TCE - Monografia

8/9/2019 TCE - Monografia

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Tecnologia da Construo de Edifcios

4 Ano 1 Semestre

Monografia

Sistemas porticados prefabricados em beto

Trabalho realizado por:

Ana Rita Barata 58828

Andr Graa 58761

David Gama 49133

Joo Marques 58722

Turma 8 Grupo 6

Dezembro de 2009


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Agradecimentos

A elaborao do presente trabalho no teria sido possvel sem a ajuda preciosa de diversas pessoas e entidades.

Expressamos os nossos mais sinceros agradecimentos Ricel, na pessoa do sr. lvaro Santos por toda a

disponibilidade e conhecimentos transmitidos, ao Eng Joo Neves na Secil-Prebeto, Eng Miguel Azevedo na

Pavicentro; ao prof. Julio Appleton e tambm Ana Lusa Soares Pereira da ANIPB pela disponibilidade e

documentaes facultadas.


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ndice de matrias

CAPTULO1INTRODUO...............................................................................................................................11

1.1ENQUADRAMENTOGERAL .......................................................................................................................................111.2OBJECTIVOSEMETODOLOGIAUTILIZADA ....................................................................................................................12

1.3ORGANIZAODAMONOGRAFIA .............................................................................................................................. 12

1.4REFERNCIAS ........................................................................................................................................................13

CAPTULO2PANORAMAACTUALEMPORTUGAL............................................................................................21

2.1REFERNCIAS ........................................................................................................................................................23

CAPTULO3SISTEMASPORTICADOSPREFABRICADOS.....................................................................................31

3.1SISTEMAESTRUTURAL............................................................................................................................................. 313.2ELEMENTOSESTRUTURAIS .......................................................................................................................................32

3.2.1Sapatas ......................................................................................................................................................32

3.2.2Pilares ........................................................................................................................................................32

3.2.3Vigas ..........................................................................................................................................................33

3.2.4Asnas/Vigasdelta .................................................................................................................................... 33

3.2.5Lajes........................................................................................................................................................... 34

3.3LIGAESESTRUTURAIS .......................................................................................................................................... 35

3.3.1Ligaopilarfundao .............................................................................................................................. 36

3.3.2Ligaopilarpilar ...................................................................................................................................... 37

3.3.3Ligaopilarviga ...................................................................................................................................... 39

3.3.4Ligaovigalaje...................................................................................................................................... 310

3.3.5Ligaolajelaje....................................................................................................................................... 311

3.4REFERNCIAS ......................................................................................................................................................312

CAPTULO4PROCESSOCONSTRUTIVO ............................................................................................................41

4.1FABRICAO .........................................................................................................................................................41

4.1.1Dimensionamento...................................................................................................................................... 414.1.1.1Regulamentos ........................................................................................................................................................ 41

4.1.1.1.1Eurocdigo ..................................................................................................................................................... 41

4.1.1.1.2Outrosregulamentos ..................................................................................................................................... 42

4.1.1.2Princpiosdeprojecto ............................................................................................................................................ 42

4.1.1.2.1Durabilidade ................................................................................................................................................... 44

4.1.2Produo....................................................................................................................................................44


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4.1.2.1Preparaoetransportedematriasprimas........................................................................................................ 44

4.1.2.2Fabrico ................................................................................................................................................................... 45

4.1.2.2.1Tipodeelementos.......................................................................................................................................... 45

4.1.2.2.2Armadura ....................................................................................................................................................... 46

4.1.2.2.3Moldes............................................................................................................................................................ 46

4.1.2.2.4Betonagemecompactao............................................................................................................................ 47

4.1.2.2.5Curadobeto................................................................................................................................................. 47

4.1.2.2.6Desmoldagem,manuseamento,transporteearmazenamentoemfbrica .................................................. 48

4.1.2.3Garantiadequalidade ........................................................................................................................................... 48

4.1.2.3.1Controlodequalidade.................................................................................................................................. 410

4.1.2.3.2Tolernciasdimensionais ............................................................................................................................. 410

4.2TRANSPORTE ......................................................................................................................................................411

4.2.1Armazenamentoemfbricaenoestaleiro..............................................................................................411

4.2.2Transporte ............................................................................................................................................... 412

4.2.2.1Capacidadedosmeiosdetransporte .................................................................................................................. 412

4.2.2.2Legislao ............................................................................................................................................................ 412

4.2.2.3ViasdeComunicao ........................................................................................................................................... 413

4.2.2.4Acessoaoestaleiro .............................................................................................................................................. 414

4.2.3Manuseamentoemestaleiro ................................................................................................................... 414

4.3MONTAGEM.......................................................................................................................................................414

4.3.1Equipamentodesuspensoesegurana................................................................................................. 415

4.3.2Manuseamentoemobra .........................................................................................................................415

4.3.3Montagem ............................................................................................................................................... 416

4.3.3.1Estruturaporticadacomvriospisos .................................................................................................................. 416

4.3.3.2Estruturaporticadacom1piso ........................................................................................................................... 419

4.3.4Inspecoeaceitaodotrabalho .......................................................................................................... 420

4.4REFERNCIAS ......................................................................................................................................................420

CAPTULO5CASODEESTUDO.........................................................................................................................51

5.1DIMENSIONAMENTOEPROCESSOCONSTRUTIVO .........................................................................................................52

5.1.1Dimensionamento...................................................................................................................................... 52

5.1.2Produodeelementosprefabricados ...................................................................................................... 535.1.2.1Produodoselementosparaaobraestudada .................................................................................................... 54

5.1.2.1.1Pilares ............................................................................................................................................................. 54

5.1.2.1.2Moldes............................................................................................................................................................ 54

5.1.2.1.3Armaduras...................................................................................................................................................... 55

5.1.2.1.4Betonagemecompactao............................................................................................................................ 55

5.1.2.1.5Curadobeto................................................................................................................................................. 55


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5.1.2.2Garantidadequalidade ......................................................................................................................................... 56

5.2TRANSPORTE ........................................................................................................................................................56

5.3MONTAGEM.........................................................................................................................................................57

5.4COMENTRIO .......................................................................................................................................................59

CAPTULO6VANTAGENSEDESVANTAGENSDAPREFABRICAO ...................................................................61

6.1VANTAGENSGERAIS ............................................................................................................................................... 61

6.2DESVANTAGENSGERAIS .......................................................................................................................................... 62

6.3CONSTRUOMETLICAVERSUSPREFABRICAO ........................................................................................................63

6.4CONSTRUOBETOINSITUVERSUSPREFABRICAO ............................................................................................... 64

6.5SUSTENTABILIDADE ................................................................................................................................................ 64

6.5.1Aspectosambientais.................................................................................................................................. 65

6.5.1.1Utilizaodematriasprimas ............................................................................................................................... 65

6.5.1.2Desperdcios .......................................................................................................................................................... 676.5.1.3Reciclagem............................................................................................................................................................. 67

6.5.1.4Eficinciaenergtica .............................................................................................................................................. 68

6.5.1.5Poluio ................................................................................................................................................................. 68

6.5.1.6Evoluodaprefabricaoaonveldasustentabilidadeambiental...................................................................... 68

6.5.2Aspectossociais .........................................................................................................................................69

6.5.3Ciclodevida............................................................................................................................................. 610

6.6REFERNCIAS ......................................................................................................................................................612

CAPTULO7CONCLUSO.................................................................................................................................71

ANEXOS ..................................................................................................................................................................


