metálica de reforço para a continuidade deverá ser

instalada;

8. Uma malha deverá ser posta por sobre o pavimento, de forma a atuar no

capeamento;

9. A camada de capeamento deverá ser aplicada deixando assim o sistam

pronto para uso, logo após seu enrijecimento;

10. As barras metálicas para apoio das vigas e das placas de laje deverão ser

desparafusados.

3.6.2 Quadro resumo do sistema Shallow Flat Soffit


42

Quadro 3.6 - Resumo das peças do sistema Shallow Flat Soffit



protendido ou concreto armado

As lajes se ligarão as vigas através

de armaduras passivas e concreto

proveniente do capeamento

Viga

Vigas composta por concreto

armado e protendido, com a

presença de conectores metálicos

As vigas se ligarão com pilares

através de armaduras passivas e

concreto moldado em loco

Pilar

Os pilares possuirão armaduras

passivas e seções ocas onde

passarão tubos metálicos

O pilar se ligará com as vigas

através do capeamento, de

armaduras passivas e conectores

de cisalhamento

3.7 Sistema Splice Sleeve®

O sistema Splice Sleeve® consiste em tubos metálicos de alta resistência que

servem como encaixe para as demais peças de concreto, seu design prevê a utilização de

groute em seu interior encaixando barras metálicas, que percorrerão a estrutura de concreto.

Estas peças possuem o design abaixo ilustrado.

Figura 3.37 - Representação Gráfica do sistema Splice Sleeve

FONTE: Caderno de detalhes da empresa Splice Sleeve

43

Tal peça é composta conforme o padrão de qualidade, visando evitar erros de

projeto, ou acessos. O quadro abaixo possui maiores detalhes acerca dos moldes físicos do

sistema.

Quadro 3.7 - Características físicas da peça metálica


Figura 3.38–Seção da peça cotada de acordo com as medidas utilizadas na tabela supracitada


A pavimentação deste sistema se dará através de placas alveolares ou então

utilizando lajes duplo T. A sua idéia consiste basicamente em unir as armaduras das peças

pré-moldadas de forma que se garanta a estabilidade entre elas, para isso existem

44

metodologias para inserir estes tubos metálicos nas estruturas pré-moldadas ainda na fase de

concretagem da mesma visando viabilizar a utilização de groute que poderá ser lançado

através de bombeamento para dentro da seção, ou então apenas será lançado, dependendo da

posição da peça a ser grouteada. Vale ressaltar, que a empresa desenvolveu um produto de

grouteamento próprio cujo nome trata-se de SS Mortar® sendo produzido pela empresa

“Splice Sleeve Japan”. A resistência do groute pode variar de acordo com a temperatura em

que o sistema é curado, para a obtenção deste valor o fabricante dispôs uma tabela com os

valores de sua resistência.

Tabela 3.1 - Resistência do groute de acordo com sua temperatura de cura


O sistema possui grande aplicabilidade, podendo juntar desde peças de vigas até

placas de fachadas que poderão se encaixar e possuir sua estabilidade garantida após o

grouteamento.

As vigas poderão se ligar através de suas armaduras que poderão ser unidas

garantindo assim a continuidade da armadura das mesmas, entretanto vale ressaltar que

mesmo após a aplicação de groute no sistema Splice Sleeve, o espaço entre vigas será

concretada para se obter a resistência necessária garantindo a qualidade e segurança da

estrutura. Abaixo temos um esquema da ligação entre vigas.

Legenda

1. Armadura passiva da viga pré-moldada ;

2. Peças de vigas pré-moldadas;

3. Sistema Splice Sleeve;

4. Orifício da tubulação Splice Sleeve por onde será injetado o groute;

5. Concreto moldado em loco para a finalização da viga.

45

Figura 3.39 - detalhes construtivos da ligação viga-viga


O sistema prevê também a ligação entre pilares, vigas e os pilares do andar

superior, para isso, diversas formas de construção foram consideradas, as opções escolhida

pela empresa para se obter a melhor conformação das peças e sistemas será exposta abaixo.

3.7.1 Conjunto de vigas e pilar em formato T

Este conjunto é formado por pilares em formato T onde as peças metálicas devem

ficar na parte inferior, de forma que as armaduras sobressalentes na parte superior do pilar

possam ser grouteados nas peças metálicas do sistema Splice Sleeve.

Uma outra forma de executar este mesmo design de sistema trata-se de utilizar a

lógica inversa, ou seja, as barras metálicas ficarão sobressalentes e serão ancoradas na face

superior do pilar.

46

Figura 3.40 - Esquema das armaduras do pilar em T, para o tipo 1


Figura 3.41 - Esquema das armaduras do pilar em T, para o tipo 2


47

Figura 3.42 - Conjunto de vigas e pilar em formato T, para o tipo 1


Figura 3.43 - Conjunto de vigas e pilar em formato T, para o tipo 2


3.7.2 Conjunto de pilar e vigas encaixados separadamente

Este subsistema utiliza a idéia de que as peças não serão pré-moldadas já ligadas,

restando então ao sistema garantir a conexão entre estes elementos. Vale ressaltar que este

subsistema possui quatro tipos de montagem que utilizam estratégias de ataque diferentes.

48

Figura 3.44 - Sistemas de pré-moldado concretados separadamente, tipo 1


Figura 3.45- Sistemas de pré-moldado concretados separadamente tipo 2


49





Como se pode observar nas figuras acima teremos quatro formas de unir os

sistemas, para o primeiro, o sistema Splice Sleeve está inserido na base do pilar do pavimento

imediatamente superior, para os segundo sistema, teremos que esta peça metálica será inserida

dentro da viga, que é o ponto médio entre os pilares, para o terceiro subsistema, têm-se que as

barras de aço do pilar transpassarão a viga e se ligarão com o sistema no pilar acima, vale

frisar que as armaduras do pilar inferior estarão contidas e grouteadas dentro da viga, por

50

fim,para o quarto sistema, sabe-se que as peças se encaixarão também na base do pilar,

entretanto este último utiliza concreto moldado em loco.

Figura 3.48 - Esquema de montagem dos quatro tipos de ligações



1. O elemento deverá ser erguido e encaixado no elemento do pavimento

inferior;

2. Os elementos devem ser postos no prumo e nivelados;

3. As peças metálicas deverão ser grouteadas através da injeção bombeada

deste material ou ainda dependendo de sua disposição, apenas a aplicação

de groute já satisfaz as necessidades da peça. Garantindo assim a

estabilidade da estrutura.

