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Construção de Estruturas de Edifícios

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Federação das Indústrias do Estado de Pernambuco Presidente Jorge Wicks Côrte Real Departamento Regional do SENAI de Pernambuco Diretor Regional Antônio Carlos Maranhão de Aguiar Diretor Técnico Uaci Edvaldo Matias Diretor Administrativo e Financeiro Heinz Dieter Loges Ficha Catalográfica 69. SENAI.DR.PE. Construção de Estruturas de Edifícios. Recife. S474c Recife, SENAI.PE/DITEC/DET, 2003.

1. CONSTRUÇÃO CIVIL 2. INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO I. Título

SENAI – Departamento Regional de Pernambuco Rua Frei Cassimiro, 88 – Santo Amaro 50100-260 - Recife – PE Tel.: 81.3416-9300 Fax: 81.3222-3837

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SUMÁRIO

Construção de Estruturas

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Escolha de um Terreno

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Aprovação de Projetos e Licenciamento de uma Edificação

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Planejamento do Canteiro de Obras

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Fundações

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Concretagem

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Super Estrutura de Edifícios

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Projetos Estruturais (Detalhes Construtivos)

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CONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS INTRODUÇÃO O processo construtivo de uma edificação sempre começa em função da concepção estrutural da obra. É prudente salientar que o grande consumo de materiais de uma obra é justamente os utilizados na execução da estrutura, logo os espaços destinados ao armazenamento dos materiais, como também, a mão de obra utilizada na construção da mesma, serão substituídos por materiais de natureza diferentes e conseqüentemente profissionais de qualificação diferentes. Sabemos que não existe obra que apresente a mesma diretriz em sua construção, ora os terrenos são espaçosos, ora os terrenos são ocupados em sua totalidade pela edificação, ora o planejamento em função do desembolso financeiro é lento, ora o tempo de execução é curto para um mesmo financiamento. Cada obra deve ser moldada as condições do tempo estimado, área disponível, mão de obra existente, principalmente em função de sua qualificação, ou mesmo da disponibilidade de equipamentos, etc, na verdade não existe uma regra para um planejamento de uma obra, porém sabemos que, a mesma depende do planejamento para construção da estrutura. Em função do exposto, esclareço que muitas vezes não conhecemos ainda o projeto estrutural da obra, visto que, a autorização para elaboração do mesmo, deverá ser feita a partir da aprovação do projeto arquitetônico, porém para que haja agilidade no processo construtivo, muitas vezes precisamos nos antecipar a legalidade da autorização, ou seja, ao licenciamento da obra, preparando os espaços destinados as edificações provisórias, e posicionamento de equipamentos para um melhor desenvolvimento das tarefas na obra. O que sabemos é que para planejarmos uma obra precisamos conhecer o consumo de materiais, o número de operários, o tempo de execução da estrutura e conseqüentemente o tempo da obra.

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Para nos antecipar a elaboração dos projetos, ou mesmo aos tramos burocráticos, normalmente existentes nos órgãos responsáveis, como meio ambiente, concessionárias de luz, água, telefone, segurança e prefeitura municipal, necessitamos estimarmos os materiais componentes da estrutura e conseqüentemente a mão de obra necessária. Conhecendo o espaço destinado à construção e os espaços livres para distribuirmos as edificações provisórias, os quantitativos de materiais, o tempo destinado à obra e a mão de obra estimada, estamos pronto para o planejamento do canteiro de obra. Como observação informamos que muitas vezes é necessário fazermos um planejamento de uma obra em função de um terreno hipotético, pois muitas vezes só temos o programa da obra, e ainda não compramos o terreno a qual deverá ser destinada. Resumindo, muitas vezes nós engenheiros somos convidados a fornecer previsão de valores, previsão de tempo e mão de obra, como também, folha salarial de edificação quando nós só conhecemos o programa da projeto, ou seja, o terreno nem ao menos foi comprado e temos que nos antecipar a determinadas especulações, o que caracteriza a capacidade de engenhar do profissional. ESCOLHA DE UM TERRENO Podemos identificar as etapas de uma construção desde a compra de um terreno até a entrega da obra. É lógico que as etapas de uma construção passam rigorosamente pela construção da estrutura da mesma, e podemos afirmar que é a etapa que requer o maior cuidado em sua construção, visto que, uma estrutura mal executada, ou mesmo mal planejada não tem volta, pois os danos para sua recomposição são extremamente desgastantes e de alto custo.

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Dividiremos as etapas de uma construção obedecendo aos seguintes itens:

1. Estudos preliminares 2. Construção da estrutura 3. Construção das vedações e instalações 4. Acabamento da obra 5. Entrega da obra

Assim como a entrega da obra, ou mesmo a legalidade da mesma, os estudos preliminares fazem parte da construção da edificação com o mesmo grau de importância das outras etapas, visto que, uma obra bem concebida, bem localizada e bem planejada, flui facilmente as demais etapas. Os estudos preliminares de uma obra abrangem desde a elaboração do programa da mesma, passando pela compra do terreno, elaboração dos projetos até a implantação do canteiro de obras. Após a elaboração do programa, a escolha do terreno que satisfaça ao cliente, deve obedecer aos itens abaixo:

1. Estudo geotécnico 2. Orientação magnética 3. Analise da vizinhança 4. Provimento de serviços públicos

O estudo geotécnico induz o conhecimento do sub-solo para avaliarmos os custos das fundações, visto que, custo de obra implica numa melhor escolha de terreno. O estudo geotécnico muitas vezes deveria ser elaborado antes mesmo da compra de um terreno, em função de gastos de alta monta na compra dos mesmos, como pagamento de impostos prediais e/ou territoriais, muitas vezes atrasados, como também, gastos com indenizações e escrituras, com averbações em cartórios de imóveis. O estudo geotécnico mais eficiente é a sondagem à percussão, que é de valor irrisório comparado com o valor da obra. (ver figura).

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Sondagem à Percussão

Fig 1

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No estudo geotécnico, o relatório de cada furo em um terreno apresenta a resistência à penetração da sonda, identificado pelos números de golpes para penetração de 30cm do amostrador a cada metro sondado, como também, a estratificação das camadas com as suas características de compactação, consistência, teor de matéria orgânica e nível d´água. Com base em dois itens principais como resistência e características das camadas podemos identificar se o terreno satisfaz as condições de economia e segurança na escolha das fundações. Para solos arenosos e argilosos com resistência R≥5 golpes/30cm de penetração do amostrador podemos identificar a capacidade de suporte do mesmo, e recomendar o assentamento de fundação direta a profundidade onde registramos a resistência a penetração citada, com base em estudos simplificados de Aoki. R = nº g + γ h para as areias 4

R = nº g + γ h para as argilas 6 Considerando a 1ª parcela em kg/cm2 γ �em kg/m3 e h em metro, podemos uniformizando as unidades determinarmos a resistência do solo a profundidade identificada na sondagem (ver fig.)

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Relatório de Sondagem

Fig 2

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É claro que a concepção de uma fundação, não só depende da redução de custos e sim muitas vezes da facilidade construtiva, como afastamento do nível d’água do terreno, identificado na sondagem, eliminando rebaixamentos dos lençóis freáticos, ou mesmo evitando escavações profundas que requer escoramento, com gastos vultosos que aumentam além de tudo o tempo da obra. Convém salientar que a sondagem deve apresentar o número maior de informações para que tenhamos uma conclusão satisfatória para avaliação. Em função do exposto, oriento no sentido de planejarmos um estudo de sondagem que atenda estas informações, como:

1. Número mínimo de furos igual a 02 (dois); 2. Profundidade mínima igual a 8,0 metros; 3. Para cada 200m2 de área de projeção da construção, elaborarmos

01 (um) furo, considerando áreas até 600m2; 4. Para áreas acima de 600m2 de projeção da construção devera

solicitar 01 (um) furo/300m2; 5. Para terrenos acima de 1200m2 de área de projeção de construção

devemos usar o bom senso na distribuição dos furos, varrendo toda área de proteção da construção.

