Universidade Federal do Rio de Janeiro Escola Politécnica - Engenharia CivilDepartamento de Construção CivilMateriais de Construção I

PERFIS ESTRUTURAIS PRÉ-FABRICADOS

Autores:Bernard França BuschBruno Santana FrancoDanielle Costa CastroMayara Müller de Oliveira GonçalvesVictor Brandão BarbosaVinicius Silva Moura

Resumo

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A evolução da indústria da construção civil aconteceu em diversas fases, sendo que cada uma foi caracterizada por uma diversidade de métodos, tecnologias e arquiteturas próprias. Nos dias atuais, verifica-se uma significativa organização em alguns subsetores, onde são encontrados modernos sistemas construtivos e processos de gestão industrial. No presente trabalho estudaremos um destes sistemas, os pré-fabricados.

Falaremos detalhadamente em cada capítulo sobre seus aspectos históricos, desde quando passou a ser tratada como uma tecnologia de construção civil até os dias atuais no Brasil e no mundo. Dando continuidade, desenvolveremos apresentando as propriedades dos materiais, suas conceituações, suas vantagens, desvantagens e suas aplicações. Em seguida, relataremos sobre a visita realizada à fábrica da empresa PREMAG que é especializada na fabricação de perfis pré-fabricados de concreto protendido e/ou armado produzido em usina. Fecharemos o trabalho com a conclusão, os agradecimentos e a bibliografia utilizada.

Índice

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1. Introdução............................................................................................. 42. Aspectos Histórico................................................................................ 4

a. Raízes históricas..............................................................................4b. Pré-fabricados no Brasil...................................................................5

3. Desenvolvimento....................................................................................6a. Definição...........................................................................................6b. Pré-fabricado de concreto.................................................................6

i. Vantagens e Desvantagens...................................................6ii. Materiais utilizados.................................................................7

1. Formas........................................................................72. Cimento.......................................................................73. Agregados...................................................................74. Aditivos........................................................................85. Armação......................................................................8

iii. Principais Propriedadesiv. Critérios Relativos e Práticos em relação à produção e

dimensionamento...................................................................81. Tolerância....................................................................92. Dimensionamento e verificação dos

elementos..................................................................10c. Pré-fabricado Metálico....................................................................11

i. Vantagens e Desvantagens..................................................11ii. Fatores que influenciam seu custo.......................................13iii. Tipos de perfis......................................................................14iv. Aplicações Gerais.................................................................16

5.4 Pré-fabricados de Concreto versus Perfis Metálicos...............................................................................16

4. Visita à fábrica......................................................................................165. Conclusão.............................................................................................196. Agradecimentos....................................................................................197. Referências bibliográficas.....................................................................19

Anexo 1 ................................................................................................20

1. Introdução

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A evolução da indústria da construção civil aconteceu em diversas fases, sendo cada uma caracterizada por uma diversidade de métodos, tecnologias e arquiteturas próprias. Nos dias atuais verifica-se uma significativa organização em alguns subsetores, onde são encontrados modernos sistemas construtivos e processos de gestão industrial.

O sistema pré-fabricado se identifica primeiramente com a história da industrialização, que por sua vez está relacionada com o período histórico da mecanização, ou seja, com a evolução das ferramentas e máquinas para produção de bens. De forma gradativa as atividades exercidas pelo homem com auxílio da máquina foram sendo substituídas por mecanismos, como aparelhos mecânicos ou eletrônicos, ou genericamente por automatismos.

Atualmente o desenvolvimento dos automatismos industriais de sistemas pré-fabricados está ligado não só aos processos de fabricações, mas também aos processos de transporte, de montagem, aos métodos de inspeção e controle, à criação de novos materiais e ao controle das consequências desses processos ao meio ambiente.

A industrialização da construção civil, através da utilização de peças pré-fabricadas, promoveu no Brasil e no mundo, um salto de qualidade nos canteiros de obras, pois através de componentes industrializados com alto controle ao longo de sua produção, com materiais de boa qualidade, fornecedores selecionados e mão-de-obra treinada e qualificada, as obras tornaram-se mais organizadas e seguras.

2. Aspectos Históricos

2.1. Raízes históricas

Na Europa ocorreram fenômenos diversos que ensejaram o emprego do sistema pré-fabricado. Um deles foi a extrema necessidade de reconstrução, após a Segunda Guerra Mundial. Assim, o período de 1945 a 1950 caracterizou-se pela extraordinária demanda de construções, notadamente habitação, além de escolas, hospitais, indústrias, pontes etc.