3.7.4 Quadro resumo do sistema Splice Sleeve


51

Quadro 3.8 - Resumo das peças do sistema Splice Sleeve


Lajes

Viga

As vigas serão pré-moldadas em

concreto podendo possuir tubos

metálicos especiais para as

ligações

As vigas se ligarão aos pilares e a

outras vigas através de conectores

metálicos, através do trespasse de

armaduras e através de groute que

será injetado

Pilar

Os pilares serão em concreto pré-

moldado e de forma análoga as

vigas possuirão os conectores

metálicos

Os pilares se ligarão a outros

pilares através das armaduras

passivas, através de uma viga que

conectará as duas peças e através

dos conectores metálicos

3.8 Supranos Decks™

O sistema de decks da empresa americana Supranos systems, possui como

característica uma rápida montagem da estrutura devido a sua grande área superficial. O

suporte a esse sistema trata-se de uma estrutura metálica por sobre a qual o deck é montado.

Figura 3.49 - Pavimento do sistema

FONTE: http://www.supranosusa.com/brochure/brochure0909_2.pdf

As treliças abaixo do elemento são soldados nas vigas metálicas para garantir sua

estabilidade, para a camada superior, existe o acabamento em groute que une as juntas não

52

permitindo assim a presença de faixas vazias. Vale frisar que na passagem de pilares, deve-se

quebrar o elemento para adaptá-lo a estrutura metálica.

Vale ressaltar que o pré-moldado é construído invertido, para que assim a treliça

metálica na parte inferior da placa seja soldada e após o termino dos processos, o produto é

virado e entregue na posição em que deverá ser montado na estrutura.

Para a passagem de tubulações que para o seu caso possui obstáculos, ao contrário

dos demais, existe a possibilidade de execução de curvas de dutos e eletrodutos. A estratégia é

transpassar suas armaduras metálicas inferiores, conforme o esquema abaixo ilustrado.

Figura 3.50 - Passagem de dutos sob o pavimento

FONTE: http://www.supranosusa.com/brochure/brochure0909_2.pdf


1. Os sistemas estruturais metálico serão montados;

2. As placas deverão ser assentadas e soldadas as vigas;

3. Uma camada de grouteamento será aplicada entre as juntas das placas;

3.8.2 Quadro resumo do sistema Supranos Decks


53

Quadro 3.9 - Resumo das peças do sistema Supranos Decks™


Lajes

As lajes serão executadas em

estrutura mista de forma que a

treliça metálica adentre a

superfície do concreto

As treliças metálicas das lajes

serão soldadas a estrutura

metálica de forma a garantir sua

estabilidade

Viga Os vigamentos serão executados

em estrutura metálica As vigas e pilares possuirão sua

ligações características em

estrutura metálica Pilar

O Pilar de forma análoga as vigas,

serão compostas em seções

metálicas

3.9 Sistema Prestressed Plate Flooring

Este sistema foi desenvolvido pela empresa Acheson-Glover, e consiste em peças

de lajes que se apoiam em estruturas de cunho misto ou mesmo em estruturas de concreto

armado, vale ressaltar que este sistema de lajes é protendido, e que possui também armaduras

passivas em sua camada de capeamento.

Figura 3.51 - Seção tipo laje pré-moldado Plate Flooring

FONTE: http://acheson-glover.gundan.unite.net/commercial/wp-content/uploads/AG-Precast-Flooring.pdf

Esta seção necessita de um capeamento que aumentará significativamente a altura

do pavimento, tornando-a com a altura equivalente a (A+H+T). Vale ressaltar que uma malha

deverá ser colocada na seção que será moldada em loco. Por fim após a montagem e

concretagem do restante da seção teremos as seguintes formas:

54

Figura 3.52 - Pavimento tipo utilizando estrutura de concreto


Figura 3.53 - Pavimento tipo utilizando estrutura metálica



1. Os sistemas estruturais em concreto armado, ou metálico serão montados;

2. As peças de lajes serão assentadas;

3. As armaduras que comporão o capeamento deverão ser instaladas;

4. A camada de concreto para o capeamento deverá ser aplicada.

55

3.9.2 Quadro resumo do sistema Prestressed Plate Flooring


Quadro 3.10 - Resumo do sistema Prestressed Plate flooring


Lajes

As peças de lajes serão

protendidas e deverão passar por

uma etapa de capeamento

As peças de lajes serão ligadas

através de uma malha e de

armaduras passivas dispostas no

pavimento

Viga As vigas e pilares serão

executadas utilizando-se

estruturas moldadas no local

As vigas e pilares possuirão sua

ligações características em

estrutura em concreto armado ou

em estrutura metálica Pilar

56

4 CRITÉRIOS

Os critérios de avaliação foram pesquisados e desenvolvidos em 1993 através de

uma pesquisa realizada e publicada pelo Center of Advanced Technology for Large Structural

System (ATLSS). Tal documento foi desenvolvido através de reuniões com fabricantes,

consumidores, pesquisadores e projetistas sobre o assunto onde todos discutiam a eficiência

dos diversos sistemas emergentes naquele período, vale lembrar que este documentos trata-se

de uma das partes do projeto ADC-10, Development of new floor framing systems for gravity

loads.

Vale frisar que nem todos os critérios foram escolhidos, pois em alguns casos a

necessidade de equipamentos especiais, bem como a necessidade de deslocamento entre

indústrias espalhadas em todo o planeta inviabilizaria o estudo.

4.1 Estrutural

Este critério procura identificar o quanto à estrutura do sistema pré-moldado pode

satisfazer as necessidades da estrutura, ou seja, quão bem o sistema poderá ser erguido e o

quão bem ele se comportará.

4.1.1 Operações de fabricação

O custo total da estrutura é afetada pelos custos da mão de obra, dos materiais e

do número de peças que precisam ser montados, vale frisar bem a importância do custo do

tipo de mão de obra.

Este critério trata-se do número de peças diferentes que compõem o sistema, pois

sabe-se que uma grande falta de similaridade de peças irá influenciar no processo de

produção. A complexidade das peças por sua vez, não serão considerados como fatores

primordiais pois as peças serão executadas repetitivamente e em grande escala o que pode-se

presumir que os custos iniciais podem ser espalhados entre as diversas peças.