É lógico que entre as opções que satisfaçam o cliente, a que apresentar menos custo e melhores facilidades construtivas nas fundações será a escolhida. A orientação magnética, ou melhor, a determinação dos terrenos serem nascentes ou poentes, induz em escolhas de melhor conforto para elaboração de projeto arquitetônico, visto que, podemos desenvolver um projeto que a área social e intima sejam voltadas para o leste, enquanto que a área de serviço seja voltada para o oeste (poente) (ver figura).

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Fig 3

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É claro que sempre temos soluções para terrenos poentes, como marquises, pergolados, brizes, porém com gastos elevados e que interferem nas fachadas. A vizinhança é outro item que requer um conhecimento prévio, visto que, o mesmo pode interferir muitas vezes na valorização do imóvel, ou seja, se o terreno escolhido para construção de um edifício residencial como exemplo, situar-se próximo a um conglomerado comercial, apresentando em momentos de grandes fluxos de trânsito, engarrafamentos que atrapalhem a fluidez do mesmo, causando desconforto a utilização do imóvel. Outro exemplo que esclarece o cuidado na escolha do terreno em relação a vizinhança é o ruído ou vibração que edificações vizinhas possam transmitir a construção a ser erguida, como a construção de um hospital próximo a casas de espetáculos noturnos, ou seja, casa de shows, fatalmente irão interferir na recuperação dos pacientes que utilizarão os serviços da construção destinado ao repouso dos usuários. Concluímos que além dos itens discutidos acima os provimentos de serviços públicos como: luz, telefone, água, saneamento, correios são fundamentais na escolha do terreno, pois além de eliminarmos a preocupação da prestação dos serviços, apresentando menor ônus a implantação da construção, muitas vezes durante a obra, facilitando o melhor desempenho dos profissionais responsáveis. Convém salientar que os serviços públicos são prestados para os residentes nos imóveis em períodos longos e distribuídos sem custos para toda uma comunidade sendo quase que impossível o responsável pelo imóvel novo a ser construído absorver de uma só vez o ônus de sua implantação. O terreno escolhido que satisfaça os itens relacionados, ou pelo menos, além de satisfazer o programa idealizado, estará dentro do ideal para atingirmos o sucesso do empreendimento.

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APROVAÇÃO DE PROJETOS E LICENCIAMENTO DE UMA EDIFICAÇÃO Partindo do princípio que o terreno satisfaça as condições do programa fornecido pelo cliente e que também satisfaça os fatores que influenciam a economia e viabilidade construtiva, e que foi adquirido sem que nenhuma documentação de registro tenha sido impedido legalmente. Orientamos no sentido do desenvolvimento do projeto arquitetônico, visto que, todos os demais projetos ficam dependentes do mesmo, e que qualquer estudo sem aprovação da Prefeitura Municipal, pode ocasionar despesas que podemos evitá-las. Considerando que o projeto arquitetônico já foi aprovado, registrado no CREA (Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura) deveremos obedecer a seqüência abaixo, para aprovação e licenciamento da obra. 1) Elaboração e Aprovação dos Projetos Complementares e Aprovações:

a1) Projeto hidro-sanitário - aprovado na Companhia de Recursos

Hídricos;

a2) Projeto de incêndio - aprovado na Companhia de Bombeiros do Município;

a3) Projeto elétrico - aprovado na Companhia Elétrica do Município ; a4) Projeto telefônico - aprovado na Companhia Telefônica local; a5) Projeto de ar-condicionado - aprovado na Companhia de

Eletricidade do Município; a6) Projeto de lógica a7) Projeto estrutural – infra e super-estrutura

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Obs.: todos os projetos complementares deverão ser registrados no CREA por profissionais credenciados, antes de aprovados nos Órgãos competentes.

2) Aprovação e Licenciamento: Considerando que o projeto arquitetônico, com todo seu detalhamento e especificações já foi aprovado, e que os projetos complementares também foram registrados e aprovados nos Órgãos Oficiais, como também, a documentação do terreno “escritura” e quitação dos impostos, assim podemos pedir o licenciamento, ou seja, a autorização para começarmos a obra. 3) Legalização Final para Iniciação da Obra: Como toda obra ou empreendimento é uma empresa, ela deve ter toda sua legalidade, para isso devemos fazer o registro da obra no INSS, pois só assim podemos contratar os empregados para executarem a mesma, obedecendo as condições de segurança exigidas pelo Ministério do Trabalho, com todos os equipamentos de segurança. PLANEJAMENTO DO CANTEIRO DE OBRAS Todo começo organizado terá um fim com sucesso, sendo assim, uma obra que começa organizada, será um empreendimento feliz. Em função do exposto, é prudente elaborarmos um canteiro de obras que dê ao empresário a segurança no controle dos materiais e mão de obra, como também, a fluência dos serviços, sistemática de atividades progressivas, com um maior rendimento da mão de obra e com conforto para os trabalhadores na realização de suas tarefas. É claro que para isso precisamos planejar a obra, ou seja, definirmos o consumo dos materiais “principalmente os componentes da estrutura”, como também, a mão de obra para realização da mesma, visto que, após a execução

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da estrutura, a prática nos mostra que o número de operários será praticamente o mesmo, mudando somente suas qualificações. Em função da explicação, nosso canteiro de obras será projetado com base no consumo de materiais e mão de obra utilizado na construção da estrutura. É lógico que já conhecemos os espaços destinados a construção das edificações provisórias, pois fizemos todo um acompanhamento de aprovação e licenciamento do projeto arquitetônico. Para determinarmos o consumo de materiais podemos aplicar conhecimentos, ou melhor, parâmetro estimativo, que usamos com segurança no planejamento da construção. Estimativa de Concreto para Edifícios Residenciais Quadro Demonstrativo – Quadro 1 Especificação dos pavimentos Espessura de lajes

equivalente em concreto Área de

construção Coberta + casa de máq. + caixa d´água.

d = 0,17m

A0

Cobertura do edifício d = 0,19m A1 Pavimento tipo d = 0,18m A2 Pavimento pilotis d = 0,20m A3 Pav. Garagem elevada d = 0,20m A4 Pavimento Sub-solo enterrado.

d = 0,25m

A5 N = número de pavimentos tipo V = volume de concreto V = 0,17A0 + 0,19A1 + 0,18 x N x A2 + 0,20A3 + 0,20A4 + 0,25A5. Para estimativa podemos considerar um acréscimo de 10% ao volume “V” em virtude do consumo das fundações, porém com a ressalva de que a mesma seja avaliada em função da análise do relatório de sondagem e estudo à parte, por especialista.

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Para melhor entendimento do (quadro 01) precisamos nos deter na planta anexa. (ver figura). Com base no consumo de concreto calculado, podemos estimar o consumo dos demais materiais componentes de uma estrutura, considerando um concreto com fck variando entre 20Mpa e 30 Mpa, segundo o quadro 02.