Não só a guerra ocasionou a demanda. Nas décadas de 20 e 30, alguns países europeus, como a França, haviam congelado aluguéis e desestimulado investimentos na construção civil. E, além de desestimular investimentos, alguns governos simplesmente deixaram de realizar construções. Mas a escassez de recursos nos países esgotados pela guerra orientou e determinou prioridades: a reconstrução de indústrias, sistemas de comunicação, transportes etc. A situação era de tal ordem que a Inglaterra controlava com rigor o direito de construir, já que os investimentos e os materiais necessários eram fundamentalmente canalizados para fins sociais ou de produção. Essa fase foi muito importante, pois fortaleceu a consciência da necessidade da

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racionalização dos componentes, e caracterizou-se por uma impressionante objetividade no uso dos materiais.

O desenvolvimento da racionalização ensejou os estudos que levaram à coordenação modular a qual experimentou período de notável expressão na Holanda. Ali, os estudiosos propunham a construção de grandes edifícios cujos projetos permitissem ágil versatilidade de divisões internas, baseada em vãos de porte médio e no intercâmbio dos componentes. É quando tem início a produção cada vez mais intensiva de componentes mediante sistemas industrializados de pré-fabricação.

2.2. Pré-fabricados no Brasil

Como o Brasil não sofreu devastações devido à Segunda Guerra Mundial, não sofreu as necessidades de construções em grande escala, como ocorrido na Europa. Desta forma, VASCONCELOS (2002), afirma que a primeira grande obra onde se utilizou elementos pré-fabricados no Brasil, refere-se ao hipódromo da Gávea, no Rio de Janeiro. A empresa construtora dinamarquesa Christiani-Nielsen, com sucursal no Brasil, executou em 1926 a obra completa do hipódromo. Nesta obra o canteiro de pré-fabricação teve de ser minuciosamente planejado para não alongar demasiadamente o tempo de construção.

Porém, a preocupação com a racionalização e a industrialização de sistemas construtivos teve início apenas no fim da década de 50 com a execução de vários galpões pré-moldados no próprio canteiro de obras e dês de então várias obras foram realizadas adotando esse método.

A criação e atuação do BNH (Banco Nacional da Habitação) por duas vezes colocou em crise a utilização do pré-fabricado no Brasil, primeiramente devido a sua redução do número de trabalhadores, restringindo cargos em sua maioria aos especializados, e secundariamente a diversos problemas posteriores que a adoção do pré-fabricado apresentou principalmente em conjuntos habitacionais. Apenas com o crescimento da cidade de São Paulo na década de 90 foi que adotou-se novamente o pré fabricado devido a necessidade de grandes e rápidas construções.

Hoje, nota-se que o país poderia obter ainda mais avanços na área do pré-fabricado, caso houvesse uma política dirigida para as pesquisas e para o aprimoramento das técnicas existentes. Pois à medida que houvesse esse tipo de integração governo/empresa, a tecnologia experimentaria maior processo de evolução. E com uma extraordinária vantagem adicional: ajudaria a consolidar cada vez mais a memória técnica, imprescindível ao desenvolvimento do setor.

3. Desenvolvimento

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3.1. Definição

Comumente os termos pré-fabricado e pré-moldado são confundidos e às vezes utilizados com a mesma finalidade, porém segundo a Companhia Estadual de Habitação e Obras Públicas de Aracajú/SE:

- Elemento Pré-fabricado é um elemento pré-moldado produzido em escala industrial, mesmo em instalações temporárias em canteiros de obra, obedecendo a manuais e especificações técnicas, por pessoal treinado e qualificado, sob condições rigorosas de controle de qualidade, inclusive em laboratório, identificados individualmente ou por lote.

- Elemento Pré-moldado é um elemento executado fora do local de utilização definitiva na estrutura, produzido em condições menos rigorosas de controle de qualidade, mas sujeito à inspeção do próprio construtor.

3.2. Pré-fabricado de concreto

3.2.1. Vantagens e Desvantagens

- Vantagens:

• Os elementos são produzidos em formas próprias reutilizáveis;

• Redução de desperdícios com materiais;

• Redução de mão-de-obra;

• Rapidez na execução da obra;

• Garantia de usar o artefato de cimento necessário na obra, com a resistência que ela precisa;

• Montagem seca;

• Reduzir o custo com o cimbramento.