57

Outro aspecto a ser levado em conta, trata-se do processo de adição de barras para

outras operações como para o capeamento, groutemento de juntas, entre outros. O que deve

ser levado em consideração é a exigência de quebras para a peça pré-moldada.

4.1.2 Operações de construção

Este critério trata-se do processo de erguimento da estrutura, pois apesar de

unitariamente influenciar muito pouco no valor total da obra, vale ressaltar que o processo de

construção em sistemas pré-moldados é extremamente repetitivo, ou seja, pequenas

incrementações unitárias acabam por gerar um montante significante. Para isso algumas

necessidades no processo de montagem do sistema serão catalogados.

Esta avaliação definirá quais sistemas possuem peças que não precisem ser

nivelados, rotacionados, encaixados ou deverão permanecer erguidos por algum motivo

construtivo: soldagem, parafusamento, entre outros.

A utilização de armadura passiva complementar no capeamento, ou na estrutura

do sistema será avaliada devido ao fato de existir a necessidade de programar toda a logística

de compra de armaduras dentro das especificações do projeto estrutural, bem como a

necessidade de existir mão de obra para a colocação destas armaduras.

A necessidade de escoras para o sistemas foi avaliado devido ao fato de existir

dispêndio de recursos com mão de obra, madeira ou hastes de ferro e a necessidade de existir

uma programação para a retirada de escoras. Vale frisar ainda que a presença de escoras

poderá vir a atrasar alguns serviços que ocorrerão nos andares inferiores ao da concretagem.

A necessidade de solda de certos equipamentos poderá vir a diminuir o ritmo de

montagem da estrutura, além de existir a real necessidade de contratar mão de obra adequada

e tomar diversos cuidados com o concreto que estará próximo a zona de solda, podendo o

mesmo esquentar e gerar microfissuras ou vir a desenvolver futuramente alguma patologia.

A utilização de groute gerará a necessidade logística de possuir estoque para

suprir a necessidade e demandará mão de obra. Também a utilização de armaduras

complementares, irá diminuir o ritmo de produção devido à coordenação entre funções.

58

4.2 Serviço

4.2.1 Método do serviço de instalação

O método do serviço de instalação versa sobre a forma como os dutos serão

instalados no pavimento, como por exemplo a necessidade de passar tubulações por peças

pré-moldadas pode resultar em diferentes metodologias de montagem. Para alguns sistemas é

necessário fazer as adequações das instalações ao pavimento estrutural, enquanto para outros

basta apenas montar e erguer a peça.

Para a análise deste critério foram elaboradas notas que irão classificar

qualitativamente o sistema, para isto utilizou-se os seguintes critérios.

1. O sistema de montagem mais eficiente, para este sistema a idéia é que os

dutos serão montados no chão e nenhum tipo de deslocamento do mesmo

deverá ser realizado para o término desta atividade;

2. Este sistema trata-se do segundo mais eficiente, a idéia do sistema é muito

parecido com o supracitado, entretanto, neste caso as tubulações deverão

ser erguidas e fixadas ao teto do sistema;

3. Este sistema por sua vez seria o menos eficiente em termos de agilidade

de operação, pois este considera quebras, emendas, passagem de tubos

por dentro de peças, pequenos espaços para trabalho, entre outros fatores.

4.2.2 Coordenação entre a ocupação do sistema estrutural e os sistemas de serviço

Este critério analisa quais sistemas podem ser montados sem a necessidade de

adequações entre o sistema estrutural e o sistema de serviço, como por exemplo, os sistemas

que requerem a quebra de algumas peças estruturais e um outro sistema cujos equipamentos

podem ficar alojados no capeamento. Para a consideração deste critério, utilizou-se a idéia de

que os sistemas podem ser classificados em três tipos que são a seguir descritos.

1. Os sistemas da categoria número um não requer nenhum tipo de

coordenação entre os sistemas de serviço e o sistema estrutural;

59

2. Os sistemas da categoria número dois, são os que os dutos dos serviços

elétricos necessitam passar pelo capeamento, ou pela seção concretada in

loco;

3. Os sistemas desta categoria por sua vez requerem que exista uma

coordenação entre os diversos tipos de sistemas de serviço e o sistema

estrutural.

4.2.3 Manutenção dos sistemas de serviço

A manutenção dos sistemas hidráulicos ou elétricos é facilitada quando existe a

possibilidade de acessá-los, desta forma não é necessário fazer perfurações no pavimento para

encontrar o defeito. Como por exemplo, no caso do sistema Midwest Office System, os dutos

passam por baixo do pavimento possibilitando assim que a manutenção acesse estes pontos,

entretanto existe o sistema utilizando lajes do tipo duplo T no qual os dutos poderão passar

por dentro de uma faixa de concreto, para este caso, em uma situação de mau funcionamento,

a solução seria quebrar parte do piso estrutural, podendo causar problemas diversos.

1. Os dutos são suspensos por baixo do pavimento e este não oferece

nenhuma restrição ao seu acesso;

2. Os sistemas de serviços podem mover-se em direções paralelas, entretanto

quando este deseja se mover em sentidos perpendiculares é necessário

adaptar-se a pequenos orifícios feitos nas peças estruturais;

3. Os sistemas de serviço são posicionados nas partes ocas do sistema

estrutural como por exemplo vigas ou lajes, tornando seu acesso lateral

inviável;

4. Os dutos de serviço são posicionados em pontos chave do sistema

estrutural, ou seja não se pode deslocá-los de nenhuma forma;

5. O sistema não apresenta acessibilidade nenhuma aos dutos que percorrem

o pavimento, ou seja, os dutos estão envoltos no pavimento.

60

4.2.4 Capacidade de serviço

A capacidade de serviço versa sobre o impacto do sistema estrutural na instalação

dos sistemas de serviço, como por exemplo um sistema AVAC que será embutido no concreto

poderá ter sua capacidade influenciada pela limitação de espessura. Com por exemplo, uma

tubulação levando água fria deverá ter seu diâmetro reduzido devido a um hipotético ponto

durante a concretagem, logo, para que o abastecimento não seja influenciado, a velocidade de

escoamento deverá aumentar, o que fará com que a perda de carga também aumente.