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ndice de figuras

Figura 2.1- Distribuio regional das empresas (Sede) [2.2].......................................................................................2-1

Figura 2.2- Distribuio das empresas por escales de pessoal ao servio [2.2].........................................................2-2

Figura 2.3- Distribuio das empresas segundo as vendas para o exterior [2.3] .........................................................2-2

Figura 3.1- Estrutura porticada com um piso [3.2]......................................................................................................3-1

Figura 3.2- Estrutura porticada com mltiplos pisos [3.2] ..........................................................................................3-1

Figura 3.3- Conector em clice....................................................................................................................................3-2

Figura 3.4- Pilar em conector [3.1].............................................................................................................................. 3-2

Figura 3.5- Pilares prefabricados correntes [3.1].........................................................................................................3-3

Figura 3 6- Bainhas do pilar [3.4]................................................................................................................................3-3

Figura 3.7- Asnaemfbrica [3.5]..................................................................................................................................3-4Figura 3.8- Laje [3.4] ................................................................................................................................................... 3-4

Figura 3.9- Laje [3.4] ................................................................................................................................................... 3-4

Figura 3.10- Situao a evitar [3.2] ............................................................................................................................. 3-6

Figura 3.11- Situao a evitar [3.4] ............................................................................................................................. 3-6

Figura 3.12- Ligao pilar-fundao [3.4]................................................................................................................... 3-6

Figura 3.13- Ligao pilar-pilar na zona de interseco com vigas [3.4] ....................................................................3-8

Figura 3.14- Ligao pilar-pilar na zona de interseco com vigas [3.4] ....................................................................3-8

Figura 3.15- Ligao pilar-pilar atravs de bainhas [3.4]............................................................................................3-8

Figura 3.16- Ligao pilar-pilar atravs de conectores [3.4]. ...................................................................................... 3-8

Figura 3.17- Esquema de ligao com sobreposio das armaduras [3.4] ..................................................................3-9

Figura 3.18- Esquema de ligao com pr-esforo [3.4] .............................................................................................3-9

Figura 3.19- Esquema de ligao com viga em U [3.4]............................................................................................. 3-10

Figura 3.20-Ligao no monoltica [3.1] .................................................................................................................3-10

Figura 3.21- Ligao laje viga, exemplo com banzos [3.4]....................................................................................3-11

Figura 3.22- Ligao laje viga, exemplo sem cachorros [3.4]................................................................................ 3-11

Figura 3.23- Ligao laje laje entre duas pr-lajes macias [3.4] ........................................................................... 3-11

Figura 4.1- Condies a que est sujeito um elemento prefabricado. ......................................................................... 4-3

Figura 4.2- Elemento coluna tolerncias dimensionais [4.6]..................................................................................4-11

Figura 4.3- Elemento coluna tolerncias dimensionais [4.6]..................................................................................4-11

Figura 4.4- Camio a transportar elemento prefabricado ..........................................................................................4-12

Figura 4.5- Pormenor de montagem por grua [4.19] .................................................................................................4-15

Figura 4.6- Suspenso de um elemento [4.19]........................................................................................................... 4-15


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Figura 4.7- Cuidados no manuseamento [4.20] ......................................................................................................... 4-16

Figura 4.8 Pilar na posio horizontal [4.19]..........................................................................................................4-17

Figura 4.9- Rotao do pilar [4.6]..............................................................................................................................4-17

Figura 4.10- Escoramento dos pilares [4.19]. ............................................................................................................4-18

Figura 4.11 Encurvadura dos pilares [4.6].............................................................................................................. 4-18

Figura 4.12 Colocao das vigas [4.19]..................................................................................................................4-18

Figura 4.13 Colocao dos painis de laje [4.19]. ..................................................................................................4-18

Figura 4.14- Sequncia de montagem [4.19] .............................................................................................................4-18

Figura 4.15 - Colocao de uma asna [4.19]. ............................................................................................................4-19

Figura 4.16 Estrutura porticada com 1 piso [4.19]. ................................................................................................ 4-19

Figura 4.17 - Sequncia construtiva tipo [4.19]........................................................................................................4-20

Figura 5.1- Aspecto exterior do edifcio aps demolies do interior e cobertura ...................................................... 5-2

Figura 5.2- Pilar excntrico..........................................................................................................................................5-2Figura 5.3- Pormenor das armaduras de ligao pilar-sapata......................................................................................5-2

Figura 5.4- Armazenamento de asnas..........................................................................................................................5-3

Figura 5.5- Armazenamento de platibandas ................................................................................................................5-3

Figura 5. 6- Desdobragem dos vares na base de um pilar .........................................................................................5-4

Figura 5.7- Molde em madeira para asnas ................................................................................................................... 5-5

Figura 5.8- Laboratrio de fbrica ............................................................................................................................... 5-6

Figura 5.9- Cubos para ensaio do beto.......................................................................................................................5-6

Figura 5.10- Colocao de pilares ............................................................................................................................... 5-7

Figura 5.11- Encaixe dos pilares nas sapatas............................................................................................................... 5-7

Figura 5.12- Cachorros virados para fora .................................................................................................................... 5-7

Figura 5.13- Ligao da platibanda ao pilar ................................................................................................................5-8

Figura 5.14- Colocao das asnas................................................................................................................................5-8

Figura 5.15- Ligao no monoltica...........................................................................................................................5-8

Figura 5.16- Asnas .......................................................................................................................................................5-8

Figura 7.1- Fbrica de prefabricados de beto [7.2] ....................................................................................................6-1

Figura 7.2- Edifcio com soluo estrutural mista (prefabricada/executada in situ).............................................6-10Figura 7.3- Soluo estrutural porticada prefabricada...............................................................................................6-10


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ndice de quadros

Quadro 3.1 - Comprimento de embutimento [3.7]. .....................................................................................................3-7

Quadro 4.1- Caractersticas-tipo dos moldes utilizados em prefabricao.................................................................. 4-7

Quadro 4.2- Peas transportveis tipo. ......................................................................................................................4-13

Quadro 7.1- Reduo do consume de beto (adaptado de [7.7]) .................................................................................6-4


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Durante os ltimos 10 a 20 anos os fabricantes promoveram as suas capacidades internas de projecto e refinaram o

seu produto de modo a alargar o uso dos sistemas de beto prefabricado como sistema estrutural. Como resultado,

tem-se verificado, em alguns pases, a minimizao do fosso entre a construo complexa e as limitaes do uso de

sistemas prefabricados nessas situaes. Engenheiros estruturais e arquitectos comeam agora a apreciar os

benefcios do seu uso [1.4].

1.2 Objectivos e metodologia utilizada

O objectivo desta monografia foi a anlise da utilizao de sistemas porticados prefabricados na construo.

Assim, foram abordadas as temticas mais importantes para a sua utilizao, tais como: o processo de fabricao das

peas, o transporte e a montagem. Desta forma foi possvel analisar, todo o seu processo construtivo de maneira a

descrev-lo e tirar ilaes acerca das capacidades deste processo. Para este estudo, recorreu-se a investigao

bibliogrfica e ao contacto directo com o processo, nomeadamente, com a introduo de um caso de estudo.

Procedeu-se tambm a entrevistas a agentes ligados ao sector.

Esta monografia teve ainda como objectivo evidenciar as vantagens e desvantagens deste tipo de construo,

focando-se num parmetro que nos tempos actuais se considera de maior importncia, a sustentabilidade. Para esta

anlise, recorreu-se novamente a estudo bibliogrfico, conjuntamente com a interpretao dos resultados obtidos na

investigao do processo construtivo.

1.3 Organizao da monografia

A monografia encontra-se organizada em sete captulos.

No presente captulo introduz-se o tema aprofundado procurando enquadr-lo no contexto da Engenharia.

Apresentam-se ainda os objectivos a alcanar e a metodologia utilizada.

No segundo captulo apresentando o panorama actual em Portugal da prefabricao, procurando descrever as

empresas envolvidas no sector, nomeadamente em termos de distribuio espacial, dimenso e morfologia.

No terceiro captulo sodescritos os sistemas porticados prefabricados atravs da apresentao do sistema estrutural

porticado. So descritos os elementos estruturais que o constituem, concretizando com os utilizados correntemente

em Portugal. Por fim, so analisados os tipos de ligaes necessrias a executar para construo destes sistemas.

No quarto captulo apresentada a tecnologia da construo destes sistemas. Inicia-se com a sua fabricao, ,

passando pelo transporte e, por fim, terminando com a montagem.


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O quinto captulo analisa um caso de estudo de sistema porticado prefabricado em Portugal. Descrevem-se as

semelhanas e diferenas em relao ao captulo anterior e as dificuldades e ganhos sentidos na sua execuo.

O sexto captulo, central aps a anlise deste tipo de soluo, analisa as vantagens e desvantagens gerais do processo

e compara com os principais concorrentes beto in situe estruturas metlicas relativamente aos campos de

aplicao. Conclui-se, dentro do mesmo esprito, com a anlise da temtica sustentabilidade.

Por fim, no stimo captulo apresentam-se as concluses mais relevantes e os modos de interveno para que possa

existir uma evoluo das estruturas porticadas prefabricadas no mbito da construo.

1.4 Referncias

[1.1] L.K. Viero, Industrializao da Construo Civil. Pr-fabricados em Concreto, Trabalho de concluso de

curso em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria (Brasil), 2008.

[1.2] J.B. Viegas, Perspectivas da Prefabricao. Influncia de novos materiais e tecnologias., Seminrio da

ANIPC Construo em Beto um desafio para o futuro , 2006.

[1.3] A.M. Couto, J.P. Couto, Os benefcios ambientais e a racionalizao do efeito de aprendizagem na indstria da

pr-fabricao, 3 Congresso Nacional de Construo, Coimbra (Portugal), 2007.