Fig 4

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Quadro 02

Consumo por m3 de concreto Concreto Cimento

(50kg) Aço (kg)

Madeira (m2)

Areia (m3)

Brita (m3)

fck=20MPa 7 sacos 90 12 0,55 0,70 fck=25MPa 8,5 sacos 85 10 0,50 0,75 fck=30MPa 9,5 sacos 80 8 0,45 0,80 O planejamento de uma obra é função dos espaços destinados para implantação das edificações provisórias, do consumo dos materiais utilizados na estrutura, como também do tempo previsto para conclusão da mesma. Com base no conhecimento prático da execução de obras, sabemos que cada obra tem uma diretriz, como exemplo, muitas vezes não temos nenhum espaço para desenvolvermos o canteiro de obras, o que nos orienta em alugarmos terrenos distantes da obra para construirmos nosso canteiro. Considerando uma obra nos desenvolvimentos normais, ou seja, sem que necessitamos de horas extras para as atividades construtivas da estrutura e um abastecimento de materiais nos canteiros dentro de uma normalidade, podemos considerar para parâmetro de tempo o quadro abaixo: Quadro 03

Mão de obra Índice Ferreiro 0,0015 h x semana/kg Servente de Ferreiro 0,0015 h x semana/kg Carpinteiro 0,013 h x semana/m2 Servente de Carpinteiro 0,013 h x semana/m2 Pedreiro 0,05 h x semana/m3 Servente de Pedreiro (2 x) o nº de pedreiros

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Ex.: (01) Conhecido as áreas de construção do edifício a ser construído, considerando as áreas abaixo:

• Coberta ....................... 400m2 • Cobertura .................... 300m2 • 10 unid. Tipo (10X) ...... 250m2 • Pilotis .......................... 500m2 • Sub-solo ...................... 500m2

Determinar:

a) consumo de concreto da obra b) Previsão do tempo de construção da estrutura c) Consumo semanal de concreto, cimento, aço, madeira areia e brita d) O custo da estrutura considerando o m3 de concreto executado incluindo

leis sociais igual a R$ 700,00 e) Custo da obra f) Considerando 02 apartamentos por andar, o custo de cada apartamento g) O número de ferreiros e serventes para construção da estrutura h) O número de carpinteiros e serventes para construção da estrutura i) O número de pedreiros e serventes para construção da estrutura j) Determinação total da mão de obra.

Desenvolvimento da questão

a) Volume de concreto da obra:

Coberta 400m2 x 0,17m = 68m3 Cobertura 300m2 x 0,19m = 57m3 Teto tipo 2.500m2 x 0,18m = 450m3 Pilotis 500m2 x 0,20m = 100m3 Sub-solo 500m2 x 0,25m = 125m3 800m3

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b) Previsão do tempo de construção da estrutura: Fundação 80m3 = 06 semanas 15m3 (semana) Super estrutura 800m3 = 27 semanas 30m3 (semana) Tempo da estrutura = 33 semanas Tempo da obra = 66 semanas

c) Consumo semanal:

Concreto = 880m3 = 27m3 33 semanas Para um fck = 20MPa Cimento 7 x 27 = 189 sacos Aço 90 x 27 = 2430 kg Madeira 12 x 27 = 324 m2 Areia 0,55 x 27 = 14,85 m3 Brita 0,70 x 27 = 18,90 m3

d) Custo da estrutura:

CE = R$ 700,00/m3 x 880m3 = R$ 616.000,00

e) Custo da obra:

CO = (2 x R$ 616.000,00) + R$ 616.000,00 CO = R$ 1.848.000,00

f) Considerando 02 apartamentos/cobertura + 20 apartamentos/tipo = 22 apartamentos:

Custo por apartamento = 1.848.000,00 = R$ 84.000,00 22

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g) Número de ferreiros e serventes de ferreiro:

0,0015 h x semana x 2430kg = 3,64 homens kg semana � 04 Ferreiros Servente de ferreiro = número de ferreiros = 04 serventes

h) Número de carpinteiros e serventes de carpinteiro:

0,013 h x semana x 324m2 = 4,2 homens m2 semana � 05 Carpinteiros Servente de carpinteiro = número de carpinteiros = 05 serventes

i) Número de pedreiros e serventes de pedreiro:

0,05 h x semana x 27m3 = 1,35 homens m3 semana � 02 Pedreiros Servente de pedreiro = 2 x número de pedreiros = 04 serventes

Resumo da Mão de Obra Engenheiro 01 homem Apontador 01 homem Almoxarife 01 homem Estagiário 02 homens Vigia 02 homens Mestre 01 homem Ferreiro 04 homens Serv. ferreiro 04 homens Carpinteiro 05 homens Serv. carpinteiro 05 homens Pedreiro 02 homens Ser. pedreiro 04 homens TOTAL 32 homens Edificações Provisórias do Canteiro de Obras

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O dimensionamento das edificações do canteiro de obras tem como objetivo fazer o aproveitamento racionalizado das edificações. Justamente por essa razão que os vãos das edificações provisórias não deverão, transversalmente ultrapassar 3,0 metros, em função do aproveitamento das telhas usadas em cimento amianto com dimensões 55 x 1,85 cm, ou seja, utilizando o vão de furação máximo a 1,5 metros. Complementando a economia as edificações deverão ser vedadas com alvenaria singela ou madeira. O piso deverá ser em cimentado simples, para facilidade de limpeza, durante seu uso provisório. O galpão de cimento deverá ter uma área para armazenamento semanal, incluindo os espaços para movimentação da ordem de 15 sacos/m2. O almoxarifado deverá ter uma área de 1,0m2/homem obra. O número de WC deverá obedecer as Leis do Ministério do Trabalho, ou seja, 01 WC/15 homens. É prudente salientar que o telheiro para carpinteiro deverá ter dimensão mínima de 3m x 6m, visto que, as tábuas utilizadas em obra tem comprimento máximo de 6 metros, enquanto que o telheiro para o ferreiro deve ter um espaço de 3mx12m, em virtude do varão de aço comercial ser de 12 metros. Com base nos esclarecimentos acima, podemos fazer um resumo das edificações provisórias e suas dimensões práticas, mínimas.

a) Escritório técnico 3m x 6m b) Escritório administrativo 3m x 3m c) Alojamento 3m x 6m d) Almoxarifado 3m x 3m e) Telheiro para ferreiro 3m x 12m f) Telheiro para carpinteiro 3m x 6m g) WC 3m x 3m h) Depósito de cimento 3m x 6m i) Telheiro para guincho 3m x 3m

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j) Tapumes (altura) 3m l) Acesso (largura) 5m m)Espaço destinado para armazenamento de areia 2m2/1m3 n) Espaço destinado para armazenamento de brita 2m2/1m3 o) Galpão para armazenamento de madeira 40m2/m2 (incluindo espaço

para movimentação) p) Betoneira 2m x 3m

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Planta de Canteiro de Obras do Exemplo 1

Fig 5

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Características das Edificações Provisórias

Corte Genérico das Edificações Provisórias FUNDAÇÕES

Fig 6

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Considerando que a praça de trabalho já esta preparada, com todas as edificações provisórias executadas incluindo o tapume de proteção da obra. Considerando que a obra apresenta toda legalidade quanto às responsabilidades técnicas, com a obrigatoriedade de fixação de placas de responsabilidades, a edificação esta pronta para seu início verdadeiramente falado. Definimos fundação como sendo a parte de estrutura que transmite ao solo as cargas da edificação, ou seja:

a) Peso próprio b) Sobre carga c) Revestimento d) Alvenarias

É importante que tenhamos conhecimento da edificação, incluindo seus revestimentos para nos orientar em relação aos cuidados no projeto e construção das fundações da edificação. Os tipos de fundações são divididos em dois grandes grupos: 1. Grupo das fundações rasas – Apoiadas a profundidades menores que 3,0

metros, este grupo de sapatas dividimos em duas partes:

1º - Sapatas Corridas: O grupo das sapatas corridas é o que transmite ao solo cargas distribuídas, normalmente provenientes de alvenaria estrutural: Ex.: Obras de residências e edifício tipo caixão

a) Sapata corrida em alvenaria de tijolo:

- Aplicadas em construções térreas cobertas em telha vã e apoiadas em solo de boa resistência.