Outro fator que poderá influenciar a capacidade do sistema, trata-se das

disposições das peças que controlarão os sistemas de serviço, a idéia é que o sistema tenha

flexibilidade suficiente para adaptar-se a todos os tipos de disposição proposta pelo arquiteto.

Como por exemplo o tradicional sistema de lajes do tipo duplo T, tal sistema não pode ter

furos em suas almas, por isso, é necessário que os dutos acompanhem o sentido da alma da

laje pré-moldada.

4.3 Arquitetônico

4.3.1 Modificação arquitetônica

Este critério trata-se da capacidade que uma estrutura utilizando um dado sistema

de pré-moldado possui de adaptar-se a outras situações diversas, como uma mudança na

funcionalidade de um edifício. Como por exemplo, no caso de um escritório que devido a

motivos diversos deve passar por uma reforma e tornar-se uma escola.

Outro fato que poderá vir a servir como fator para este critério, trata-se da

necessidade de adaptabilidade para a acessibilidade dos usuários do edifício, como por

exemplo, a instalação de novas escadas e instalações elétricas e hidráulicas.

4.3.2 Versatilidade espacial e funcional

Este critério analisa a adaptabilidade de sistemas quanto a forma da estrutura,

visto que os pré-moldados tendem a ser modulares, para alguns comprimentos de vãos peças

61

maiores podem não se adaptar tão facilmente de forma que a estrutura deverá se adaptar ao

sistema construtivo, o que pode gerar descontentamento ou mesmo resistência.

Outra perspectiva deste critério é a capacidade do mesmo de comportar grandes

aberturas para escadas ou shafts, ou seja, elementos com pequenos vãos poderão não se

adaptar corretamente a este critério.

4.3.3 Versatilidade da espessura do sistema

Este critério analisa a altura do pavimento, sabe-se que a menor espessura de

pavimento é algo aspirado pela maioria dos sistemas, para isso diversas técnicas são aplicadas

entre elas aumento da largura da viga, utilização de outros materiais, entre outros. Para este

critério levou-se em conta que existe uma relação direta entre a profundidade do pavimento e

a altura do prédio. Vale frisar que a altura do prédio irá influenciar de diversas formas, tais

como as condições de estabilidade, o número de pavimentos e suas limitações devido ao

gabarito do prédio ou mesmo o aumento dos esforços de compressão nos pilares e fundações

devido a pavimentos mais pesados.

62

5 ANÁLISE DOS SISTEMAS

5.1 Análise Midwest Office System

5.1.1 Estrutural

O Midwest Office System é composto por 3 tipos de peças: a viga faixa, o pilar e

as placas de pavimentação que serão as lajes alveolares. Portanto classifica-se o sistema como

possuindo a necessidade de construir 3 peças: dois do tipo ciclo fechado e uma do tipo ciclo

aberto.O sistema possuirá 10 elementos, entre eles: as lajes vazadas, as armaduras das lajes

vazadas, a viga-faixa, as placas de ancoragem que estarão ligadas na viga faixa, as armaduras

metálicas da viga, os pilares, a armadura interna, a armadura metálica que reveste a parte oca

do pilar, as duas placas que estarão ligadas ao pilar e as placas que não estarão ligadas ao

concreto, entretanto servirão para unir as placas supracitadas. Para as instalações dos sistemas

não são previstas quebras de peças de concreto.

Para as operações de erguimento das peças, nota-se que será necessário manter a

peça suspensa até que se nivele o pilar, por sua vez as vigas faixa permanecerão suspensas até

que o processo de soldagem entre as placas metálicas da viga e do pilar esteja concluído.

Nota-se ainda a necessidade de armadura complementar que entrarão nos pockets, vale frisar

ainda que estas armaduras deverão ser positivas e negativas. Para o sistema não se faz uso de

escoramentos visto que as placas de pavimentação serão sustentados pelas vigas e estas pelo

próprio pilar.

5.1.2 Serviço

Sabe-se que os dutos de água e esgoto percorrerão o lado inferior do pavimento,

portanto estes possuirão uma superfície sem barreiras podendo o sistema adquirir o número

ótimo de curvas ou pontos que poderão vir a gerar perda de carga. Os eletrodutos também

possuirão a mesma vantagem, possuindo então a possibilidade de minimizar distâncias. Vale

ressaltar que não existirá nenhuma barreira estrutural para as tubulações, visto que as mesmas

poderão passar pelo shaft.

63

Para o Midwest Office System, a acessibilidade aos sistema de serviço será de

grande facilidade, pois os mesmos não serão embutidos no concreto. Sabe-se também que a

capacidade dos dutos de serviço não serão influenciados pelo pavimento, visto que este

sistema não prevê um limite para as bitolas dos dutos, o sistema estrutural pode se adaptar

bem ao sistema de serviço, pois não possui restrições quanto ao numero de tubulações, nem

força o sistema a passar por um determinado percurso.

5.1.3 Arquitetônico

A viga do sistema pode conseguir suportar até 10 m. A espessura total do

pavimento trata-se de 41 cm. O fator que eleva o valor do pavimento é a viga que é a peça

mais espessa apesar de ser construída com uma grande largura para compensar a reduzida

espessura da mesma, entretanto vale ressaltar que os dutos e os componentes do AVAC

ficarão sob o pavimento, ou seja, de acordo com o dimensionamento das bitolas dos mesmos,

o pavimento tenderá a ficar mais espesso.

5.2 Análise do sistema Slim Floor®

5.2.1 Estrutura

O sistema Slim Floor® é composto por três tipos de peças as placas de lajes

vazadas que são peças de ciclo aberto, as vigas metálicas que são peças de ciclo fechado, e os

pilares metálicos que por sua vez são peças também de ciclo aberto, vale ressaltar que para

este tipo de estrutura será necessário um projeto estrutural para as peças executadas em aço.

O sistema é composto por 4 elementos, as peças de concreto que comporão as

lajes, as armaduras passivas internas a estas, as vigas metálicas especialmente projetadas para

assentamento das placas e os pilares de concreto. Nenhum tipo de quebra esta previsto no

projeto das estruturas deste sistema.

Para o içamento deste sistema teremos a necessidade de manter as vigas metálicas

suspensas durante o processo de parafusamento ou soldagem, o que poderá vir a atrasar a

64

construção do mesmo. O sistema não utilizará escoras, entretanto utilizará processos de

soldagem, armadura passiva complementar, será necessário um processo de grouteamento.