- Desvantagens:

• Uso de formas para produzir a peça;

• Controle rigoroso da produção;

• Detalhamento do projeto e planejamento antecipado e criterioso do empreendimento;

• Mão-de-obra especializada;

• Carga, descarga, movimentação dos artefatos e armazenagem adequada;

3.2.2. Materiais Utilizados

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Os artefatos de concreto pré-fabricados são feitos em formas e são constituídos de cimento, agregados, aditivos e armadura.

3.2.2.1. Formas

Podem ser de madeira, aço ou alumínio. São revestidas ou não com chapas metálicas, de fibra, plástico ou outros materiais.

Elas devem proporcionar fácil desmoldagem sem a danificar o elementos concretados, para isso são utilizados produtos anti-aderentes que deverão ser aplicados antes da colocação da armadura. Os anti-aderentes não deverão exercer qualquer ação química sobre o concreto, nem deixar em sua superfície, resíduos que venham a prejudicar a aplicação de revestimentos.

3.2.2.2. Cimento

Os cimentos mais indicados para peças pré-fabricadas são o CP V – ARI e o CP II (composto), da classe 40, pois ambos proporcionam elevadas resistências iniciais.

Para a fabricação dos artefatos com uso de protensão com aderência direta e na calda de injeção de pós-tensão, não se pode utilizar o CP III (alto forno), pois em sua composição existem elementos que podem causar a sua ruptura quando os cabos estiverem sob tensão.

Atualmente o uso dos cimentos estruturais coloridos e de cor branca está em alta, devido ao aumento da participação de Arquitetos no desenvolvimento de sistemas pré-fabricados.

3.2.2.3. Agregados

Com relação à utilização dos agregados deve-se ter um cuidado especial para que não sejam utilizados agregados lamelares, alongados e os que possam ter muito pó aderido na superfície. Pois estes podem acarretar manchas na superfície da peça de concreto.

Para as peças que irão ficar em contato com ambientes úmidos tem-se que escolher o agregado adequadamente para evitar possíveis reações com os álcalis do cimento.

3.2.2.4. Aditivos

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Os principais aditivos utilizados em pré-fabricados são os redutores de água de alta eficiência (polifuncionais e superplastificantes), contudo esses aditivos não devem influenciar no início de pega do cimento e no teor de ar incorporado.

Não se recomenda a utilização de aceleradores de endurecimento à base de cloretos, pois podem proporcionar a corrosão da armadura.

Para os concretos coloridos, utilizam-se corantes, mas os mesmos não devem interferir na resistência da peça.

Recomenda-se que para a utilização de qualquer aditivo, sejam realizados ensaios em laboratório.

3.2.2.5. Armação

Os aços a serem empregados podem ser constituídos de barras, fios, telas soldadas e cordoalhas.

3.2.3. Principais Propriedades

À trabalhabilidade, à durabilidade, ao diagrama tensão-deformação, ao módulo de deformação longitudinal à compressão, ao módulo de deformação transversal, ao coeficiente de Poisson, ao coeficiente de dilatação térmica e à retração e fluência aplica-se o disposto na NBR 6118 e, complementarmente, o disposto na NBR 7197.

3.2.4. Critérios normativos e práticos em relação à produção e dimensionamento

A NBR 9062 é a norma que determina as condições mínimas para projetos, execução e no controle de estruturas pré-moldadas de concreto armado ou protendido, sendo excluídas as que utilizam concreto leve ou outros especiais. Ela aplica-se também a estruturas mistas, que são aquelas que são constituídas de elementos pré-moldados e elementos moldados no local. A norma define uma distinção entre elementos pré-moldados e pré-fabricados.

Os pré-moldados são fabricados fora do local de utilização da estrutura, com controle de qualidade. Os elementos pré-fabricados são pré-moldados executado industrialmente mesmo em instalações provisórias do canteiro, sob rigoroso controle de qualidade.

Os processos de cálculo relativo às estruturas pré-moldadas são basicamente os mesmos utilizados em estruturas moldadas no local. É preciso

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dimensionar e verificar o elemento em todas as fases que ele possa passar e apresentar condições desfavoráveis quanto ao estado limite último e de utilização. As fases que frequentemente passam os elementos são:

a) fabricação

b) manuseio

c) armazenamento

d) transporte

e) montagem

f) serviço

3.2.4.1. Tolerâncias

A norma descreve tolerância como sendo o valor máximo aceito para o desvio - diferença entre a dimensão básica (de projeto) e a correspondente executada - e deve ser obrigatoriamente prescrito no projeto. E necessário estabelecer folgas e tolerâncias e dimensionar os elementos e ligações, levando em conta os desvios de produção, locação e verticalidade da obra e de montagem dos elementos. A tolerância para dimensão longitudinal é indicada na Tabela 1.