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b) Sapata corrida em alvenaria de pedra rachão:

- Aplicada em solo resistente, para edificações até 02 pavimentos, normalmente aplicada em locais onde existe com facilidade a pedra rachão, (granítica com diâmetro médio de 30cm).

Fig 7

Fig 8

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c) Sapata corrida em concreto armado: - Solução de fundação usada para resolver problemas em solo de resistência média, para edificações em alvenaria estrutural, normalmente usada em edifício tipo caixão com 04 andares

Fig 9

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d) Sapata corrida em concreto pré-moldado: - Utilizada para obras apoiadas em solo resistente com necessidade de rapidez na execução, ou mesmo em escavações com nível d´água elevado com dificuldade de bombeamento, podendo ser utilizada para edificações até 02 pavimentos.

2º - Grupo de Soluções das Sapatas Isoladas

a) Sapata isolada apoiada em solo natural: - Essas sapatas transmitem ao solo resistente (determinado pela sondagem) cargas pontuais. Ex.: Edifício tipo pilotis (ver sondagem anexa).

Fig 10

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Fig 11

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b) Sapatas isoladas apoiadas em solo substituído por solo cimento (ver sondagem anexa).

Fig 12

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Fig 13

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c) Sapata isolada apoiada em solo melhorado com estacas de areia (ver sondagem anexa).

Fig 14

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Fig 15

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Fig 16

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d) Laje Radier: - Solução aplicada em situações que as vibrações e ruídos interferem na vizinhança, pois são soluções de grandes custo.

Fig 17

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Exercício: Considerando o relatório de sondagem da figura 11que apresenta solução em sapata isolada, calcular o custo para execução da fundação para suportar 60t axialmente. Imagine o relatório de sondagem da fig. 11, que a 1,5 metro de profundidade apresenta um número de golpes médio igual a 6.

Fig 18

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Nº médio = 5 + 5+ 8 = 18 ~ � 6 3 3 Tadm = 6 (kg/cm2) + γ h 4 Tadm = 1,5 kg/cm2 + 1,8t/m3 x 1,5m Tadm = 15t/m2 + 2,7t/m2 = 17,7t/m2 Considerando uma carga de N = 60t (seção do pilar 20 x 60) S = 0,20 x 0,60 = 0,12m2 Área de sapata = 60t = 3,39m2 17,7t/m2 Adotamos 1,9m x 1,9m Podemos assim calcular o custo da fundação: Volume de concreto V = VS1 + VS2

VS1 = Volume do prisma inferior VS1 = 1,9m x 1,9m x 0,20 = 0,72m3 VS2 – Volume do tronco de pirâmide VS2 = 0,25 (1,92 + 0,20 x 0,6 + �1,92 x 0,12) = 0,38m3 3 V = 0,72 + 0,38 = 1,20m3 Custo = V x R$ 700,00/m2 = 1,2m3 x R$ 700,00 = R$ 840,00

R$ 700,00 – Custo do m3 de concreto executado, incluindo Leis Sociais.

2. Grupo das Fundações Profundas As fundações profundas são aplicadas em terrenos onde o solo resistente se localiza a profundidades que não há viabilidade econômica, nem técnica, para se apoiar uma fundação rasa ou mesmo quando um melhoramento de solo seja inviável. Normalmente, quando a profundidades maiores que 4,0 metros do nível do terreno encontramos o solo resistente, o custo benefício nos orienta a escolher como solução de fundação, as estacas.

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Os principais tipos de fundações profundas são limitadas ora pela intensidade de cargas, ora pela profundidade em que se encontra o solo resistente, ora pela natureza das edificações vizinhas a edificação a ser construída. Essas fundações estão enumeradas abaixo sem nenhuma seqüência dirigida.

a) Estacas promoldadas em concreto armado b) Estacas tipo Frank c) Estacas de madeira d) Estacas metálicas e) Estacas tipo raiz f) Tubulões.

É claro que a escolha de uma fundação requer uma série de diretrizes em relação a sua escolha, ou seja, muitas vezes a solução escolhida não será a mais econômica, porém poderá ser a mais rápida, que por sua vez será a diretriz principal. Estacas Premoldadas São estacas que apresentam aplicações interessantes, mais simples, fabricadas em concreto armado com seções corriqueiras. Seção 20 x 20 – carga máxima 20t Seção 25 x 25 – carga máxima 30t Seção 30 x 30 – carga máxima 40t Seção 35 x 35 – carga máxima 50t Seção 40 x 40 – carga máxima 60t Essas estacas são as que apresentam viabilidade até uma profundidade de 20 metros do nível do terreno, visto que, profundidades maiores, podemos não ter controle de sua linearidade, ocorrendo desaprumo principalmente em suas emendas. Sabemos que essas estacas são cravadas e que sua resistência é determinada pela impossibilidade de penetração, ou seja, a nega, que identifica a negação de penetração durante a cravação. É lógico que precisamos fazer uma estimativa de comprimento da estaca, para que a mesma atinja a nega.

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1ª Estimativa: Considerando as camadas de solo ruim até o limite do começo da camada resistente, que é caracterizada quando a resistência à penetração é superior a 10 golpes/30cm seguidamente (h metros) A profundidade da estaca será (H = h + 20% h) 2ª estimativa: Após o começo da camada de resistência para um número de golpes superior a 12, podemos identificar a profundidade “H”. Entre os valores de H, o maior será considerado a profundidade estimada. A estimativa é bem esclarecida na sondagem a seguir:

Fig 19

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Estaca Tipo Frank É uma estaca utilizada obedecendo aos critérios estimativos iguais aos da estaca premoldada, muito embora, o critério de cálculo para sua resistência seja baseado nas equações estáticas, ou melhor, resistência de ponta e resistência do atrito lateral solo/estaca. São estacas utilizadas para suportar grandes cargas, visto que, podem atingir valores indicados na tabela a seguir:

∅mm Carga máxima 400 120 toneladas 520 230 toneladas 600 350 toneladas

Seu limite de profundidade não deverá ultrapassar 40 metros, em virtude da dificuldade de retirada do tubo, pois o mesmo é moldado “in loco”, e que para profundidades superiores, o atrito “tubo-solo” ultrapassa a força de arrancamento do bate-estaca. Para melhor entendimento, verificar a sondagem a seguir:

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Fig 20

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Estacas Metálicas A estimativa de profundidade deste tipo de estacas obedecem os mesmos critérios adotados para as estacas premoldadas, visto que, as duas são estacas cravadas, porém pela facilidade de cravação por ser essas estacas laminares e também pela praticidade, das ligações soldadas, podemos atingir profundidades elevadas, da ordem de 80 metros. Em situações que o solo apresenta uma elevada resistência inicial, solo do tipo arenito, para em seguida uma queda de resistência com estratificação turfosa ou argilosa, mole, retomando a uma alta resistência, o poder de lâmina da estaca pode ultrapassar essa camada resistente inicial, o que não aconteceria com a premoldada, ou mesmo a do tipo frank, a não ser que fosse executado um pré-furo, encarecendo a solução. A sondagem esclarece a solução na figura a seguir:

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Fig 21

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Estacas de Madeira As estacas de madeira têm sua limitação nos dias de hoje, visto que, a consciência ambiental, praticamente impede seu uso, quando do corte de peças linheiras e adultas com comprimentos da ordem de 10 metros, a não ser quando existe reflorestamento das árvores utilizadas como estacas. Normalmente utilizamos espécie como eucalipto ou pinheiro que apesar de não ser madeira de lei satisfazem a condição de linearidade. As cargas admissíveis das estacas de madeira para peças com diâmetro de 25 cm podem atingir até 15t. É prudente salientar que em terrenos que apresentem variação de nível d’água não é adequado para o uso dessas estacas, visto que, as mesmas podem se deteriorar, em função do aparecimento das bactérias anaeróbicas. Estacas Tipo Raiz A estaca tipo raiz é também uma estaca moldada “in loco” como a tipo frank, porém, apresentando metodologia construtiva diferente, ou seja, a cravação do tubo é feita rotativamente até determinada profundidade para em seguida a sonda rotativa se encarregar da execução até a profundidade definida na sondagem, protegendo a superfície da furação com betonita, impedindo o empuxo das paredes. Após a execução do furo e colocada a armadura de aço correspondente ao diâmetro e carga necessária, e injetada sobre pressão, gorda de cimento que preenche os vazios laterais até a superfície do furo, daí a determinação de raiz. A mesma pressão que injeta a gorda de cimento, retira o tubo da furação. Essa estaca pode atingir até 40 metros de profundidade, com diâmetro de 30 cm e suportar carga de 80t (ver sondagem esclarecedora).

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Tubulões

Fig 22

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São soluções de fundações também chamadas de “tubulões a céu aberto”, visto que, são executadas escavações com grandes diâmetros, da ordem de 1,50 metros, porém recomendadas para profundidade inferiores a 10 metros, em função das dificuldades de escavação ou mesmo despreparo orgânico e técnico dos trabalhadores. Na realidade são grandes pilares executados enterrados a grandes profundidades do solo. Recomendamos estes tipos de solução, para solos que apresentem resistência na sondagem as profundidades citadas, para um número de 12 a 15 golpes/30cm de penetração do amostrador principalmente quando a essa profundidade não encontramos nível d´água (observado no relatório de sondagem e que transmitem cargas elevadas ao solo). Ex.: Edifícios industriais, viadutos, pontes de grandes vãos, plataformas petrolíferas, etc. (ver sondagem esclarecedora).

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Fig 23

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Detalhes Construtivos dos Tubulões

Fazendo anteriormente um comparativo entre as soluções de sapatas e soluções em estacas, fizemos ver que as soluções profundas apresentou em relação as fundações rasas um custo adicional, que é o bloco de concreto armado que transmite a carga da coluna às estacas. Como o nome diz, bloco, induz grandes dimensões e conseqüentemente custo de concreto, que chega a ser substancialmente considerado. De um modo geral, a distância entre eixos de estacas e/ou tubulões deverá ser 3 x ∅, sendo ∅ �o diâmetro ou lado da seção das estacas. Observar as características geométricas dos blocos de estacas ou blocos de tubulões na figura a seguir.

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Fig 24

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CONCRETAGEM Considerando que já temos um projeto estrutural bem concebido e compatibilizado com os projetos de arquitetura e com os projetos complementares, e que as fundações já foram executadas, sendo que para darmos prosseguimento a concretagem da super estrutura que deverá obedecer aos cuidados abaixo:

a) Seleção dos materiais b) Execução das formas c) Execução das armaduras d) Mistura dos materiais e) Transporte do concreto f) Lançamento do concreto g) Vibração do concreto h) Cura do concreto i) Desmolde das peças de concreto j) Descobrimento total

A) Seleção dos Materiais

a1) Cimento – Usar os sacos de no máximo 30 dias após sua saída da fabricação, cujo armazenamento deve ser em pilhas de no máximo 15 sacos, livre do contato com o piso, para não receber umidade do mesmo.

Deverá ser conferido seu volume e peso adequado por amostragem, evitando dosagem errada, pois sabemos que o concreto é uma reação química.

Justificamos assim ao uso da “padiola” (ver dimensões sugeridas).

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a2) Areia – A areia deverá ser grossa com granulometria controlada, sem

umidade que modifique a dosagem da mistura, pois o fator água/cimento modifica a resistência do concreto, e que se previamente a umidade da areia não foi detectada, altera a resistência do concreto para resultados inferiores.

Além desses cuidados devemos fazer um peneiramento, retirando toda matéria orgânica, normais no transporte e na retirada das jazidas (rios), justificando o termo areia lavada, retirando as impurezas do minério.

Devemos identificar também o grau de salinidade das areias, evitando materiais vindos de trecho de rios próximos a embocaduras do mar, pois materiais com certa concentração de sais aceleram o processo de oxidação das armações de aço, do qual a estrutura será fabricada.

Fig 25

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a3) Brita – A brita deverá ser granítica ou mesmo seixo rolado, desde que seja quebrado previamente a mistura que poderá ter granulometria compatível com a peça estrutural, ou seja:

- Fundações - brita 38 e/ou 25 - Colunas - brita 25 - Vigas - brita 25 - Lages - brita 25 e/ou 19 Obs.: Unidades das pedras em (mm) É prudente salientar que a brita selecionada deverá ser livre

de impurezas, como também sem mistura de agregados miúdos evitando modificação na dosagem do concreto.

a4) Água – A água deverá ser selecionada previamente, por isso é que devemos armazenar em tanques construídos provisoriamente e previamente com profundidade mínima de 1,0 metro para que as impurezas da mesma decantem, como as partículas de cloro, vindas do sistema de abastecimento das cidades, ou mesmo os sais acumulados em açudes e barreiros, em construções das obras do sertão ou agreste de nossa região.

a5) Madeira – Devemos ter cuidados em seu armazenamento e no seu recebimento no canteiro de obras.

No seu recebimento deveremos evitar tábuas sem empenamentos com dimensões mínimas de 3,0 metros e máxima de 6,0 metros para evitarmos grandes emendas e conseqüentemente pontos de deformações ou embuchamento das peças observadas após desmolde.

Para armazenarmos tanto as tábuas como as placas industrializadas simples ou resinadas deveremos empilha-las com altura máxima de 2,0 metros, livre lateralmente e livre do contato com o piso sobre um assoalho apoiado em barrotes de 4” x 4” distanciados à cada 50 cm para evitarmos empenamento devido a umidade do ambiente.

As tábuas deverão ter espessura de 1” com larguras comerciais de 6”, 9”, 12” para compormos economicamente as formas de pilares, vigas e lajes.

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a6) Aço – O aço deverá ser armazenado em quantidade de imediata utilização e caso o canteiro seja abastecido por todo quantitativo a ser utilizado na obra deverá ser protegido por uma lona, evitando a oxidação do material exposto ao ar livre.

Devemos também ensaiar 10 amostras de bitolas diferentes para cada 3 toneladas do material armazenado, em relação as características físicas e mecânicas, por empresa de idoneidade conhecida, aferidas pelo profissional responsável pelo projeto estrutural.