5.2.2 Serviço

Os dutos do sistema Slim Floor® percorrerão a parte inferior da laje e esta não

apresentará reentrâncias ou rugosidades, de forma semelhante aos sistema supracitados,

teremos que as curvas poderão adquirir uma forma ótima pois não serão influenciadas pela

estrutura. A passagem de dutos entre pavimentos será através do uso de shafts.

A acessibilidade apresentada para o sistema de serviço é análoga ao do sistema

estrutural supracitado e utilizando-se a mesma lógica sabe-se que as bitolas dos dutos não

serão condicionados de acordo com as necessidades do sistema estrutural, também não existe

nenhuma restrição do Slim Floor® quanto ao número de dutos que poderão passar pelo

pavimento.

A utilização de lajes do tipo duplo T terá como consequências a dificuldade de

implantação do sistemas de serviço, isto devido a dificuldade em perfurar peças estruturais

para a passagem de dutos e peças, bem como sua manutenção poderá vir a ser prejudicada

pelo fato do sistema não possuir mobilidade horizontal. O método construtivo para este tipo

de sistema será a montagem dos dutos no pavimento.


Devido a viga ser feita de material metálico, esta poderá alcançar até 12 m e

utilizar um pavimento com a espessura de 20 cm já considerando o capeamento. Entretanto

vale ainda lembrar que ainda será instalado o sistema de serviço, portanto, este valor

aumentará um pouco devido ao diâmetro dos tubos.

5.3 Análise do sistema Delta Beam

5.3.1 Estrutural

65

O sistema Delta Beam possui três peças para sua montagem, as placas de

pavimentação, poderão ser peças vazadas ou outros sistemas de cadeia aberta, as vigas

metálicas ocas que servirão para apoiar o pavimento e os pilares que serão em estrutura

metálica ou então em concreto armado. O sistema será composto por até cinco elementos, a

viga metálica, as placas vazadas para a pavimentação e suas armaduras e os pilares que

poderão ser metálicos ou de concreto armado e as suas armaduras. O sistema não necessitará

ainda de quebras para a instalação de armaduras ou outros sistemas de serviço.

Para o içamento deverão existir alguns procedimentos que poderão vir a atrasar

em alguns segundo o processo de assentamento, no caso do executante optar por um sistema

estrutural em concreto armado moldado em loco, o mesmo necessitará de encaixe entre as

armaduras ou então no caso do executante optar por uma estrutura metálica a viga necessitará

de um sistema de parafusamento para ligar-se ao pilar. O sistema não utilizará escoramentos

ou solda, tornando assim mais viável devido à falta de dispêndio de recursos com

cimbramentos e mão de obra especializada, entretanto o sistema demandará a utilização de

groute e armaduras passivas complementares.

5.3.2 Serviço

As tubulações elétricas e hidráulicas serão sob o pavimento podendo assumir a

forma estabelecida pelo projetista. Vale ressaltar que as peças estruturais não precisarão

passar por curvas ou passagens excessivas e estas peças não necessitarão ser perfuradas ou

adaptadas pra se obter a passagem dos dutos, ou seja, o sistema estrutural é bem adaptável à

passagem dos sistemas de serviços, pois também possui um sistema para introdução de furos

em lajes sem prejudicá-la ou alterá-la. Semelhante ao sistema supracitado, o fato de possuir os

dutos por baixo do pavimento, torna este sistema acessível para se realizar a manutenção dos

dutos e AVAC, vale frisar que a bitola destes não possuirão um dimensionamento limitado

pelo sistema estrutural, podendo assim dizer que estes poderão adquirir a eficiência máxima

possível na norma regulamentadora de cada um dos sistemas de serviço.

Para o caso de utilização do sistema em lajes duplo T, teremos que os sistemas de

serviço poderão passar por uma difícil fase de implantação do sistema, pois este necessitaria

da atenção de um especialista estrutural para que as peças não sejam danificadas e findem em

desenvolver problemas estruturais. Para o sistema de manutenção, teremos dificuldades

66

relacionadas a impossibilidade do sistema se deslocar horizontalmente e ao fato de que os

sistemas deverão sempre passar pelos mesmos furos que já foram realizados durante a etapa

construtiva.


O sistema Delta Beam possui um grande diferencial em relação aos vãos que o

mesmo pode suportar, este sistema pode suportar até 14 m entre pilares. O sistema possuirá

ainda uma espessura que variará entre 20,3 e 40,6 cm sem contar o capeamento, dependendo

do perfil de viga utilizada. Vale ressaltar que as peças de lajes vazadas deverão ficar na

mesma espessura que a viga.

5.4 Análise do sistema Grünbauer

5.4.1 Estrutural

O sistema Grünbauer por sua vez possuirá apenas as placas de pavimentação, a

viga metálica e os pilares que deverão ser executados em estrutura metálica, portanto teremos

a necessidade do sistema de possuir um projeto estrutural, bem como todos os cuidados,

vantagens e desvantagens de um sistema estrutural composto em aço.

O sistema será composto por quatro elementos, as placas vazadas de

pavimentação que se apoiarão nas vigas metálicas e estas por sua vez apoiar-se-ão nos pilares

metálicos. As placas passarão por um processo de quebras apenas para que as mesmas se

encaixem nos pilares.

As operações de içamento apesar de possuir um sistema patenteado e

especializado apenas para estas situações necessitarão de um curto espaço de tempo a mais

para que os encaixes que formam a ligação viga-pilar sejam executados e este conjunto

permaneça estático, vale ressaltar que não há a necessidade de grouteamento, as peças não

necessitarão de soldas para conseguir a estabilidade, bem como não se fará necessário a

utilização de armaduras passivas complementares, também não necessitarão de um sistema de

escoras para a concretagem do capeamento.

67

5.4.2 Serviço

Para a utilização de lajes do tipo vazadas, as tubulações elétricas e hidráulicas

seguirão por baixo do pavimento sem existir a necessidades de passar por barreiras, elevações

ou desvios excessivos de forma que os dutos não precisarão vira sofrer um acréscimo na perda

de carga devido ao sistema estrutural, considera-se a utilização de shafts para a passagem de

dutos entre os pavimentos. A utilização de lajes do tipo duplo T, dificultará a forma como o

sistema será instalado, pois este variará sua forma de passagem de acordo com o sistema

estrutural, de forma, que os projetos deste sistema não poderão seguir um encaminhamento

totalmente livre.