[1.4] S. Hughes, B. Crisp, Structural precast concrete Skeletal frame structures, 2002.


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Captulo 2 Panorama actual em PortugalDescrever o panorama actual da indstria nacional de produtos em beto, segundo [2.1], no tarefa fcil. A

informao estatstica e documental escassa, o que impede uma avaliao consistente dos diversos factores crticos,

que influenciam o comportamento do mercado.

A indstria de prefabricao em beto abrange actividades de fabricao de produtos acabados para construo e

obras pblicas, que se podem classificar em trs grandes grupos: (i) produtos para a construo de edifcios, (ii)

produtos para a engenharia civil e (iii) produtos para aplicaes especficas.

De acordo com [2.2], em 2005, havia 360 empresas no primeiro grupo em Portugal. Apesar de no haver preciso em

relao ao desenvolvimento real do sector, por evidncias observadas durante a realizao do estudo sectorial

desenvolvido pela ANIPB (Associao Nacional dos Industriais de Prefabricao em Beto) pode dizer-se, embora

com alguma prudncia, que existem no sector menos de 360 empresas especializadas. Uma justificao plausvel

para este facto o perodo de conjuntura desfavorvel que o sector tem vindo a atravessar recentemente.

As empresas especializadas em produtos acabados de beto distribuem-se, em Portugal, principalmente ao longo da

faixa litoral entre Braga e Setbal. Como se pode ver na figura 2.1, 71% das empresas sedeadas nas regies Norte e

Centro.

Figura 2.1- Distribuio regional das empresas (Sede) [2.2].

As empresas tendem a fixar as suas unidades produtivas junto aos centros de consumo devido aos peso e volume de

produtos prefabricados implicarem transporte a custo elevado. O mesmo fenmeno pode ser observado na Europa,

onde o tringulo Blgica, Holanda e Alemanha se encontra muito mais desenvolvido do que o sul de Frana,

Espanha e Portugal. O facto de a construo ter de parar no inverno fez evoluir a prefabricao na Europa

setentrional. Portugal representa 3,1% das empresas contabilizadas na UE27, 1,5% do volume de negcios e 2,4% do

pessoal empregado.


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As empresas portuguesas so caracteristicamente de pequena dimenso, com fraco contedo tecnolgico, operando

escala local ou regional. As nicas trocas com o exterior so efectuadas com Espanha, mas as importaes tm mais

importncia que as exportaes. Veja-se na figura 2.2 o forte peso das micro e pequenas empresas e na figura 2.3 o

nvel de exportao dessas mesmas empresas.

Figura 2.2- Distribuio das empresas por escales de pessoal ao servio [2.2]

Figura 2.3- Distribuio das empresas segundo as vendas para o exterior [2.3]

Nas empresas portuguesas h falta de mo-de-obra qualificada e uma medocre capacidade de planeamento e gesto

de projectos. Tudo isto afecta negativamente a produtividade do sector bem como a introduo de novas tecnologias,

nomeadamente a estandardizao.

O mercado relevante da indstria da prefabricao o sector nacional da construo civil e obras pblicas. Ao longo

das ltimas dcadas esse sector foi evoluindo graas ao investimento em infra-estruturas e ao financiamento dos

fundos estruturais da EU. Apesar de o sector ter baixado a actividade entre 2003 e 2006, em 2007 houve uma retoma

das obras pblicas e prdios no habitacionais.

Neste sector no h custos acrescidos por se trocar de fabricante o que d poder negocial aos clientes. Estes escolhem

a construo em prefabricado ou a construo tradicional em funo da natureza da obra. A qualificao mais

importante das empresas , ento, a capacidade de adaptao s necessidades dos seus clientes em conjunto com

produtos de alto desempenho e qualidade.


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2.1 Referncias

[2.1] ANIPB Associao Nacional dos Industriais de Prefabricao em Beto, A indstria de prefabricao em

beto em Portugal, estudo sectorial, Maro 2008.

[2.2] FGUE Ficheiro Geral de Unidades Estatsticas (dados de 2005), INE InstitutoNacional de Estatstica.

[2.3] Inqurito Tecninvest para a ANIPB, 2008.


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Captulo 3 Sistemas porticados prefabricados3.1 Sistema estrutural

Os edifcios em beto prefabricado so compostos por vrios tipos de sistemas estruturais bsicos, onde os princpios

de projecto so semelhantes [3.1]. Os tipos mais correntes de sistemas so:

Sistemas de viga e pilar elementos lineares; Sistemas de laje e cobertura elementos laminares; Sistemas de fundao elementos tridimensionais;

Deste modo, podem combinar-se, de forma a obter um comportamento apropriado e efectivo que cumpra osrequisitos especficos de cada edifcio [3.2]. Segundo [3.1], uma das combinaes destes sistemas denomina-se por

estruturas porticadas, que se caracterizamda seguinte forma:

Estruturas compostas por elementos lineares (vigas e pilares) conectadas entre si atravs de ligaes monolticas ou

no monolticas, constituindo a base da estrutura. Podem ser constitudas apenas pelos elementos lineares, em

estruturas de apenas um piso (figura 3.1), bem como com a adio de elementos laminares (lajes), em estruturas com

mltiplos pisos (figura 3.2). Os elementos lineares, neste caso os pilares, ligam-se aos sistemas de fundao para

assegurar a transferncia das cargas do prtico ao substrato em que assenta. Cada tipo de sistema montado no local ,

com o objectivo de se interligar com os adjacentes.

Figura 3.1- Estrutura porticada com um piso [3.2] Figura 3.2- Estrutura porticada com mltiplos

pisos [3.2]


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3.2 Elementos Estruturais

Os elementos estruturais constituintes das estruturas porticadas so sapatas, pilares, vigas, asnas e lajes. Apresentam-

se, de seguida, diversas solues mais correntes, existentes para os vrios elementos pr-fabricados.

3.2.1 Sapatas

As sapatas so os elementos prefabricados com menor expresso em Portugal. Este facto deve-se ao seu elevado

peso que dificulta o seu transporte e montagem. A gama de sapatas existentes de pequena dimenso(figura 3.3),

sendoa sua grande maioriacomposta por uma base, ligada a um conector em clice(figura 3.4). Encontra-se no anexo

A.1 um catlogo-tipo deste produto.

Figura 3.3- Conector em clice[3.1].. Figura 3.4- Pilar em conector[3.1].

3.2.2 Pilares

Os pilares so os principais elementos resistentes s foras verticais em estruturas porticadas. Tipicamente so

fabricados com seco rectangular ou circular. Relativamente ao comprimento, devido a constrangimentos de

elevao em obra, o limite mximo de 12 a 18 m na Europa e 25 a 30 m nos EUA [3.3]. Quando fabricados usual

utilizar o mximo comprimento possvel, para o espao existente em obra, uma vez que assim diminudo o nmero

de ligaes a realizar [3.4]. Actualmente, a maioria dos pilares utilizados (figura 3.5) contm consolas curtas

(cachorros) de beto, para o suporte dos elementos que a eles se ligam (em alternativa refere-se a utilizao de

cantoneira metlicas, opo cada em desuso). No topo dos pilares, quando existe a necessidade de uma continuidade

com novo troo de pilar, so deixadas armaduras de espera para permitir a ligao com as bainhas dos pilares

superiores (figura 3.6).


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Figura 3.5- Pilares prefabricados correntes [3.1] Figura 3 6- Bainhas do pilar [3.4]

Segundo [3.3], o limite para a relao comprimento/dimetro dos pilares de 50:1, sendo indesejvel a utilizao de

pilares com 40:1, por motivos de elevao a partir do molde. A mnima dimenso da seco condicionada

geralmente pelo tamanho do conector pilar/viga. No existe limite terico para as mximas dimenses, sendo que

600x1200 mm tem sido o mximo praticado. Encontra-se no anexo A.2, um catlogo-tipo em relao escolha de

pilares existentes no mercado em Portugal.

3.2.3 Vigas

As vigas so os elementos que transferem as cargas provenientes das lajes para os pilares. Correntemente, paragarantir um comportamento monoltico, a parte superior da viga betonada in situjuntamente com a camada de

compresso da laje [3.4]. Deste modo, as pr-vigas existentes no mercado tm a parte superior incompleta, com o

beto rugoso, de modo a garantir a aderncia na interface.Encontra-se no anexo A.3, um catlogo-tipo em relao

escolha de vigas existentes no mercado em Portugal.

3.2.4 Asnas / Vigas delta

Em estruturas industriais de apenas 1 piso, existe a necessidade de vencer grandes vos. Neste sentido, a soluo

prefabricada existente a colocao de asnas (figura 3.7).Encontra-se no anexoA.4, um catlogo-tipo referente a estapea.