B) Execução das Formas Os panos das formas de pilares e vigas deverão ser executados com madeira industrializada e se possível resinada, para termos menor aderência ao concreto, principalmente no momento do desmolde, enquanto que o enrigecimento, costelamento ou mesmo gravatas deverá ser distanciada a cada 50 cm no máximo utilizando tiras de 4” a 6” de tábuas. Quando usarmos tábuas nos panos laterais, no fundo de vigas e nos panos laterais de pilares, as mesmas antes da concretagem deverão ser umedecidas, evitando absorção das águas do concreto a madeira, que além de aderir ao recobrimento, no momento da desmoldagem, absorve as águas da reação química do concreto. Quando usamos placas industrializadas nos panos de forma das vigas e pilares é prudente usar algum desmoldante encontrado no mercado. É prudente salientar que os travamentos, emendas, escoramentos e seus apoios, contraventamentos e contra-flecha deverão ser revisados antes do lançamento do concreto. A título de esclarecimento é necessário que as formas de pilares e vigas deverão estar alinhadas e bem articuladas antes da concretagem das colunas, evitando pequenos afastamentos devido os esforços mecânicos durante o lançamento e vibração do concreto. C) Execução das Armaduras

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Além da fabricação das armaduras das peças estruturais serem conferidas com o projeto estrutural, bitolas, espaçamentos e quantidades é prudente termos cuidado com o recobrimento das armaduras, que para peças enterradas: sapatas, blocos e cintas deverão ser de 3cm enquanto para peças expostas 2 cm, usando espaçadores que garantam melhor e maior vida para o concreto da peça, evitando intervenções futuras de recuperação estrutural. É recomendável conferir a densidade de aço nas peças de concreto, evitando fissuras nas mesmas, obedecendo aos critérios das normas brasileiras como, por exemplo: percentual de armadura em relação ao concreto de pilares nas esperas, superiores à 8% ou então nas vigas, verificar se as bitolas de grandes diâmetros foram analisadas em relação a teoria da fissuração. D) Mistura dos Materiais A mistura dos materiais deverá ser cuidadosa, visto que, é prudente distribuirmos uniformemente a mistura em função da grande massa do concreto que utilizamos em obra. A mistura deverá obedecer a seqüência lógica na betoneira. Deverá ser colocada água na betoneira para em seguida, caso seja necessário, colocar aditivos ao concreto, exemplo: aditivos de pega rápido, de acréscimo de resistência, de pasticidade, etc. será misturado previamente à água deixando todas as partículas envolvidas na mistura. Na seqüência deverá ser colocada a brita, para em seguida a areia, envolvendo toda massa de agregados. Após a mistura é que deverá ser imerso o aglomerante (cimento), lentamente para que o mesmo apresente a uniformidade necessária. Uma betonada deverá ter um tempo previsto entre no mínimo de 5 minutos e no máximo de 10 minutos. F) Transporte do Concreto

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O concreto deverá ser transportado de modo que não haja segregação na mistura, ou melhor, não separe o agregado graúdo “brita” da argamassa “cimento/areia”, em outras palavras evitar paradas bruscas quando do transporte vertical nos guinchos ou vibração no transporte horizontal ou mesmo sobre rampas, que deveremos evita-las com grandes inclinações, ou melhor, evitar inclinações superiores a 15%. Em virtude do exposto é justificável a grande utilização de sistema de bombeamento do concreto para grandes distâncias e alturas, pois a pressão do bombeamento elimina qualquer possibilidade de segregação. G) Lançamento do Concreto nas Formas As etapas para fabricação das peças de concreto merecem cuidados especiais, pois sabemos que o concreto é uma mistura homogênea onde seus componentes devem apresentar as mesmas proporções em todas as seções. Como o agregado graúdo “brita” tem uma maior densidade na mistura, lançamentos de grandes alturas, principalmente em pilares, podem provocar uma segregação da mistura, o que modifica o conceito de fabricação do concreto. É claro que cuidados no lançamento devemos ter em relação a todas as peças estruturais: lajes, vigas, pilares e fundações, porém algumas merecem cuidados especiais por serem susceptíveis a erros construtivos. Vale ressalvar que devemos evitar emendas nos tramos de vigas e nos centros de panos das lajes, e sua concretagem deverá ser executada em camadas lentamente, evitando acréscimo de volumes além dos esborros fixados como limites construtivos. Como norma construtiva devemos evitar lançamento de concreto acima de 2,0 metros das formas, evitando a ocorrência de separação do agregado graúdo da argamassa, desfigurando a mistura. A solução de concretagem por bombeamento de concreto além da rapidez na execução da tarefa elimina riscos de segregação, pois o mangote pode ser imenso nas peças estruturais sendo retirado à medida que as peças são preenchidas lentamente, mantendo assim a uniformidade na mistura.

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É lógico que essa atividade tem custos maiores que o transporte e lançamento convencional, porém aumenta a segurança na fabricação das peças, e apresenta menor risco de uma futura recuperação, o que induz uma análise melhor do custo-benefício na fabricação da estrutura. H) Vibração do Concreto A fabricação de uma boa estrutura é em função do somatório de atividades com a maior eliminação de erros na construção. Estes erros são eliminados a partir da experiência que se tem, quando da correção de erros cometidos em obras anteriores. A vibração do concreto, ou melhor, a homogeneização do concreto quando lançado nas formas começa com a escolha dos vibradores adequadamente, ou seja, os diâmetros dos mangotes compatibilizados com as espessuras das peças à serem concretadas. Sugerimos a obediência ao quadro abaixo:

∅ (mangote) Peças 60mm Fundações

60m e 45m Colunas 45mm 4 35mm Vigas

35mm Lajes A boa homogeneização do concreto provocada pela vibração por imersão se dará quanto mais rápida for sua penetração no concreto e quanto mais lento sua retirada da massa.

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I) Cura do Concreto A cura do concreto classicamente se dará a 28 dias de sua fabricação, porém em função da rapidez que de deseja nos dias de hoje, as construções tem a necessidade de antecipação dessa etapa na concretagem, sendo assim temos a necessidade de introduzirmos aditivos à massa durante a mistura. Essa necessidade muitas vezes induzida pela rapidez e economia quando da reutilização dos escoramentos e formas. É lógico que devemos adotar planos mais curtos no descimbramento das estruturas, com base no acompanhamento do resultado dos corpos de prova em relação aos valores adotados nos projetos estruturais (ver quadro).

Tempo após a concretagem fck 07 dias 50% fck 15 dias 75% fck 21 dias 100% fck 28 dias 125% fck

Considerando uma concretagem dentro de uma normalidade, para que um concreto atinja um endurecimento sem que tecnicamente apresente imperfeições no mesmo, principalmente nos panos de lajes, para evitarmos retração, acentuadamente em nossa região, em função do grande gradiente de temperatura, é recomendado a partir de 30 minutos da concretagem umedecer os panos de lajes, repetindo a cada 2 horas nas primeiras 12 horas e na seqüência a cada 12 horas durante 3 dias. J) Desmolde das Peças de Concreto O desmolde das peças de concreto dever ser no tempo que não interfira no sólido projetado, sem que nenhum efeito mecânico na retira das formas apresente danos às peças estruturais, porém num tempo mínimo que possamos aproveitar com repetições as formas para os tetos subseqüentes dos edifícios (veja quadro prático).