Comprimento(m) Tolerância(cm)Até 5,00De 5,00 a 15,00Acima de 15,00

Mais ou menos 1,00Mais ou menos 1,50Mais ou menos 2,00

Tabela 1 - Tolerâncias para as dimensões longitudinais

Além dessas tolerâncias mostradas no quadro acima a norma descreve uma serie de tolerâncias que são citadas abaixo:

1) A tolerância para as dimensões transversais e a altura dos elementos é de mais ou menos 0,5 cm para peças isoladas.

2) Na montagem de elementos que tenham um contorno justaposto a um contorno semelhante, de outro elemento, a tolerância de justaposição é 2,0 cm.

3) A tolerância para montagem em planta é de ± 1,0 cm entre apoios consecutivos, não podendo exceder o valor acumulado de 0,1% do comprimento da estrutura.

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4) A tolerância em relação à verticalidade é de± 1/300 da altura até o máximo de 2,5 cm.

5) No caso de as fundações terem sido executadas com desvio em relação ao projeto que impeça a montagem conforme as diretrizes expressas em 3) é exigida a execução de uma estrutura intermediária de transição que possibilite a montagem dentro das especificações aqui definidas.

6) A tolerância em planta e em elevação para montagem dos pilares é de ± 1,0 cm.

7) A tolerância em planta para montagem dos blocos pré-moldados sobre a fundação é de ± 5,0 cm.

8) A tolerância em planta para a posição final das estacas ou tubulões é de ± 10,0 cm.

3.2.4.2. Dimensionamento e verificação dos elementos

O dimensionamento de elementos pré-moldados devem ser feitos verificando os estados limites ultimo, de utilização e deformação. Para estado de limite ultimo a verificação das peças é feita utilizando os mesmos critérios de dimensionamento para concreto armado prescrito na NBR 6118.

No estado limite de utilização os elementos devem ser verificados obrigatoriamente nas fases de fabricação, manuseio, armazenamento, transporte, montagem e serviço quanto à fissuração, e eventualmente quanto às deformações, conforme prescrito nas NBR 6118 e NBR 7197.

Para o estado limite de deformação são verificadas as flechas e contra-flechas que tem seus limites máximos dependente da utilização estrutural da peça, considerando os casos descritos abaixo:

1) Elementos estruturais de cobertura sem contato, fora dos apoios, com outros elementos, estruturais ou não.

As limitações exigidas:

1.1) de contraflechas, iniciais ou a longo prazo, incluído o efeito das

seções permanentes:

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1.2) de flechas positivas (considerada carga eventual de empoçamento de água):

1.3) de flechas positivas, desde que o elemento tenha inclinação que evite o empoçamento de água:

2) Elementos estruturais de cobertura em contato, fora dos apoios, com outros elementos, estruturais ou não.

2.1) Atendido o disposto em 1), a variação da flecha ∆a, proveniente de ações a longo prazo e carga acidental, deve atender a:

3) Elementos de piso não suportando ou sem contato com elementos não estruturais.

3.1) As limitações exigidas são que a flecha positiva máxima, sob ação da carga total, não deva ultrapassar a:

Flecha inicial: a ≤ L/500

Flecha a longo prazo: a∞ ≤ L/300

3.2) A variação da flecha ∆a, proveniente de ações a longo prazo e carga acidental, deve atender a:

3.3. Pré-fabricado metálico

3.3.1. Vantagens e Desvantagens

Vantagens:

• Alta resistência do material nos diversos estados de solicitação – tração,compressão,flexão,etc.,o que permite aos elementos estruturais suportarem grandes esforços apesar das dimensões relativamente pequenas dos perfis que os compõem.

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• Apesar da alta massa específica do aço, na ordem de 78,50 KN/m³, as estruturas metálicas são mais leves do que, por exemplo, as estruturas de concreto armado, proporcionado, assim, fundações menos onerosas.

• As propriedades dos materiais oferecem grande margem de segurança, em vista do seu processo de fabricação que proporciona material único e homogêneo, com limites de escoamento, ruptura e módulo de elasticidade bem definidos.