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Figura 3.7- Asnaem unidade de produo [3.5]

3.2.5 Lajes

Relativamente s lajes, so constitudas por painis. Dos mais correntes referem-se os de laje alveolar e pr-laje. Os

pavimentos de laje alveolar so compostos por pranchas autoportantes prefabricadas dispostas lado a lado. Os

alvolos so moldados longitudinalmente durante o processo construtivo e a nica armadura so fios pr-tensionados

dispostos nessa mesma direco. Deste modo tm um comportamento unidireccional. Este tipo de laje vence vos at

20 m variando as suas espessuras entre 0.12 a 0.8 m. O seu comportamento solidarizado em obra, por uma camada

de beto armada de 0,05 m de espessura [3.5]. Devido existncia de alvolos reduzido o peso prprio e

melhorado o comportamento trmico.

Figura 3.8- Laje [3.4] Figura 3.9- Laje [3.4]


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Os painis de pr-laje so painis de cofragem colaborante em beto armado e pr-esforado. Para sua execuo

existe a necessidade de betonagem in situ da restante altura da laje, visto que este tipo de painis tem apenas

0.05 a 0.10 m de espessura. Deste modo, este tipo de soluo tem o comportamento bastante prximo das lajes

tradicionais, totalmente betonadas in situ, tendo um comportamento bidireccional caso as pr-lajes estejam

armadas nas duas direces. Este tipo de soluo permite vos no escorados at 4.5 m. Devido sua pequena

espessura, tm grandes vantagens de manuseamento. Encontra-se no anexo A.5 um catlogo-tipo referente a esta

pea.

De notar que apenas se referem neste captulo solues, com capacidade de diafragma, pois mbito da obra as

solues porticadas prefabricadas que possam competir com as tradicionais, na maior parte do territrio nacional.

3.3 Ligaes estruturais

Uma ligao estrutural consiste em vrios elementos que interagem entre si quando a ligao posta em carga [3.2].Para as estruturas porticadas prefabricadas as ligaes podem classificar-se de:

Ligao pilar-fundao entre extremidades inferiores dos pilares e as fundaes; Ligao pilar-pilar entre troos de pilar, geralmente a meia altura; Ligao pilar-viga entre extremidades de vigas e pilares, nos ns; Ligao viga-laje entre bordos das lajes e as vigas; Ligao laje-laje entre os painis de laje.

Para estas ligaes, as exigncias gerais de concepo e dimensionamento so: estandardizao, simplicidade,

resistncia mecnica, ductilidade, resistncia ao fogo, durabilidade e esttica [3.2]. Acrescenta [3.5] a necessidade de

estabilidade e equilbrio.

Por facilidade de execuo, as extremidades das peas prefabricadas so os locais bvios, para a colocao das

ligaes. Porm, estas zonas coincidem, geralmente, com as zonas de maiores esforos, em particular para as aces

horizontais. Por outro lado, sob o ponto de vista estrutural, a melhor localizao para as ligaes so as zonas

localizadas a meia altura dos pilares e a um quarto de vo das vigas, o que regra geral dificulta a execuo dessas

ligaes, tornando maior a complexidade das peas [3.4]. Outro aspecto a considerar o nmero de ligaes a

realizar em obra. Este detalhe de extrema importncia uma vez que caso se considere a minimizao das ligaes,atravs de peas de grande dimenso, aumenta-se a rapidez de execuo - grande vantagem deste tipo de soluo - ,

porm aumenta-se a complexidade de suspenso das peas, e at em casos extremos, inviabiliza-se a soluo. Deste

modo, o projectista ter de procurar um compromisso entre estas condicionantes, sendo imprescindvel que tome

contacto com o local de realizao da obra. Torna-se assim o seu dimensionamento um desafio pois um descuide em


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relao as estas questes poder tornar uma soluo, partida com grandes vantagens, numa soluo medocre sob o

ponto de vista de execuo.

Segundo [3.2, 3.4] existe ainda um leque de questes, de extrema importncia. Assim refere-se o uso de conexes

no susceptveis a danos no manuseamento, o evitar que existam vares de espera em duas direces, pois a sua

colocao em obra torna-se impossvel e a no existncia de elementos segundo um ngulo inclinado, para que o

elemento seja colocado na posio final de forma simples. Evitam-se assim as situaes exemplificadas nas figuras

3.10 e 3.11.

Figura 3.10- Situao a evitar [3.2] Figura 3.11- Situao a evitar [3.4]

3.3.1 Ligao pilar-fundao

Dos tipos de ligao pilar-fundao, a que recebe, por larga escala, maior receptividade a ligao por meio de

clice (figura 3.12). O motivo prende-se pela facilidade de execuo, propiciando maiores ajustes quanto a

imprecises de montagem, no necessitando de proteco especial contra agentes agressivos [3.4].

Figura 3.12- Ligao pilar-fundao [3.4]


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Este tipo de ligao apresenta boa capacidade de transmisso de esforos de compresso e momentos flectores

apresentando um comportamento muito prximo do monoltico. Por outro lado, tem a desvantagem de caso a sapata

ou macio de encabeamento serem executados in situ, a fundao torna-se mais trabalhosa de executar. Este

aspecto no se coloca na utilizao de sapatas prefabricadas.

A ligao por meio de clice executada por meio de um embutimento da base do pilar no encaixe conformado, no

elemento de ligao. Aps colocar o pilar, preenchido o espao entre o pilar e o clice com beto ou grout. Para

nivelamento do pilar e a locao da sapata, recorre-se a mecanismos de centralizao. A fixao temporria e o

prumo so feitos, em geral, por meio de cunhas de madeira que se retiram aps presa do material de preenchimento

[3.6]. No quadro3.1 so referidas as dimenses a considerar para o comprimento de embutimento, tendo em conta a

aspereza da superfcie (lisa ou rugosa) e a relao entre o momento e esforo normal actuante.

Quadro3.1- Comprimento de embutimento [3.7].

Paredes Md/Nd.h < 0.15 Md/Nd.h > 2.00

Lisa 1,50h 2,00h

Rugosa 1,20h 1,60h

h mxima dimenso da seco do pilar

Outros tipos de ligaes, menos correntes, so referidos em [3.4]. A sua menor utilizao deve-se:(i) para utilizao

de chapas metlicas, a problemas de inferior capacidade de ajuste s imperfeies geomtricas exigindo maior

cuidado na fabricao dos pilares e exigncia de pormenores metlicos (de difcil execuo em obra) e (ii) para a

ligao atravs de bainhas, a necessidade de escoramento e de preciso na colocao dos vares de espera.

3.3.2 Ligao pilar-pilar

A ligao pilar-pilar pode-se efectuar na zona de ligao com as vigas, ou a meia altura entre pisos. A razo destas

localizaes prende-se, respectivamente, com a minimizao das ligaes a realizar e minimizao dos esforos a

que a ligao est sujeita. Nas figuras 3.13 e 3.14 observa-se dois tipos de ligaes na zona de interseco com as

vigas, as quais permitem um comportamento rgido da ligao.


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Figura 3.13- Ligao pilar-pilar na zona de interseco

com vigas [3.4]

Figura 3.14- Ligao pilar-pilar na zona de interseco

com vigas [3.4]

Ambas so semelhantes, porm na primeira, a armadura de espera do pilar inferior insere-se nas bainhas do pilar

superior, sendo posteriormente preenchidas por grout. Por outro lado, na segunda, a ligao ao pilar superior

executada com recurso a uma chapa metlica na base deste. Estas solues tm a particularidade de, caso seja

necessrio, permitir uma continuidade da viga na ligao. A ligao pilar-pilar fora da zona referida consiste na

ligao atravs de bainhas (figura 3.15), como a referida anteriormente, ou, atravs da continuidade de armaduras,

garantida atravs de conectores que se enroscam armadurados pilares (figura 3.16). O espao preenchido com

grout [3.4].

Figura 3.15- Ligao pilar-pilar atravs de bainhas

[3.4].

Figura 3.16- Ligao pilar-pilar atravs de conectores

[3.4].


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3.3.3 Ligao pilar-viga

A ligao pilar-viga uma ligao fulcral para o bom funcionamento da estrutura. Em zonas ssmicas toma especial

importncia, uma vez que dela depende a capacidade de dissipar energia nos sistemas porticados [3.4].

Numa estrutura porticada esta ligao responsvel pela rigidez da estrutura a aces horizontais, sendo necessria

uma ligao rgida, para permitir a transmisso de momentos. Esta, envolve a betonagem do n de ligao pilar-viga.