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Peças Tempo Mínimo

Sapatas 24 horas Pilares 48 horas Pano lateral de vigas 72 horas Pano de fundo de vigas (com reescoramento das estroncas) 01 semana Taipal de lajes (com reescoramento) 10 dias Pano total de vigas 21 dias Pano total de lajes 28 dias O reescoramento de vigas e lajes deverá ser com 50% das estroncas. Sabemos que quando da concretagem das vigas e lajes, temos a obrigação de darmos uma contra-flecha às peças. É prudente consultarmos os projetistas da estrutura antes da fabricação das formas sobre as contra-flechas adotadas, porém quando não tivermos essas informações deveremos atribuir valores da ordem maiores que L/300 para extremidades dos balanços e L/150 para meios de vãos, tanto para vigas como para lajes cuja desmoldagem deverá ser:

• Balanços – de fora para dentro • Vãos – do meio para extremidade

Obs.: Os valores de “L” deverão ser dados em centímetros Ex.: - Para vãos de 6,0 metros:

C.F = 600/300 = 2cm - Para balanço de 1,5 metros: C.F = 150/150 = 1cm

L) Descimbramento No descimbramento das estruturas o mais importante é que quando da retirada das formas a estrutura trabalhe como foi concebida em projeto. A princípio, a retirada dos panos de lajes deverão ser do centro para extremidade na seqüência das menores lajes para as maiores, retirando em primeiro lugar as lajes em balanço.

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Após a retirada das lajes, das vigas, ou mesmo das faixas de rigidez das lajes colmeias ou cogumelos, deverão também ser retirados seus balanços para em seguida os vãos menores dos tramos e por último os vãos maiores na seqüência gradativa das retiradas do escoramento. (ver figura). Plano para Retirada das Estroncas da Viga da fig. 26

1º - Retirar E1 em seguida E2

2º - Retirar E6 3º - Retirar E8 e em seguida E7 4º - Retirar E4, E5, E3

SUPER ESTRUTURA DE EDIFÍCIOS

Fig 26

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Os grandes grupos de super estruturas de edifícios tem haver com o partido estrutural que se concebe. Sendo assim nós temos grupos de estruturas abaixo mencionados:

a) Estrutura de edifícios tipo pilotis em concreto armado; b) Estruturas de edifícios em alvenaria estrutural; c) Estruturas de edifícios em alvenaria armada; d) Estruturas de edifícios em estrutura metálica.

A super estrutura começa a ser construída a partir da sua concepção junto ao projeto arquitetônico. A concepção tem como finalidade distribuir economicamente os elementos de apoio (vigas e pilares) de modo que atenda aos espaços destinados ao fluxo de veículos e pessoas ou mesmo que atenda a função a que se destina o projeto arquitetônico. É claro que a escolha da estrutura de um edifício começa com a laje concebida para a edificação. Por esta razão a escolha da laje é em função da altura do edifício, ou melhor, do número de pavimentos necessários ao seu funcionamento; ou em função dos espaços necessários aos pilotis que a arquitetura necessita; ou em função das cargas necessárias que a laje precisa suportar, etc. Várias são razões que enumeramos os tipos de lajes a baixo: Tipos de Lajes 1. Laje premoldada volterrana 2. Laje premoldada treliçada com blocos de eps 3. Laje premoldada treliçada tipo painel 4. Laje maciça de concreto convencional 5. Laje colméia com cabacinha 6. Laje nervurada com blocos cerâmicos 7. Laje colméia protendida O mais importante é conhecermos as limitações em cada um dos casos.

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• Laje Volterrana - A laje volterrana tanto com blocos de cimento ou com blocos cerâmicos é limitada em cargas, pois não deverá de aplicadas para cargas concentradas como por exemplo: alvenaria, mesmo que sejam divisórias, com viabilidades para sobre carga até 200kg/m2. Os vãos maiores para suas aplicações não deverão ultrapassar os 5,0 metros, em função de grandes deformações, pois a praticidade de sua aplicação está justamente na dimensão única de seus moldes. Para edifícios além de 6 pavimentos deixa de ser viável sua aplicação, em função do peso e dificuldades de transporte das nervuras e blocos. A distribuição de pilares com o uso dessa laje é de 20m2 / colunas concebidas.

• Laje Treliçada com Blocos de EPS – Já a laje treliçada com blocos de

eps por ser leve em seu transporte é aplicada para concepção de vãos grandes, pois podemos moldar treliças e blocos de eps com inércia suficiente a atender grandes vãos, inclusive para grandes cargas de 200kg/m2 a 2000kg/m2. A aplicação das treliças sofre restrições quando aplicamos para edifícios de grande altura, em função dos esforços de vento, criando grandes deformações nos pórticos transversais, pela falta de rigidez que o sistema treliçada induz a estrutura. A laje treliçada é recomendada para edificações apoiadas em solo de baixa resistência ou de resistência limitada, pois conseguimos reduzir as cargas da edificação em até 15% da carga total da obra, ou seja, 30% de peso próprio da estrutura, o que muitas vezes é o ponto de viabilidade de uma construção. A distribuição econômica de colunas em uma edificação com a utilização de laje treliçada com blocos de eps é de 40m2 / coluna.

• Laje Painel – A aplicação da laje painel tem praticamente as mesmas

limitações da laje treliçada com nervuras e blocos de eps, pois além da leveza estrutural, reduzindo cargas nas colunas e fundações, com toda sobre carga que o sistema anterior suporta, apresenta pela rapidez de execução sua grande viabilidade.

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Essa aplicação é viável em obras de grandes canteiros, visto que, normalmente usamos para transporte horizontal e vertical simultaneamente como as gruas, acarretando rapidez na execução. É recomendável para construção de conjuntos residenciais com um número grande de blocos, como por exemplo: para sistemas habitacionais de conjuntos residenciais em alvenaria estrutural.

• Laje Maciça de Concreto Convencional – O sistema de laje adotado

tem no seu peso e custo sua grande limitação, visto que, é um sistema que apresenta um dos maiores consumos de concreto e aço nas construções de edifícios como indica os parâmetros a baixo:

- 16cm de concreto / m2 de área de construção - 17kg de aço / m2 de construção - 2m2 de forma / m2 de área de construção

Porém o sistema estrutural é bem aceito, pela grande estabilidade que a estrutura oferece principalmente para edifícios de grande altura, em função da rigidez que o sistema de interação lajes e vigas oferece. É prudente salientar que o sistema em laje maciça apresente grandes vantagens por suportar bem as cargas concentradas das alvenarias, o que permite qualquer alteração da sua arquitetura durante o tempo de utilização da edificação. A laje maciça convencional apresenta uma boa distribuição de colunas nas concepções arquitetônicas, apresentando espaços satisfatórios para uma boa utilização, principalmente em garagens de edifícios, facilitando espaços para estacionamentos e movimentação de veículos.

Podemos chagar a uma distribuição da ordem de 30m2/pilar.

• Lajes Colméia com Cabacinhas – A laje colméia é destinada a edificações para vencer grandes vãos, da ordem de 15 metros. É uma solução para deixar grandes espaços sem a interferência de colunas intermediárias, com vigamentos somente na periferia.