De forma análoga aos sistemas supracitados, a utilização de lajes do tipo vazadas

conseqüentemente permitirá que os dutos permaneçam com as mesmas bitolas e não

necessitem efetuar quebras no pavimento,otimizando assim os sistema de serviço, a

acessibilidade ao sistema também se dará devido ao fato de o mesmo não estar envolto em

concreto. Conforme os demais sistemas, para a utilização de lajes duplo T teremos que o

sistema não possuirá grande facilidade de manutenção pois este não poderá se deslocar

livremente e seus percursos estarão amarrados pelos furos já realizados nos sistemas

estruturais durante a etapa de construção.


O sistema Grünbauer, também possui uma grande resistência e consegue vencer

vãos com grandes extensões, desta forma teremos a tabela seguir com os dados apresentados

pelo fabricante.

68

Tabela 5.1 - Vãos vencidos e espessuras dos pilares metálicos

Espessura Vãos (m)

150 mm 3,6 - 4,5 - 5,4

180 mm 4,5 - 5,4 - 6,3 - 7,2

200 mm 5,4 - 6,3 - 7,2 - 8,1

265 mm 6,3 - 7,2 - 8,1 - 9,0

320 mm 7,2 - 8,1 - 9,0 - 9,9 - 10,8

400 mm 10,8 - 11,7 - 13,6 - 14,5

FONTE: http://www.grunbauer.nl/ned/watvloer.htm

5.5 Sistema Girder-slab®

5.5.1 Estrutural

O sistema Girder-slab®, possuirá 3 peças, as placas de pavimentação, uma viga

metálica desenvolvida e patenteada pela empresa e o sistema estrutural que deverá ser

exclusivamente metálico, visto que o mesmo não possui adaptabilidade para sistemas com

pilares em concreto armado.

O sistema possuirá ainda 4 elementos que são eles as placas de concreto vazadas,

suas armaduras, as vigas metálicas intituladas D-beam®, os pilares de aço que deverão ser

executados segundo um projeto estrutural. As placas passarão por um processo de quebra para

seu assentamento, durante o processo de colocação das armaduras passivas.

Para o içamento deste sistema, será necessário um acréscimo durante seu processo

de suspensão, isso devido ao fato que o sistema precisará ser ligado ao pilar para conseguir

oferecer estabilidade suficiente para a montagem das placas de concreto vazadas. O sistema

não necessitará de escoras, entretanto o mesmo demandará solda, um processo de

grouteamento, e de adição de armaduras passivas complementares.

5.5.2 Serviço

Para o caso de sistema do tipo placas vazadas, os dutos percorrerão a face inferior

do pavimento, essa estratégia tem a vantagem de permitir que os mesmos não necessitem de

diversas curvas verticais para chegar ao seu destino, sendo assim estes tendem a apresentar a

69

menor perda de carga possível. Os dutos não precisarão transpassar nenhum tipo de peça

estrutural para chegar ao seu destino, de forma que o design da estrutura não irá interferir nos

sistemas de serviço. Para o caso de utilização de placas duplo T, teremos a preocupação de

perfurar o menor número de peças estruturais possíveis.

A acessibilidade aos sistemas de serviços se dará facilmente visto que estes não

ficarão cobertos com concreto estrutural e o diâmetro destes não será afetado pelo sistema

estrutural. O pavimento também não gera nenhum tipo de empecilho para a quantidade de

dutos que comportará. A acessibilidade ao sistema quando este utiliza o sistema tipo laje

duplo T será um pouco mais complicado, pois estas peças deverão passar sempre pelos

mesmos furos que foram feitos durante a fase de execução e o sistema não poderá se mover

lateralmente livremente.


A viga poderá suportar uma extensão entre pilares de até 8,53 m, segundo o

fabricante a melhor utilização deste sistema varia entre 7,92 m e 8,53 m .O pavimento do

sistema variará entre 25 cm e 30 cm, já se considerando um capeamento de 5 cm, conforme

recomendado pela empresa.

5.6 Análise do sistema Shallow Flat Soffit

5.6.1 Estrutural

O Shallow Flat Soffité composto por três tipos de peças: a viga faixa, o pilar e as

placas de pavimentação que serão as lajes alveolares.O sistema possuirá 11 elementos, entre

eles as lajes vazadas, as armaduras das lajes vazadas, a viga-faixa, as placas de ancoragem

que estarão ligadas na viga faixa, as armaduras metálicas da viga, os pilares, a armadura

interna, a armadura metálica que reveste a parte oca do pilar, as barras que serão parafusadas

sob a viga faixa, as duas placas que estarão ligadas ao pilar e as placas que não estarão ligadas

ao concreto, entretanto servirão para unir as placas supracitadas. Vale ressaltar que o sistema

não prevê quebra de nenhuma de suas peças por motivos construtivos.

70

Para o processo de erguimento dos componentes do sistema, nota-se que será

necessário manter a peça suspensa até que se nivele o pilar. Nota-se ainda a necessidade de

armadura complementar que entrarão nos espaços vazios do pilar, vale frisar ainda que estas

armaduras deverão ser positivas e negativas. Para o sistema não se faz uso de escoramentos

visto que as placas de pavimentação serão sustentados pelas vigas e estas pelo próprio pilar.

5.6.2 Serviço

Para este sistema, os dutos percorrerão a face inferior do pavimento, portanto, os

mesmos não passarão por barreiras ou limitações que venham a gerar perdas de carga devido

ao sistema estrutural, sua passagem entre pavimentos também se dará através da utilização de

shafts.

Semelhante aos demais, o acesso aos sistemas será de grande facilidade, visto que

estes estarão livres sob o pavimento, vale ressaltar ainda que os dutos não serão limitados pelo

sistema estrutural, desta forma as bitolas destes poderão variar obedecendo as normas

vigentes a estes sistemas, o número de dutos não será limitada pelo sistema estrutural, apenas

pela arquitetura do mesmo.