• As dimensões dos elementos estruturais oferecem grande margem de segurança, pois por terem sido fabricados em oficinas, são seriados e sua montagem é mecanizada, permitindo prazos mais curtos de execução de obras.

• Apresenta possibilidade de desmontagem da estrutura e seu posterior reaproveitamento em outro local.

• Apresenta possibilidade de substituição de perfis componentes da estrutura com facilidade, o que permite a realização de eventuais reforços de ordem estrutural, caso se necessite estruturas com maior capacidade de suporte de cargas.

• Apresenta possibilidade de maior reaproveitamento de material em estoque, ou mesmo, sobras de obra, permitindo emendas devidamente dimensionadas, que diminuem as perdas de materiais, em geral corrente em obras.

Desvantagens:

• Limitação de fabricação em função do transporte até o local da montagem final, assim como custo desse mesmo transporte, em geral bastante oneroso.

• Necessidade de tratamento superficial das peças estruturais contra oxidação devido ao contato com o ar, sendo que esse ponto tem sido minorado através da utilização de perfis de alta resistência à corrosão atmosférica, cuja capacidade está na ordem de quatro vezes superior aos perfis de aço carbono convencionais.

• Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para a fabricação e montagem.

• Limitação, em algumas ocasiões, na disponibilidade de perfis estruturais, sendo sempre aconselhável antes do início de projetos estruturais, verificar junto ao mercado fornecedor, os perfis que possam estar em falta nesse mercado.

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3.3.2. Fatores que influenciam seu custo

Tradicionalmente, o aço tem sido vendido por tonelada e, consequentemente, discutindo-se o custo de uma estrutura de aço, impõe-se que se formulem seus custos por tonelada de estrutura acabada. Na realidade, existe uma gama considerável de outros fatores que se somam na constituição desses valores e que têm influência no custo final dessa estrutura, que não somente o seu peso. Como principais fatores que influenciam o custo de Estruturas Metálicas, podemos citar:

• Seleção do sistema estrutural: ao se considerar qual o sistema estrutural que se propõe dimensionar, é necessário levar em conta os fatores de fabricação e posterior montagem, bem como sua utilização futura, no que diz respeito, por exemplo, à iluminação, ventilação e mesmo outros fatores que venham a ser causadores de problemas futuros e que possam demandar arranjos posteriores.

• Projeto dos elementos estruturais: é sempre necessário um cuidado especial nesse requisito, em vista a imensa repetitividade dos elementos dimensionados. Uma vez que se dimensiona um componente estrutural, ele se repete por um numero grande de vezes, e caso esse elemento tenha sido dimensionado aquém de suas necessidades, os reflexos de ordem estrutural se farão notar em toda a obra; assim como, em caso contrário, de dimensionamento dos elementos estruturais além de suas necessidades reais, acarreta custo adicional, sem dúvida nenhuma, desnecessário.

• Projeto e Detalhe das conexões: da mesma maneira que nos itens anteriores, as conexões, ou as ligações estruturais deverão levar em conta aspectos de fabricação. Por exemplo, as ligações de fábrica poderão ser soldadas, pois esse tipo de trabalho ao ser realizado em fábrica é feito de maneira relativamente simples, ao passo que, quando essas ligações são realizadas na obra, as condições locais já não são tão favoráveis a um bom processo de montagem, em vista de que, na fábrica, trabalha-se ao nível do chão ou mesmo em bancadas apropriadas, enquanto que no local da obra, as condições de trabalho são, em geral, executadas sobre andaimes ou outros elementos; o que nos leva a considerarmos para as ligações de obra a utilização de parafusos.

• Processo de fabricação, especificações para fabricação e montagem: estão dentre os fatores que mais influenciam os custos da obra, pois processos de especificações mal delineadas causam atrasos ou mesmo necessidade de retrabalho de certas etapas de execução, assim como a montagem da estrutura deverá ser levada em conta mesmo antes de sua contratação, para que se verifiquem elementos limitadores dessa etapa da construção, tais como proximidade de vizinhos, linhas de energia, tubulações enterradas, movimentação dos equipamentos de montagem, etc.