Note-se que muito possivelmente este n ir coincidir com ligaes viga-viga ou pilar-pilar.

A utilizao de cachorros prtica corrente, podendo ser parte integrante da geometria do pilar (em beto) ou

metlicos. No caso de serem metlicos podem tratar-se de definitivos ou provisrios. Segundo [3.8], estas consolas

devem garantir um apoio mnimo de 10 cm de comprimento.

As superfcies que iro entrar em contacto com o beto moldado in situdevem ser rugosas, de modo a aumentar a

aderncia.

A sobreposio de vrios tipos de ligaes pode levar ao congestionamento de armaduras no n sendo as solues

to variadas, como as combinaes possveis

Como se pode verificar nas figuras3.17 e 3.18, uma ligao com recurso a pr-esforo reduz a quantidade de

armadura no n, embora requeira uma viga com geometria especial.Na figura 3.19 tem-se um exemplo em que a viga

tem uma seco em U, o que permite a continuidade das armaduras inferiores.

Figura 3.17- Esquema de ligao com sobreposio dasarmaduras [3.4]

Figura 3.18- Esquema de ligao com pr-esforo [3.4]


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Figura 3.19- Esquema de ligao com viga em U [3.4]

Uma ligao no monoltica permite uma montagem mais simples e expedita, colocando-se uma placa de neoprene

para permitir a rotao e um varo de ao para fixar a viga (figura 3.20).Esta ligao implica que o nico elemento

que transmite foras horizontais entre a viga e o pilar o varo. Derivado a isto, esta soluo no apresenta um bom

comportamento ssmico.

Figura 3.20-Ligao nomonoltica [3.1]

3.3.4 Ligao viga-laje

A ligao viga laje no necessariamente uma ligao monoltica, sendo no entanto,aconselhvel recorrer a

solues que envolvam a betonagem local da ligao, em zonas ssmicas.

A superfcie de contacto entre a pr-lage e a viga deve ser rugosa, de modo a proporcionar uma melhor aderncia aobeto colocado in situ.

A utilizao de banzos na viga (figura 3.21), para apoiar as pr-lajes, facilita a fase construtiva uma vez que evita os

escoramentos provisrios (figura 3.22). No entanto algo opcional, que pode ser preterido por outra soluo, devido

a condicionantes estticas ou mesmo econmicas.


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Figura 3.21-Ligao laje viga, exemplo com banzos

[3.4]

Figura 3.22- Ligao laje viga, exemplo sem cachorros

[3.4]

3.3.5 Ligao laje-laje

H duas ligaes a analisar neste caso. Em qualquer dos casos a ligao inclui uma camada de compresso de beto

com uma malhasol, para controlar a fendilhao por retraco do beto.

As ligaes de topo esto associadas a bandas de lajes apoiadas em vigas, que de outro modo seriam equivalentes em

termos de modelo de clculo, a vrios troos simplesmente apoiados. Esta ligao permite a continuidade no apoio

originando um modelo de clculo com um nico troo.

As ligaes laterais dependem da laje adoptada e resistem maioritariamente ao corte. Estas ligaes so vitais para

assegurar que as deformaes diferenciais entre duas lajes adjacentes sejam desprezveis.

A figura 3.23 ilustra um caso com pr-lajes macias, em que a sobreposio das armaduras de ligao dos painis

permite tambm a continuidade de flexo obtendo-se assim um comportamento bidireccional da laje. A reduo dobrao visvel na figura compensada pela existncia do dobro da armadura na seco.

Noutros casos, como por exemplo as lajes alveolares, deve-se assegurar uma superfcie rugosa para maximizar a

aderncia ao beto ou argamassa que ir preencher as juntas.

Figura 3.23- Ligao laje laje entre duas pr-lajes macias [3.4].


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3.4 Referncias

[3.1] L.K. Viero, Industrializao da Construo Civil. Pr-fabricados em Concreto, Trabalho de concluso de

curso em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria (Brasil), 2008.

[3.2]FIB Fdration Internationale du Bton, Structural connections for precast concrete buildings, bulletin 43,

Lausanne (Suia), 2008.

[3.3]K. S. Elliot, Precast Concrete Structures, Butterworth Heinemann, Oxford, 2002.

[3.4]E. G. Albarran, Construo com Elementos Pr-fabricados em Beto Armado, Dissertao de Mestrado de

Bolonha em Eng. Civil, Instituto Superior Tcnico, 2008.

[3.5] Site do fabricante Concast: www.concast.ie (visitado em 18/11/09).

[3.5] A. F. Shaikh, P. E Chairperson, PCI design handbook Precast and prestressed concrete, Raths & Johnson.Inc., U.S.A, 1999.

[3.6] E. B. Ebeling, Anlise da base de pilares pr-moldados na ligao com clice de fundao, Dissertao de

Mestrado em Eng. Estruturas, Escola de Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo, So Carlos, 2006.

[3.7] M. K. El Debs, Concreto pr-moldado fundamentos e aplicaes, EESC-USP, 2ed., 2000.

[3.8] A. Silva, Ligaes entre elementos pr-fabricados em beto, Dissertao para a obteno do grau de mestre

em engenharia de estruturas, Abril 1998.


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Captulo 4 Processo construtivoO processo construtivo de sistemas porticados prefabricados em beto, pode ser, em traos gerais, descrito segundo o

seguinte esquema:

1. Dimensionamento2. Produo dos elementosprefabricados3. Transporte4. Montagem

4.1 Fabricao

4.1.1 Dimensionamento

Estando fora do mbito deste texto uma abordagem aprofundadarelativa ao projecto e dimensionamento de sistemas

porticados prefabricados em beto, pela sua especificidadeconsidera-se relevante descrever quais as normas vigentes

em territrio nacional e, tambm, quais os princpios base que regem o dimensionamento de sistemas porticados

prefabricados.

Dada a a importncia das ligaes entre elementos neste tipo de construo, questes relacionadas com o projecto e

dimensionamento destas foram j tratadas em captulo prprio (captulo 3.3).

4.1.1.1 Regulamentos

Com a entrada em vigor definitiva dos Eurocdigos (EC), em meados de 2010, no faz sentido referir a

regulamentao especfica nacional, nomeadamente o Regulamento de Estruturas de Beto Armadas e Pr-

esforadas (REBAP) e o Regulamento de Segurana e Aces em Estruturas de Edifcios e Pontes (RSA), ainda

em regime de convivncia com a regulamentao base europeia e que, relativamente a estruturas porticadas

prefabricadas, omissa[4.1]. Neste contexto, ao longo do presente estudo sero apenas consideradas as normas

europeias, que se apliquem a esta matria.

4.1.1.1.1 Eurocdigo

O dimensionamento de sistemas porticados prefabricados obedece s mesmas regras impostas para estruturas

moldadas in situ, i.e. ao EC1, que define as aces em estruturas[4.2], ao EC2, relativo ao projecto de estruturas


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em beto[4.3], bem como, em larga fatia do territrio nacional, ao EC8[4.4], referente ao projecto de estruturas em

regies ssmicas.

No EC2: Parte 1-1, seco 10 [4.3] so definidos os elementos especficos a ter em conta, relativos ao projecto de

estruturas prefabricadas em beto armado e pr-esforado. No EC8: Parte 1, Seco 5.11 so dispostos os para

estruturas sujeitas aco ssmica[4.4].

4.1.1.1.2 Outros regulamentos

Nos EUA a entidade reguladora para a prefabricao em beto armado e pr-esforado dispe de normas e

recomendaes bastante mais descritivas e abrangentes, relativamente s que sero aplicadas em solo europeu,

atravs dos EC.

de referir o documento regulamentar ACI 550R-96 Design Recommendations for Precast Concrete Structures

[4.5], composto por recomendaes de carcter geral e que remete as questes de pormenor para o PCI DesignHandbook[4.6]. Assim, julga-se ser do interesse de todos os intervenientes na indstria da construo prefabricada,

a sua consulta informativa.

4.1.1.2 Princpios de projecto

O dimensionamento de estruturas recorrendo a elementos prefabricados possui caractersticas bastante distintas das

estruturas moldadas in situ. Sendo a industrializao um processo produtivo repetitivo, o dimensionamento de

estruturas baseadas em elementos prefabricados deve, portanto, ter em ateno as especificidades prprias inerentes

ao factor industrial da prefabricao.