O sistema shallow Flat Soffit, quando utilizando um sistema de protensão, pode

chegar a suportar pavimentos de 9,75 m utilizando-se uma espessura de apenas 22,9 cm. Vale

ressaltar que apesar da diminuta resistência em relação aos demais sistemas, este utiliza

apenas concreto, em um lugar como o Brasil cuja cultura construtiva utiliza em grande parte

apenas sistema construtivos utilizando concreto, este sistema possuirá uma vantagem inicial

superior aos demais.

5.7 Análise do sistema Splice Sleeve

71

5.7.1 Estrutural

O sistema Splice Sleeve é composto por três peças, as peças de laje, as vigas, os

pilares e os conectores metálicos. O sistema será composto por 7 elementos, as peças de lajes

pré-moldadas e suas armaduras internas, as vigas pré-moldadas e suas armaduras internas, os

pilares e suas armaduras e os conectores metálicos do sistema Splice Sleeve. O sistema prevê

quebra em peças de pré-moldado apenas nas proximidades do pilar, justamente pela falta de

apoio.

Para o erguimento das estruturas, teremos que o pilar e a viga deverão ser

conectados e nivelados, o que demandará uma certa quantidade de tempo. O sistema prevê

ainda a utilização de armaduras passivas, a utilização de groute, vale ressaltar entretanto que o

sistema não demandará a utilização de escoras e soldas.

5.7.2 Serviço

O sistema de serviço será instalado abaixo do pavimento e de forma análoga aos

demais sistemas,teremos dois tipos de comportamento, para o caso da utilização de lajes

vazadas, o formato dos dutos não serão afetados pela estrutura do pavimento, podendo

percorrer o caminho mais retilíneo até seu destino, entretanto, para a utilização de lajes do

tipo duplo T, teremos que os sistemas deverão percorrer caminhos paralelos ao sentido

longitudinal das placas de pavimentação e a passagem perpendicular através destes deverá ser

acompanhada por um especialistas da área. O sistema utilizará shaft para a passagem de peças

entre pavimentos.

A acessibilidade para o caso de placas vazadas, será garantido pois o mesmo não

possuirá nenhuma camada de concreto revestindo-o, como conseqüência e de forma análoga

aos demais sistemas, a bitola dos dutos não será alterada devido ao sistema estrutural e o

sistema de serviço não será limitado pelo sistema estrutural. Para o caso da utilização de lajes

tipo duplo T teremos que estas bitolas deverão ser controladas e dependendo da situação estas

poderão até mesmo ser reduzidas devido ao sistema estrutural.

72


O sistema Splice Sleeve não possui uma forma definida para as peças de concreto

de forma que suas seções podem atingir os mais variados tamanhos, formas e aplicações. Para

este sistema então, teremos que as limitações não serão referentes ao Splice Sleeve, mas sim

de acordo com as características geométricas e físicas das peças de concreto. Portanto,

considera-se que este sistema não possui dados aplicáveis a este critério do trabalho.

5.8 Análise do sistema Supranos Decks

5.8.1 Estrutural

O sistema Supranos Decks será composto de três peças, entre elas as placa de

lajes, as vigas metálicas e os pilares em estrutura metálica, vale ressaltar que para este tipo de

construção um projeto estrutural será requerido, tendo vistas para estrutura armada em aço. O

sistema não prevê quebra de nenhuma de suas peças por motivos construtivos.

O sistema Supranos será composto por 5 elementos, as placas de lajes, as

armaduras passivas internas a estas placas e a treliça metálica que ficará externa ao concreto

da placa, também comporão o sistema as vigas e pilares metálicos.

Para o processo de içamento da estrutura, teremos que as placas serão apoiadas

sobre a laje e só então soldadas, portanto a etapa de erguimento das placas não contabilizará o

tempo perdido durante a soldagem das peças. O sistema utilizará groute, soldagem da treliça

metálica e não necessitará de escoramentos ou armaduras passivas.

5.8.2 Serviço

O sistema Supranos Decks também instalará os sistemas de serviço sob o

pavimento, entretanto este possuirá barreiras físicas que serão as treliças metálicas o que

conseqüentemente fará com que o traçado dos dutos se amoldem aos espaços vazados das

lajes que possuirá uma conformação de treliças dispostas no sentido longitudinal das lajes.

73

A acessibilidade não será tão fácil como para os demais sistemas, pois a mão de

obra terá gastos de tempo para adaptações dos tubos nos espaços compreendidos entre as

barras metálicas das treliças estruturais. As bitolas dos dutos possuirão limitações para seus

valores, ou seja, o maior diâmetro das tubulações que passarão por baixo do pavimento serão

limitados pelos valores dos espaços entre as barras estruturais do sistema, sabe-se entretanto

que o sistema não possuirá limitações para o número de eletrodutos e tubulações.


O sistema poderá suportar distâncias de pavimentos variando entre 3,05 m e 12,19

m, no entanto vale ressaltar que sua espessura de pavimento será em torno de 43 cm, já

considerando uma espessura de 3 cm para o capeamento. Entretanto vale ressaltar que esta

espessura trata-se exclusivamente da pavimentação, sendo necessário adicionar um valor para

a espessura das vigas metálicas que possuirão valores variáveis de acordo com o projeto

estrutural e sua demanda de carga.

5.9 Análise do sistema Plate Flooring

5.9.1 Estrutural

O sistema Plate Flooring similar aos demais, utiliza três peças para sustentar a

estrutura, serão elas: as peças do pavimento que serão pré-moldadas, as vigas e pilares que

serão metálicos ou em concreto, portanto este sistema possui duas peças moldados em loco e

uma pré-moldada.

O sistema será composto por 6 peças, as placas de concreto que comporão o

pavimento, as armaduras internas das placas, as vigas e suas armaduras moldadas em loco e

os pilares e suas armaduras também moldados em loco.

Durante o processo de erguimento das placas não existe a necessidade de manter

as mesmas suspensas por muito tempo devido a ausência da necessidade de executar soldas,

ou conexões que demandem mais tempo que o necessário, o sistema não utilizará escoras e

nem groute.

74

5.9.2 Serviço

Para este sistema, os dutos também ocuparão a face inferior do pavimento, essa

metodologia permite que os dutos obtenham os traçados mais retilíneos e assim não

necessitem de diversas curvas verticais ou horizontais para chegar ao seu destino, ou seja, o

sistema tende a apresentar a menor perda de carga possível. Os dutos não precisarão

transpassar nenhum tipo de peça estrutural para chegar ao seu destino, de forma que o design

da estrutura não irá interferir nos sistemas de serviço.