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• Sistemas de proteção contra corrosão e incêndio: no primeiro caso, da corrosão, já se citou a existência, no mercado, de determinados produtos que minoram essa dificuldade, mas que se deve levar em conta, também, se a oferta desses produtos podem ou não onerar a obra, avaliando e comparando o custo de pinturas especiais em relação ao material aço. De uma maneira geral, principalmente em zonas litorâneas, de grande agressividade, a utilização desses perfis especiais é menos oneroso do que pinturas especiais. No caso de combate a incêndio, esse aspecto deve levar em consideração normas específicas delineadas pelo Corpo de Bombeiros, mas que de uma maneira geral, acrescentam, de forma significativa, ônus sobre o custo da obra. Pintura Intumescente: Proteção passiva em Estruturas Metálicas com tintas intumescentes de acordo com Legislação do Corpo de Bombeiros.

3.3.3. Tipos de perfis

• Perfis laminados ou conformados a quente:

A designação de perfis metálicos laminados segue determinada ordem Código, altura (mm.), peso (Kg/m). Como exemplo de códigos temos:

L – Cantoneiras de abas iguais ou desiguais

I – Perfil de seção transversal na forma da letra ‘ I ‘

H – Perfil de seção transversal na forma da letra ‘H’

U – Perfil de seção transversal na forma da letra ‘U’

T – Perfil de seção transversal na forma da letra ‘Tê’

Como exemplo de designação de perfis temos:

L 50 x 2,46 – Perfil L de abas iguais de 50mm e peso de 2,46 kg/ml

L 100 x 75 x 10,71 – Perfil L de abas desiguais de 100mm de altura por 75mm de largura e peso de 10,71 kg/ml

I 200 x 27 – Perfil ‘ I ‘ com altura de 200mm e peso de 27 Kg/ml

H 200 x 27 – Perfil ‘ H ‘ com altura de 200mm e peso de 27 Kg/ml

U 200 x 27 – Perfil ‘ U ‘ com altura de 200mm com peso de 27 Kg/ml

• Perfis de chapa dobrada ou perfis formados a frio (PFF):

A designação de perfis metálicos de chapa dobrada segue determinada ordem: Tipo, Altura, Aba, Dobra, Espessura (todas as medidas em mm):

L – Cantoneiras de abas iguais ou desiguais

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U – Perfil de seção transversal na forma da letra ‘ U ‘ enrijecidos ou não

Como exemplo de designação de perfis temos:

L 50 x 3 – Perfil L de abas iguais de 50mm e espessura de 3mm

L 50 x 30 x 3 – Perfil L de abas desiguais de 50mm por 30mm e espessura de 3mm

U 150 x 60 x 3 – Perfil U não enrijecido com altura de 150mm, aba de 60mm e espessura de 3mm

U 150 x 60 x 20 x 3 – Perfil U enrijecido com altura de 150mm, aba de 60mm, dobra de 20mm e espessura de 3mm

A designação de perfis soldados seguem especificações dos fabricantes sempre na forma de perfil tipo ‘ I ‘:

CS – Perfil coluna soldada (altura e abas com a mesma dimensão)

VS – Perfil viga soldada

CVS – Perfil coluna-viga soldada

Como exemplo de designação de perfis temos:

CS 250 x 52 – Perfil CS com altura de 250 mm e peso de 52 Kg/ml

VS 600 x 95 – Perfil VS com altura de 600 mm e peso de 95 kg/ml

CVS 450 x 116 – Perfil CVS com altura de 450mm e peso de 116 Kg/ml

• Outros produtos:

Chapas finas a frio – possuem espessuras padrão de 0,30mm a 2,65mm e fornecidas em larguras padronizadas de 1.000mm, 1.200mm e 1.500mm e nos comprimentos de 2.000mm e 3.000mm, e também sob a forma de bobinas.

Chapas finas a quente – possuem espessuras padrão de 1,20mm a 5,00mm e fornecidas em larguras padronizadas de 1.000mm, 1.100mm, 1.200mm, 1.500mm e 1.800mm e nos comprimentos de 2.000mm, 3.000mm e 6.000mm, e também sob a forma de bobinas.

Chapas grossas – possuem espessuras padrão de 6,3mm a 102 mm e fornecidas em diversas larguras padronizadas de 1.000mm a 3.800mm e em comprimentos de 6.000mm e 12.000mm

Barras redondas – apresentadas em amplo número de bitolas que são utilizadas em chumbadores, parafusos e tirantes.