De maneira a garantir a eficincia do processo industrial, devem ser tidos em conta os seguintes aspectos, no

dimensionamento das estruturas[4.7]:

Estandardizao, atravs da definio de elementos estruturais tipo, i.e. com caractersticas geomtricas eresistncias semelhantes;

Nmero de tipos diferentes de elementos dever ser minimizado; Optimizao de cadasoluo. Em geral, o custo ser reduzido com o aumento da dimenso mxima do

elemento;

Modularidade das peas. A unidade base aceite a nvel internacional definida por M (mdulonormalizado), de valor 100mm. A coordenao dimensional modular envolve a definio de dimenses

modulares (mltiplas ou sub-mltiplas de uma medida padro) dos distintos elementos da estrutura.

Dimenses e peso prprio dos elementos mximos, condicionados pelo transporte das peas.


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No que se refere prescrio de parmetros intrnsecos mistura de beto boa prtica que seja o produtor a decidir

sobre esta questo[4.8]. Este tem a experincia necessria para determinar qual a mistura de beto mais adequada, no

sentido de corresponder s necessidades especficas de cada elemento estrutural.

Os elementos prefabricados devero tambm ser dimensionados para as cargas que ocorrem em cada fase da sua

existncia[4.6]. assim necessrio considerar,outro tipo de aces e factores prprios deste tipo de construo e

resultantes das condies de produo, transporte, elevao e montagem (figura 4.1), bem como, relativamente s

condies de execuo in situ das ligaes. Note-se que a aco do peso prprio nestas situaes, no

usualmente condicionante na verificao aos estados limites ltimos, mesmo em pilares, que so dimensionados para

resistir flexo. No entanto deve ser tomada especial ateno verificao aos estados limites de utilizao, que no

deve ser condicionada pelos factores referidos. O dimensionamento das peas e a posio dos encaixes para elevao

deve ser efectuado, de maneira a no ser ultrapassado em nenhuma altura do processo construtivo, em nenhuma

seco, o momento de fendilhao.

Relativamente a esta matria, remete-se para a consulta de[4.6], onde explicado em detalhe o procedimento atomar, de maneira a considerar os factores referidos, no dimensionamento dos elementos prefabricados.

Figura 4.1- Condies a que est sujeito um elemento prefabricado.

Dadas as especificidades referidas, em Portugal usual serem os fabricantes a efectuar o projecto de estruturas. Este

tipo de construo est habitualmente ligado a edifcios industriais, onde as empresas de prefabricao tm

frequentemente solues estudadas. No entanto cada caso um caso e no existem impeditivos realizao do


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projecto de estruturas por parte de gabinetes externos indstria. Esta , alis, uma situao frequente noutros pases,

onde a prefabricao se encontra bastante difundida.

De referir ainda, dentro da realidade das pequenas empresas nacionais, a desactualizao muitas vezes existente no

que respeita s regras de dimensionamento. Esta situao provm da repetio de procedimentos de projecto

institudos ao longo de muitos anos, onde o tipo de elementos sempre o mesmo.

4.1.1.2.1 Durabilidade

Est previsto, no EC2, a diminuio em uma classe de exposio ambiental, quando exista uma Garantia especial de

controlo da qualidade da produo do beto[4.3]. Este aspecto afecta directamente o recobrimento mnimo num

elemento de beto armado.

Relativamente a esta questo, julga-se ser necessria alguma cautela, pois embora estejam criadas todas as

condies, para que de facto exista uma qualidade superior a este nvel dos elementos prefabricados, segundoagentes entrevistados, ligados indstria, a realidade nem sempre essa.

4.1.2 Produo

O processo de fabrico de elementos prefabricados descrito de uma forma bastante consensual por vrios autores.

Pretendendo este trabalho ser uma base para a compreenso das vantagens e desvantagens da prefabricao e sendo

ampla a bibliografia existente (predominantemente norte-americana), sobre as especificidades de produo, no cabe

aqui descrever em detalhe este processo, referindo-se apenas os processos-base necessrios compreenso, da sua

lgica de funcionamento.

4.1.2.1 Preparao e transporte de matrias-primas

Na produo de elementos prefabricados o tipo de materiais utilizados (i.e. ao e beto), no difere muito daqueles

utilizados na tradicional construo in situ. As principais diferenas residem na composio do beto, onde,

devido ao carcter industrial da prefabricao, so muitas vezes introduzidos adjuvantes, como aceleradores de presa,

de endurecimento, plastificantes, entre outros.

Na fase de preparao dos materiais, distinguem-se basicamente trs reas distintas: (i) locais de armazenamento dasmatrias-primas destinadas mistura de beto, i.e. agregados (espaos distintos para areias, brita, etc.) e cimento

(silos), (ii) central de betonagem e (iii) local destinado ao corte, dobragem, montagem e armazenamento das

armaduras.

Nos dias de hoje, a mistura de beto sempre feita automaticamente, sendo controladas as propores de gua e

matrias-primas a utilizar, por meio de programa automtico, adaptvel mistura pretendida pelo fabricante. O


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transporte do beto normalmente feito por mangas mecanizadas, chegando directamente linha de montagem.

Podem tambm ser usadas gruas ou tractores para o transporte do beto, sendo no entanto opes a cair em desuso.

As armaduras ordinrias so montadas em local prprio, sendo depois transportadas por meios mecnicos at aos

moldes.

Os cabos de pr-esforo so armazenados em bobines, sendo no caso das vigas de inrcia constante, colocados na

linha de montagem e pr-tensionados. No caso das vigas delta, podem ser pr ou ps-tensionados.

4.1.2.2 Fabrico

No processo de fabrico devem ser tidos em conta os seguintes factores:

Tipo de elemento a prefabricar, sua configurao e geometria Tipo de armadura (ordinria ou pr-esforo) Quantidade de elementos da srie

4.1.2.2.1 Tipo de elementos

Peas lineares, de seco no varivel

O fabrico deste tipo de peas segue o denominado fabrico fixo ou estacionrio. Este caracteriza-se por ser em srie,

constituindo os moldes a prpria mesa de fabrico. As mesas podem ou no ser vibratrias. A desmoldagem depende

do tipo de produo seguida, distinguindo-se trs categorias:

1. Fabrico por elevao, onde as paredes laterais dos moldes se separam e a desmoldagem dos elementos seexecuta por elevao. Os moldes esto em posio horizontal;

2. Fabrico por compactao, onde a desmoldagem efectuada por compactao dos moldes e posio vertical;3. Fabrico em srie, segundo moldes verticais, onde a desmoldagem realizada por separao sucessiva das

paredes.

A betonagem com os moldes em posio vertical a soluo menos recorrente, j que a compactao do beto

mais facilitada no primeiro caso.


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Asnas / vigas delta

O fabrico destas peas feito com recurso a moldes, especificos para o efeito. Cada molde constituido por

vrias peas de largura e inclinao constante, variando apenas a altura. Atravs do encaixe das peas entre si (desde

a pea com a altura mais baixa, at mais alta, culminando no ponto de cumeeira) possvel variar o vo, at

dimenso desejada.

4.1.2.2.2 Armadura

Armadura ordinria

A montagem de armaduras ordinrias usualmente executada em local prprio para o efeito, por mo-de-obra

especializada. Aps a sua montagem, a armadura simplesmente iada e colocada nos moldes com os respectivos

espaadores.

Pr-esforo

A aplicao do pr-esforo faz-se segundo duas tcnicas distintas[4.9]. A primeira pr-tensionamento consiste

em tensionar os cabos de pr-esforo antes da presa do beto. A transmisso de tenses ao-beto faz-se

essencialmente por aderncia, atrito e corte. o processo mais recorrente em vigas de seco constante.

A segunda alternativa, comum em asnas ps-tensionamento consiste em aplicar o pr-esforo aps o incio do

endurecimento. A transmisso de tenses feita custa de elementos intermdios (ancoragens) ficando a armadura

de pr-esforo mergulhada em bainhasas quais so posteriormente injectadas.

4.1.2.2.3 Moldes

Os moldes so um factor crtico no conceito de prefabricao. em larga escala devido sua racionalizao que

advm a reduo de custos da prefabricao, face soluo tradicional, onde as cofragens tm um custo elevado no

preo global de uma estrutura[4.10].

A importncia dos moldes resulta tambm do elevado grau de preciso exigido geometria dos elementos. Os

principais requisitos dos moldes so os seguintes[4.7]:

Consistncia volumtrica Nvel elevado de reutilizao Garantia de manuseamento e estanqueidade Pouca aderncia ao beto Readaptveis, permitindo o ajuste s dimenses das peas


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Facilidade de transporte

No quadro4.1, apresentam-se as caractersticas-tipo dos moldes empregues em unidades de prefabricao[4.7].

Quadro 4.1- Caractersticas-tipo dos moldes utilizados em prefabricao.