A acessibilidade aos sistemas de serviços se dará facilmente visto que estes não

estarão envolvidos com concreto estrutural o que não afetará o diâmetro destes. O pavimento

também não gerará nenhum tipo de empecilho para a quantidade de dutos que comportará.


O sistema Plate Flooring apresenta um valor variável para a espessura do

pavimento, isto devido à possibilidade de se obter diversas espessuras para a viga metálica ou

em concreto armado. Entretanto sabe-se que sua espessura variará segundo o valor do

capeamento que variará entre 5 cm e 14,5 cm, desta forma, o sistema conseguirá vencer vãos

entre 3 m e 7 m.

5.10 Resumo das considerações

Para o final deste capítulo, tem-se um resumo que organizará e complementará as

descrições e análises dos sistemas citados durante este trabalho. As tabelas abaixo contém a

classificação dos sistemas.

75

Tabela 5.2 - Considerações acerca do número de peças e elementos dos diversos sistemas

Sistema Número de Peças

Pré-moldadas

Número de peças

Convencionais

Número de

Elementos Pontuação

Midwest Office System 3 10 16

Slim Floor® 1 2 4 11

Delta Beam 1 2 5 12

Sistema Grünbauer 1 2 4 11

Sistema Girder-slab® 1 2 4 11

Sistema Shallow Flat Soffit 3 11 17

Sistema Splice Sleeve® 3 7 13

Supranos Decks™ 1 2 5 12

Sistema Prestressed Plate Flooring 1 2 6 13

Tabela 5.3 - Classificação dos sistemas de acordo com o número de peças

Colocação Sistemas Pontuação

1 Slim Floor® 11

1 Sistema Grünbauer 11

1 Sistema Girder-slab® 11

2 Delta Beam 12

2 Supranos Decks™ 12

3 Sistema Splice Sleeve® 13

3 Sistema Prestressed Plate Flooring 13

4 Midwest Office System 16

5 Sistema Shallow Flat Soffit 17

76

Tabela 5.4 - Desempenho dos sistemas no critério método de construção

Sistemas

Operações

Desempenho Fôrmas Parafusamento Soldagem Grouteamento

Quebra

de peças

Armadura

complementar

Concretagem

in loco

Midwest Office System X X X X X 5

SlimFloor® X X X X X 5

Delta Beam X X X 3

Sistema Grünbauer X X 2

Sistema Girder-slab® X X X X X 5

Sistema Shallow Flat Soffit X X X X X 5

Sistema Splice Sleeve® X X 2

Supranos Decks™ X X X 3

Sistema Prestressed Plate

Flooring X X X 3

Tabela 5.5 - Classificação dos sistemas de acordo com o método de construção

Posição Sistema Pontuação

1 Sistema Grünbauer 2

1 Sistema Splice Sleeve® 2

2 Delta Beam 3

2 Supranos Decks™ 3

2 Sistema Prestressed Plate Flooring 3

3 Midwest Office System 5

3 SlimFloor® 5

3 Sistema Girder-slab® 5

3 Sistema Shallow Flat Soffit 5

77

Tabela 5.6 - Sistemas de serviço dos diversos sistemas estruturais

Sistema Método do serviço de

instalação

Coordenação entre a

ocupação do sistema

estrutural e os sistemas de

serviço

Manutenção dos sistemas

de serviço

Midwest Office System HC 2 1 1

SlimFloor® HC 2 1 1

SlimFloor® Duplo T 3 3 2

Delta Beam HC 2 1 1

Delta Beam Duplo T 3 3 2

Sistema Grünbauer HC 2 1 1

Sistema GrünbauerDuplo T 3 3 2

Sistema Girder-slab® HC 2 1 1

Sistema Girder-slab® Duplo T 3 3 2

Sistema Shallow Flat Soffit 2 1 1

Sistema Splice Sleeve® HC 1 1 1

Sistema Splice Sleeve® Duplo T 2 3 2

Supranos Decks™ 3 2 5

Sistema Prestressed Plate Flooring 1;2 2 5

78

Tabela 5.7 - Tabela comparativa entre os vãos dos pavimentos

Sistema Distâncias dos vãos * Espessura do pavimento **

* Espaços máximos

considerado Midwest Office System - 41

SlimFloor® 12,00 20

Delta Beam 14,00 20,3 - 40,6 ** Espessuras

máximas e

mínimasobservadas

Sistema Grünbauer 3,60 – 14,50 15 - 40

Sistema Girder-slab® 7,92 -8,53 25 - 30

Sistema Shallow Flat Soffit 9,75 33,2

- Dados não

encontrados,

insuficientes ou

dependentes de

outras peças

Sistema Splice Sleeve® - -

Supranos Decks™ 3,05 – 12,19 -

Sistema Prestressed Plate Flooring 3,00 – 7,00 10,5 - 19,5

79

6 CONCLUSÕES

Conclui-se por outro lado que a escolha do melhor sistema variará de acordo com

o tipo de aplicação que será feita, isto porque o contexto e o critério em questão influirá

consideravelmente, por exemplo, temos um hipotético sistema que atinge grandes vãos e um

outro que atinge vãos menores, entretanto os métodos construtivos do segundo são mais

viáveis economicamente, teremos então um caso onde a eficiência dos dois sistemas é

mensurada de acordo com uma necessidade pontual. Se a necessidade do cliente for grandes

vãos o primeiro será a melhor escolha, caso a necessidade maior seja economia de recursos o

segundo sistema oferecerá maior viabilidade.

O objetivo geral deste trabalho foi atingido no capítulo 5 onde as tabelas de

critérios serviram para comparar os diversos sistemas e assim conseguir uma análise crítica e

comparativa entre os mesmos.

6.1 Sugestões para futuros trabalhos

Uma sugestão para um futuro trabalho seria um novo sistema que procure

abranger a nota máxima no maior número de critérios possível. Poderia ser desenvolvido um

sistema de forma a obter um modelo que se adapte as diversas situações, aumentando sua

viabilidade econômica, técnica, arquitetônica e de serviço.

Uma outra opção seria um trabalho que buscasse estabelecer hierarquias entre os

critérios e desta forma eleger o melhor sistema de acordo com a situação de projeto.

80

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