Barras chatas – apresentadas nas dimensões de 38 x 4,8 a 304 x 50 (mm)

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Barras quadradas – apresentadas nas dimensões de 50 mm a 152 mm

Tubos estruturais – apresentados em amplo número de dimensões e fornecidos em comprimento padrão de 6.000mm

3.3.4. Aplicações Gerais

Dentre as inúmeras aplicações das estruturas metálicas, podemos citar:

• Telhados• Edifícios Industriais, Residenciais e Comerciais• Residências• Hangares• Pontes e Viadutos• Pontes Rolantes e Equipamentos de Transporte (Esteiras)• Reservatórios

• Torres• Guindastes• Postes• Passarelas• Indústria Naval• Escadas• Mezaninos• Silos

3.4. Pré-fabricados de Concreto versus Perfis Metálicos

Ambos os perfis apresentam vantagens como: redução de desperdício com materiais, rapidez na execução da obra, alta resistência do material e a possibilidade de se trabalhar em obras em que o canteiro de obra não é muito grande. Entretanto, ambos apresentam desvantagens como: necessidade de mão-de-obra especializada, uso de formas para a produção das peças, detalhamento do projeto e planejamento antecipado e criterioso do projeto e limitação da fabricação em função do transporte até o local da montagem.

As estruturas metálicas são mais leves que as estruturas de concreto. Proporcionando assim estruturas mais onerosas. Entretanto, os dois sistemas são bem parecidos quanto a logística e o processo construtivo, tendo em vista que tanto a estrutura metálica quanto a de concreto chegam prontas ao canteiro e exigem apenas o trabalho de montagem.

4. Visita à Fábrica

O grupo realizou uma visita técnica à fábrica da empresa PREMAG, que é especializada na fabricação de pré-fabricados de concreto protendido e/ou armado produzido em usina, sobretudo voltados para a execução de estruturas consideradas “obras de arte especiais” (pontes, viadutos ou passarelas) e correntes (canais, bueiros) necessárias na construção de ferrovias e rodovias. (Figura 6.1 - Anexo 1)

A fábrica da PREMAG está localizada na BR-116, no município de Magé. Tal localização permite a integração com a malha rodoviária do estado

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do Rio de Janeiro, o que facilita o escoamento da produção das peças pré-fabricadas para todo o estado e para estados vizinhos. A região também é favorável para a obtenção de mão-de-obra, água e energia necessárias à produção e, também está próxima aos centros produtores dos principais insumos para a fabricação do concreto.

Os alunos foram recebidos pelo engenheiro Antonio que antes do inicio da visita pela fábrica mostraram um vídeo institucional da empresa e deram alguns esclarecimentos e informações sobre o trabalho executado por eles. O ponto mais importante mostrado por eles foi a diferença entre “pré-moldado” e “pré-fabricado”: Pré-moldados são estruturas de concreto armado e/ou protendido que são executados em um canteiro próximo ou na própria obra, portanto é necessário um espaço física considerável para que as peças sejam produzidas. Já os pré-fabricados são completamente produzidos na fábrica, utilizando concreto usinado e são apenas transportados para o local de sua instalação, já prontos. Tudo o que pode ser feito na fábrica é feito, a concretagem “in loco” é mínima, somente para a ligação das peças. Como exemplo, algumas passarelas da Avenida Brasil, pré-fabricadas pela PREMAG nem tinham um canteiro de obras.

Além disso, o processo de fabricação dessas peças é um processo industrial, busca padronizar cada vez mais a produção bem como racionalização dos materiais e processos. Dessa forma, são obtidas peças com peso próprio muito menor do que de pré-moldados, sem perder as características prezadas pela empresa como durabilidade, funcionalidade, segurança, estética e rapidez.

Obviamente algumas o sistema apresenta algumas limitações, sobretudo com relação a vencer vãos muito grandes e acesso à obra. A PREMAG produz peças capazes de vencer vãos de até 40 metros de comprimento, porém estruturas nessas dimensões apresentam maior dificuldade em serem transportadas e acima dessa faixa, outras soluções estruturais podem ser mais vantajosas.

Após as considerações feitas pelos engenheiros da empresa, o grupo teve a oportunidade de visitar as instalações do parque industrial que abrange uma grande área e encontra-se em expansão.