Tipo de Molde Metlico Madeira Beto Plstico

N de Aplicaes 500 a 1200 20 a 100 100 a 200 100 a 400

Consistncia Volumtrica Boa Menor Boa Boa

Manejo Bom Bom Menor Bom

Possibilidade de transformao Boa Boa M Menor

Aderncia Boa Menor Menor Boa

Facilidade de transporte Bom Bom Mau Bom

Na larga maioria das unidades de prefabricao d-se normalmente preferncia a moldes metlicos, que cumprem

quase todas as exigncias estabelecidas. Apenas se requer aos projectistas que no procurem formas excessivamente

complexas, que coloquem em causa a funcionalidade deste tipo de molde.

Os moldes de madeira so tambm utilizados frequentemente para a fabricao de sries pequenas.

4.1.2.2.4 Betonagem e compactao

A betonagem dos moldes efectuada de forma contnua. O beto normalmente compactado por vibrao. A

vibrao pode recorrer a vibradores de imerso, de superfcie, exteriores ou mesas vibradoras.

4.1.2.2.5 Cura do beto

A cura do beto pode ser acelerada artificialmente na prefabricao em srie, quando se deseja produzir peas de

beto com elevada resistncia aos primeiros dias de idade (o que prtica corrente, dada a necessidade de

manuseamento das peas). Esta pode ser efectuada por tratamento trmico, atravs de mtodos como aquecimento

com vapor, gua quente ou ar quente entre outros[4.7].

Dados experimentais mostram que embora exista uma diminuio (no muito significativa) de resistncia

compresso, em ensaios de cubo aos 28 dias de idade, resultante dos processos de cura acelerados, aos 3-6 meses de

idade a resistncia equivalente de cubos de beto sujeitos ao processo de cura normal[4.10].


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4.1.2.2.6 Desmoldagem, manuseamento, transporte e armazenamento em fbrica

A desmoldagem dos elementos realizada aps a obteno de resistncia suficiente do beto, devendo-se admitir,

como regra prtica, que pode ser efectuada quando a resistncia do beto atinge 50% do valor aos 28 dias de

idade[4.9]. O perodo de tempo aps o qual se procede desmoldagem e elevao das peas depende por isso do

processo de cura adoptado.

As peas so normalmente elevadas por gruas, sendo que no caso de pilares e vigas h ainda a necessidade de

efectuar o saneamento do beto nas zonas de ligao, sendo posteriormente transportadas as peas at ao local de

armazenamento em fbrica. Durante o manuseamento em fbrica, as peas so levantadas pelos pontos de apoio

estando a integridade fsica, em princpio, assegurada. De notar que as peas de grandes dimenses no devero ser

empilhadas, exigindo por isso espao de armazm. O armazenamento das peas d-se habitualmente por perodos de

tempo muito curtos, o suficiente para o ganho de resistncia do beto permitir o seu transporte e montagem. Este

espao de tempo depende, assim, da mistura de beto.

4.1.2.3 Garantia de qualidade

O termo Garantia de Qualidade no deve ser confundido com Controlo de Qualidade, o qual apenas parte

integrante do primeiro. Desta maneira, a garantia deve ser dada por entidades externas unidade de prefabricao.

Assim, a maioria dos pases industrializados possui mecanismos de certificao, no s com o objectivo de garantir

padres mnimos de qualidade, como tambm de encorajar o comrcio internacional[4.10].

Em Portugal a garantia de qualidade dos produtos prefabricados, passa por mecanismos de certificao das unidadesde prefabricao por parte da Associao Portuguesa de Certificao (APCER) [4.11] no que respeita a:

Certificao no Controlo da Produo de Beto - Esta certificao est de acordo com o DL n301/2007de 23 de Agosto, o qual prev que o beto destinado a estruturas ou elementos estruturais para os quais

tenha sido especificada uma Classe de Inspeco 3 (Ver NP ENV 13670-1[4.12]) deve ser proveniente de

uma central com o controlo da produo certificado, i.e. que esteja de acordo com a NP EN 206-1 [4.13].

Sistemas de Gesto da Qualidade De acordo com os referenciais ISO 9001.

fcil perceber que as certificaes existentes em territrio nacional, no so especificamente destinadas indstria

da prefabricao. Estando muitas vezes a prefabricao ligada imagem de um produto de qualidade duvidosa, seria

desejvel o aparecimento de novos sistemas de certificao de qualidadeparticularmente destinados indstria da

prefabricao, de maneira a elevar a fasquia e renovar a imagem, relativamente a este tipo de construo.


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Sendo uma realidade diferente, no se pode deixar de citar o exemplo dos EUA, onde a certificao das unidades de

prefabricao, por parte da Precast/Prestressed Concrete Institute (PCI)[4.14], obedece a critrios que colocam o

nvel de exigncia num patamar sem paralelo.

Segundo[4.10], o processo de garantia de qualidade, dos produtos de beto prefabricados, deveria idealmente

obedecer ao seguinte esquema, praticado tanto pela prpria unidade de prefabricao (UP) como por auditores

externos (AE):

i. Inspeco regular das instalaes (AE)ii. Entrevistas ao pessoal responsvel pelas vrias actividades (AE)

iii. Inspeco de procedimentos e ensaios (AE e UP)iv. Registos de todos os equipamentos (AE e UP)v. Calibrao de equipamento de ensaios (AE e UP)

vi. Registo de materiais produzidos (UP, e avaliao por AE)vii. Registo de elementos produzidos (UP, e avaliao por AE)

viii. Registo de ensaios produzidos (UP, e avaliao por AE) ao que se pode chamar de Controlo deQualidade

ix. Produo de esquemas de calibrao e manuteno de todos os equipamentos (UP)x. Manuteno da confidencialidade do cliente (UP)

De facto, a considerao de todos estes itens no uma meta facilmente alcanvel, sobretudo quando dirigida

realidade nacional. A sua aplicao , no entanto, desejvel e portanto uma referncia.

Ao analisar esta questo, importante ter em considerao as diversas realidades existentes no tecido industrial da

prefabricao, em territrio nacional. Na pesquisa efectuada foi possvel perceber que esta vai da empresa familiar,

onde a sobrevivncia pautada pela incerteza, at aos grandes grupos da construo.

Um dado relevante prende-se com a exigncia de qualidade em Portugal. do conhecimento geral a fraca cultura

nacional a este nvel. Em vrias entrevistas realizadas no mbito deste estudo, a empreiteiros e fabricantes, a ideia

geral a de que os donos de obra mais rapidamente optam por um produto de qualidade duvidosa e economicamente

mais interessante a curto prazo, face ao custo acrescido que sistemas de qualidade representam. A realidade est no

entanto a alterar-se. Num espao de tempo prximo, ser mandatria a marca CE nos produtos prefabricados, tendo

obrigatriamente de existir uma mudana no mercado da prefabricao.

Sendo de facto mais difcil para os pequenos industriais, a aplicao de apertadas normas de garantia de qualidade

tambm verdade que com o advento da abertura dos mercados, o estabelecimento de companhias estrangeiras no

nosso pas, mesmo num sector como o da prefabricao cada vez mais provvel. Se no for possvel indstria


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nacional adaptar-se s novas circunstncias, criando valor pela demonstrao de qualidade, ser por ventura difcil a

sua sobrevivncia.

4.1.2.3.1 Controlo de qualidade

O controlo de qualidade numa unidade de prefabricao rege-se, normalmente, pela realizao de certo tipo de

ensaios aos materiais e elementos produzidos, bem como, pela exigncia de produtos certificados aos seus

fornecedores directos.

As variveis a controlar so as habituais, no que se refere a qualquer elemento de beto armado e/ou pr-esforado,

seguindo as normas existentes relativas a esta matria. No entanto de salientar que, a deteco do parmetro

responsvel por um desvio na qualidade e/ou performance esperada dos elementos exige um controlo total de todas

as componentes do processo produtivo. De outra forma torna-se bastante complicado avaliar a situao [4.10].

Remete-se para a consulta do anexo B.1, de uma ficha de controlo de qualidade tipo, retirada de [4.6] e que est deacordo com os padres norte-americanos. Por forma a ser possvel efectuar uma avaliao da realidade nacional

procedeu-se recolha de fichas de controlo de qualidade de um produtor portugus. Estas podem ser consultadas no

anexo B.2. No captulo 5, procede-se anlise desta matria relativamente a um caso de estudo.