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O inconveniente é que apesar do consumo de concreto, aço e formas serem inferiores ao sistema convencional é necessário o aluguel de cabaças ou mesmo sua compra que condiciona o uso das mesmas repetidamente nas próximas edificações. Além dos argumentos citados é necessário o aumento de pé-direito nos pavimentos, em virtude do uso de instalações elétricas, hidro-sanitárias livres do sistema estrutural. Esse aumento chega a 45cm por pavimento, o que acrescenta no perímetro do edifício um acréscimo de materiais de fachada, como também, a necessidade de forros, porém com grande facilidade de manutenção. O consumo de materiais componentes da estrutura deve obedecer aproximadamente os parâmetros a baixo:

- 14,5cm de concreto para cada 1m2 de construção - 13,5kg de aço para cada 1m2 de construção - 1,65m2 de forma para cada 1m2

Podemos chegar a uma distribuição de pilares da ordem de 60m2 / pilar

• Laje Nervurada com Blocos Cerâmicos – É uma solução quando não

se tem a facilidade de aluguel ou compra das cabacinhas, porém apresenta um maior peso próprio, conseqüentemente um maior custo em termos de consumo estrutural, porém sem a necessidade de aumento de pé-direito ou mesmo compra de formas. Os espaços destinados as cabacinhas são preenchidos com tijoleiras para aumento de inércia sem grande aumento de peso próprio. Normalmente usamos tijolos de grandes furos com densidade de 1000kg/m3 Os índices ou parâmetros para identificar o consumo dos materiais estão registrados a baixo:

- 15cm de concreto para 1m2 de área de construção - 14kg de aço para 1m2 de área de construção

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- 1,65m2 de forma para 1m2 de construção

• Laje Colméia Protendida – A laje protendida apresenta além dos benefícios de vencer os mesmos grandes vãos da laje colméia em concreto armado, apresenta menores espessuras para vencer os mesmos vãos. É uma solução indicada para edificações que tem limites de alturas, como garagens de shopping center ou mesmo hospitais que necessitam de veículos de grandes alturas com vãos de emergências. É lógico também que a redução do consumo dos materiais induzem também para uma armadura diferenciada, ou melhor as protenções. É prudente salientar que precisamos de cuidados maiores com as alterações de lajes, com por exemplo: rasgos para passagem de dutos ou mesmo modificações com aberturas nos vãos de lajes, evitando o corte de cabos e bainhas. Esse tipo de laje pode nos da uma distribuição de pilares bem menores que os casos citados, pois o protendido transforma os esforços de tração em compressão, utilizando toda vantagem do concreto e sua resistência à compressão, normalmente usada 30MPa. Podemos chegar a uma distribuição de 70m2 / pilar com um consumo de concreto de 13cm de concreto para cada m2 de área de construção. Em todos os sistemas estruturais, recomendamos a constância das formas de pilares e vigas para todos os tetos, e no caso dos pilares, oriento no sentido de unicamente redução das armaduras.

Alvenaria Estrutural A solução estrutural em alvenaria auto-portante tem sua aplicação com base na economia construtiva e na alta velocidade que se quer imprimir a construção. É lógico que essa concepção estrutural é limitada, quando da escolha dos materiais, quando do limite de carga transmitida as alvenarias e também das limitações em relação aos vãos de lajes apoiadas nos panos estruturais.

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A limitação dos materiais se deve em primeiro lugar a escolha dos tijolos que devem ser com dimensões mínimas de 14 x 19 x 39. Para seção dos tijolos é prudente que as espessuras de paredes das mesmas sejam superiores 1cm e que para cada lote de 3 milheiros, sejam ensaiados 10 unidades com resistência media superior a 6MPa. A resistência da alvenaria deve ser creditada não somente aos tijolos, e sim também a resistência da argamassa e critérios de assentamento da mesma, ou seja, as argamassas deverão ser misturadas no traço 1:5 com cimento e areia fina com espessura máxima de 2cm, tanto na cama horizontal como nas juntas verticais. As lajes só deverão apoiar nas alvenarias auto-portante após a secagem das argamassas, ou seja, pelo menos 48 horas após a execução. A título de informação, resultados práticos e de ensaios em laboratórios indicam que as alvenarias executadas com as recomendações citadas quanto ao chapisco com argamassa no traço 1:6 de cimento e areia grossa aumentam suas resistências em 30%.

Fig 27

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As limitações em relação as cargas de edificações executadas no sistema mural é limitada em relação ao número de pavimentos que os mesmos suportam, ou seja, em número de 04, ou seja, térreo acrescido de 03 pavimentos elevados. Essa limitação não se dá somente em relação as cargas, mas também em relação ao desaprumo construtivo que edificações com mais pavimentos exigem em relação a sua linearidade vertical, sendo necessário nessas situações a criação de pilares e cintas em concreto para suportar os esforços de flexão criados pelas excentricidades construtivas transformando o sistema de alvenaria estrutural para alvenaria armada, tornando inviável a solução, levando em consideração a economia. Em relação a limitação dos vãos de laje é em virtude de que, para grandes vãos de lajes provocam pequenas rotações nos apoios (alvenaria estrutural) sendo necessárias que as lajes tenham grandes inércias, pois sabemos que a rigidez “EJ” é inversamente proporcional as deformações. A rigidez EJ induz que a laje tenha grande espessura, ou melhor, maior consumo de material e conseqüentemente maiores custos ou então espessuras menores, com vigamentos e pilares nos interiores de apoio das alvenarias.

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A titulo de informação, uma laje para apresentar uma deformação satisfatória sem interferir na estrutura (alvenaria estrutural) deve ter uma espessura de: d ≥ ��e + 1cm, onde e ≥ ��2,2% de L, onde L é o menor vão de cada laje, o que normalmente acontece de atribuirmos o valor “d” para laje de maior vão e uniformizamos para toda obra.

L = 500cm e ≥ ��2,2% x 500 = 11cm d ≥ �e + 1cm = d ≥ �11 + 1cm = 12cm

Fig 28

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A título de informação, oriento a solução de edificações em alvenaria estrutural para construção em solos de média a boa resistência “conferida na sondagem” com solução em fundações corridas, já estudada no capítulo das fundações, e obedecendo todos os critérios construtivos, como seleção dos tijolos de embasamento, impermeabilização dos parâmetros das mesmas com execução do chapisco, reboco e emboço recomendados, evitando que águas dos solos percolados nas alvenarias deteriorem os tijolos com o tempo. Complementando o processo construtivo das alvenarias estruturais, recomendo com obediência total, a seqüência a baixo:

a) Fica terminantemente proibido a retirada das alvenarias; caso, extremo de necessidade, consultar o departamento técnico da empresa.

b) Deverá ser executado uma pintura com selador ou acrílica a cada 02

(dois) anos ou mesmo revisada os pontos deteriorados, protegendo a estrutura das intempéries.

c) É proibida a execução de poços artesianos curtos (sem atingir o

cristalino do solo), evitando o descalçamento das sapatas.

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d) Qualquer escavação para execução de reservatórios, piscinas,

cisternas, etc. não poderá ultrapassar a profundidade de assentamento das fundações (consultar o corpo técnico da empresa).

e) Qualquer tratamento do esgoto (fossa, sumidouros, valas de infiltração)

deverá ser consultado o projeto construtivo e orientado pelo corpo técnico.

f) Qualquer construção extra projeto na coberta será terminantemente

proibido, excetuando com o conhecimento do corpo técnico, registrado na Prefeitura e no CREA com ART correspondente.

g) Caso sejam criados novos pontos elétricos, eletrônicos ou hidráulicos

evitar cortes horizontais nas alvenarias, em virtude da perda de resistência da mesma. Como sugestão criar eletrodutos aparentes.

h) Não poderão ser criadas novas paredes, sobrecarregando as lajes com

cargas não previstas no projeto. Em função da evolução construtiva provocada pela necessidade de rapidez na conclusão da obra é prudente que os projetos estruturais além das plantas de forma e armação nos forneça uma paginação das alvenarias, visto que, o conhecimento dessas plantas originem um melhor controle de materiais e conseqüentemente economia, onde podemos quantificar todos os tijolos e suas peças de complementos para cada parede, eliminamos praticamente a zero o desperdício de materiais, tendo um total controle sobre a obra. (ver figura 29).

Fig 29

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PROJETOS ESTRUTURAIS (DETALHES CONSTRUTIVOS)

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Fig 41

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