O primeiro local visitado foi o estoque de agregados, área onde ficam estocados os principais componentes do concreto produzido. Nessa área encontra-se a base de uma esteira que leva tais agregados até os silos, que ficam no alto da central de concreto existente no local. (Figuras 6.2.1 e 6.2.2 - Anexo1)

Ao lado desse estoque encontra-se a área de serralheria da PREMAG, onde são produzidas peças de aço necessárias à produção como, por exemplo, formas metálicas. (Figura 6.3 - Anexo 1)

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A PREMAG possui uma grande central de concreto que atualmente, mesmo com a contínua produção da empresa, produz apenas por volta de 10% da sua capacidade total. Mesmo assim, tal equipamento é utilizado para que a qualidade das peças fabricadas seja garantida, pois todo o processo dessa central é controlado por sensores. Essa usina de concreto opera em duas funções: ela pode tanto fornecer o concreto já pronto, como numa betoneira ou apenas misturado, ainda seco. O processo de fabricação já garante o peso próprio à peça. (Figura 6.4 - Anexo 1)

Uma grande área existente no parque industrial da PREMAG é o local onde são produzidas de fato as fundações e tabuleiros de passarelas. Nessa área, o concreto produzido na usina é colocado em formas de concreto, que recebem previamente um desmoldante para que a peça produzida seja facilmente tirada dessa forma e estocada. O guarda-corpos metálicos dessas passarelas também são produzidos na pela PREMAG e já afixados nos tabuleiros. Portanto, uma passarela produzida na empresa, sai praticamente pronta da fábrica, sendo todas suas partes (fundações e tabuleiros) transportadas por carretas convencionais para serem montadas no local da sua implantação, sendo necessária apenas uma pequena concretagem no local para efetuar a ligação das peças. (Figuras 6.5.1, 6.5.2, 6.5.3 e 6.5.4 - Anexo 1)

Ao lado dessa área existem pistas de protensão para fabricação de vigas com até 1,90m de altura, em formas de concreto. Nessas pistas são produzidas as peças de concreto protendido capazes de cobrir vãos livres de até 40 metros de comprimento. (Figura 6.6 - Anexo 1)

Próximo dessa área existe outra serralheria local, onde pode-se observar um maior número de trabalhadores. Essa segunda serralheria é responsável pela produção das armaduras das peças de concreto. A PREMAG desenvolveu seu próprio sistema de armaduras, específica para sua produção, sempre com o objetivo de padronizar esse processo industrial. . (Figura 6.7 - Anexo 1)

Atrás dessa serralheria, encontra-se o local onde são produzidas as estruturas metálicas pesadas (treliças e pórticos). Essas estruturas são também desenvolvidas pelos projetistas da empresa, especificamente para o transporte e lançamento das peças de concreto nas obras. A PREMAG também dispõe de suas próprias carretas e tratores para realizar esse sistema de transporte eficiente e de acordo com a legislação vigente. (Figuras 6.8.1 e 6.8.2 - Anexo 1)

A visita à fábrica ajudou o grupo a compreender a diferença entre pré-moldados e pré-fabricados, além de aprender sobre a etapa de produção de um pré-fabricado de concreto. Sendo muito esclarecedora e de grande importância para a confecção deste trabalho.

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5. Conclusão

A partir da pesquisa e da visita a fabrica, o grupo pôde conhecer o processo industrial de fabricação de perfis estruturais pré-fabricados de concreto armado e/ou protendido e conhecer sobre perfis metálicos, e observar que tais sistemas podem se apresentar como uma solução muito viável, econômica, rápida e segura para inúmeros projetos de engenharia civil. Tais sistemas encontram-se em fase de constante de expansão e aprimoramento da tecnologia empregada, e futuramente podem se tornar um importantíssimo setor da construção civil não só no estado do Rio de Janeiro, mas em outras partes do país.

6. Agradecimentos

Nossos agradecimentos aos professores Ana Catarina, Jorge e Wilson pela orientação deste trabalho e pelo conhecimento transmitido ao longo do curso.

Agradecemos a PREMAG pela oportunidade da visita técnica, e a todos os funcionários, em especial ao engenheiro Antônio que nos auxiliou durante toda a visita.

7. Referências bibliográficas

TRABALHO DE PRÉ FABRICADOS - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

EVOLUÇÃO DOS PRÉ-FABRICADOS DE CONCRETO - 1º ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA-PROJETO-PRODUÇÃO EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO - SERRA, S.M.B; FERREIRA, M.DE A.; PIGOZZO, B. N.

CONCRETO PRÉ-FABRICADO - FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO - EDIVALDO DE CASTRO JUNIOR; LUIZ SANTIAGO SOUZA DO N. DE LACERDA

NOTAS DE AULA PUC-CAMPINAS – CEATEC – FAC. DE ENGENHARIA CIVIL - PROFESSOR AUGUSTO NETO

FATEC-SP – FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO – DEPARTAMENTO: HIDRÁULICA E SANEAMENTO – PROFESSOR CÉLIO ZATTONI

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