Por ser uma questo algo distinta das restantes, importante efectuar uma referncia ao controlo da qualidade

esttica dos elementos produzidos, onde a qualidade de acabamento de elementos prefabricados, destinados a

sistemas porticados, muitas vezes um aspecto condicionante. Este o nico aspecto onde a avaliao cabe nica e

exclusivamente ao produtor e cliente, no sendo considerado em nenhum sistema de certificao existente[4.10].

Ainda assim, a qualidade visual dos elementos prefabricados normalmente muito superior ao que usualmenteobtidaatravs de betonagem executada in situ.

4.1.2.3.2 Tolerncias dimensionais

O rigor exigido, relativamente geometria de a qualquer tipo de pea prefabricada, bastante superior relativamente

construo de estruturas monolticas. Este tipo de exigncia um reflexo do processo de assemblagem das peas

entre si, onde a margem de erro de fabricao obviamente muito baixa. Justifica-se assim a incluso deste

subcaptulo, no que se refere ao controlo de qualidade.

At data, em Portugal, no existiu praticamente nenhum esforo, no sentido de regulamentar as tolerncias a

adoptar, para os diferentes tipos de estrutura, ficando o seu estabelecimento dependente da anlise de cada caso 1

[4.9].

1 Remete-se para a consulta do anexo B.2.1, onde se apresenta a ficha-tipo de controlo de qualidade de um produtor nacional e naqual constam as tolerncias dimensionais admitidas em pilares.


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No existindo regulamentao especfica em Portugal, relativamente a esta questo, poder sempre tomar-se como

referncia os valores indicados por [4.6] e praticados em solo norte-americano. A ttulo ilustrativo apresentam-se nas

figuras 4.2 e 4.3 alguns desses valores.

Figura 4.2- Elemento coluna tolerncias dimensionais [4.6] Figura 4.3- Elemento coluna

tolerncias dimensionais [4.6]

De referir ainda que normalmente um desvio nas dimenses dos elementos, em valor superior ao indicado, mais

problemtico que nos casos em que as peas apresentam dimenses mais reduzidas. No primeiro caso h a

necessidade de demolir beto em obra, ao passo que no ltimo, a situao normalmente resolvida com facilidade,

com recurso a grout [4.10].

4.2 Transporte

4.2.1 Armazenamento em fbrica e no estaleiro

As peas prefabricadas, no podem ser transportados at adquirirem 80% da resistncia compresso especificada

ou at conseguirem aguentar o peso das outras peas que sero empilhadas [4.15].

Durante o armazenamento necessrio minimizar o risco de fendilhao, a deformao, o aparecimento de manchas

indesejadas ou qualquer outro dano fsico. Como tal empilham-se as peas colocando elementos a separar as

camadas por exemplo barrotes em madeira - . Estes elementos devem estar espaados de forma apropriada. Os

bordos e cantos so pontos crticos que devem ser protegidos, uma pea nunca poder ser apoiada nos seus cantos.De

modo a minimizar o aparecimento de manchas as peas no sero colocadas em contacto com o solo ou qualquer


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outra substncia contaminante.Quaisquer aberturas ou ranhuras devero ser protegidas contra a gua em climas frios,

de modo a evitar os problemas da aco gelo-degelo.

Outra preocupao dever ser a exposio solar. O aquecimento excessivo de uma face exposta num painel cria

diferenas de temperatura, que levam a deformaes. Isto pode ser crtico, se as deformaes gerarem esforos

internos que conduzam a uma fendilhao excessiva da pea.

4.2.2 Transporte

necessrio desenhar peas transportveis. Isto implica que as peas desenhadas estejam: (i) limitadas pela

capacidades dos meio de transporte (ii) pela legislao relativa a esta matria,(iii) pelas vias de comunicao

disponveis e (iv) pelos prprios acesso ao estaleiro.

4.2.2.1 Capacidade dos meios de transporte

Em termos da capacidade dos meios de transporte, o peso e as dimenses das peas so um factor importante. No

entanto, os avanos tecnolgicos permitem criar camies com capacidades cada vez maiores reduzindo as limitaes

associadas ao peso e s dimenses (figura 4.4).

4.2.2.2 Legislao

Em Portugal os limites em vigor so cerca de 12 m de comprimento, sem licena. Isto equivale ao tamanho limite

das caixas dos camies. Para transportar peas que ultrapassam o comprimento da caixa (figura 4.4) necessria uma

licena anual, concedidapelo Instituto da Mobilidade e dos Transportes Terrestres (IMTT), permitindo transportar

peas de tal modo, que o comprimento total do veculo se situe abaixo dos 25 m. A posse da licena por parte das

empresas actualmente corrente devido ao plano nacional de construo de parques elicos, possibilitando o

transporte de peas de grandes dimenses sem custos de maior. Acima desse comprimento necessria licena

Figura 4.4- Camio a transportar elemento prefabricado


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especial emitida tambm pelo IMTTsendo vlida durante o perodo de tempo, necessrio para completar a obra, ou a

parte da obra, que exija as peas de maiores dimenses.

A largura mxima permitida de 4,5 m. A altura mxima permitida 4,5 metros sem licena, a partir dessa medida

necessrio um cuidado especial para evitar colises com as passagens superiores.

Tambm existem limites de peso, habitualmente por eixo, que levam em conta o efeito das cargas transportadas no

pavimento. Em situaes cuja carga legal seja ultrapassada tambm necessria licena especial por parte do IMTT.

Em Portugal o limite por volta de 40 toneladas de peso total para os camies correntes, o que equivale a

aproximadamente25 toneladas de carga.Existem no entanto, camies com maior capacidade, com um limite de cerca

de 60 toneladas de peso total o que equivale a cerca de 40 toneladas de carga [4.16].

No quadro 4.2 apresentam-se as dimenses e peso das peas usualmente transportadas.

Deve-se, por motivos econmicos, tentar transportar peas ao mesmo tempo, de modo a que o peso combinado seja o

mais prximo do limite de carga do camio [4.6].

Quadro 4.2- Peas transportveis tipo.

Seco (m2) Comprimento do pilar (m) Volume de beto do pilar (m3) Peso aproximado do pilar (ton)

0,60x0,60 9,55 3,44 8,77

0,70x0,70 11,5 5,64 14,37

0,80x0,80 9,3 5,95 15,16

0,60x1,20 12,0 8,64 22,02

O transporte na posio final de montagem facilita o posterior manuseamento das peas. No entanto, alguns

elementos mais compridos, como pilares, no podem obviamente ir na posio final pelo que tero de ir deitados. Os

painis com aberturas possivelmente necessitaro de um reforo para resistirem viagem[4.6].

4.2.2.3 Vias de Comunicao

As vias de acesso limitam muitas vezes as dimenses das peas a transportar. Tanto a largura das vias como os raios

das curvas so factores, que limitam o tamanho das peas a transportar. Numa obra situada em meio urbano

habitual, esta ser uma questo bastante condicionante, sendo impossvel alterar a geometria das vias de acesso.


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4.2.2.4 Acesso ao estaleiro

Para a construo prefabricada, o acesso ao estaleiro um factor importante. Devido ao peso e tamanho das

componentes a serem transportadas de fcil compreenso, que existem espaos mnimos de acesso que podem

inviabilizar a construo com este tipo de soluo. Neste sentido, dever ser responsabilidade do empreiteiro

responsvel pela obra fornecer acesso conveniente ao edifcio, que tenha as dimenses e condies adequadas e que

permita a movimentao dos equipamentos pela sua prpria energia [4.17].

4.2.3 Manuseamento em estaleiro

No local dos trabalhos, preciso garantir o acesso da grua aos locais onde so montadas as peas, sendo para tal

necessrio um adequado planeamento dos trabalhos, no permitindo que alguma zona da obra fique inacessvel

enquanto estiverem no estiverem finalizados, nesse local, todos os trabalhos que envolvam montagem de peas que

necessitem da utilizao das gruas automveis [4.18].

Dever ser alocado um espao para a arrumao das peas, caso estas no sejam colocadas imediatamente ao

transporte at ao local [4.6].

4.3 Montagem

A montagem das estruturas prefabricadas dever seguir um processo estandardizado, por forma a optimizar as

qualidades naturais da prefabricao. Neste sentido, segue-se a descrio do processo tipo, o qual ocorre em 90% das

construes prefabricadas [4.16].

O processo de montagem um processo crtico uma vez que, sob o ponto de vista estrutural, pode corresponder ao

aparecimento de tenses elevadas nos elementos, se no forem adoptadas disposies convenientes, as quais foram

tratadas no captulo 4.1.1.2 Dimensionamento.Tambm, uma vez mais, refere-se a importncia das ligaes

estruturais, j tratadas anteriormente em captulo prprio.

Pode dizer-se que as tcnicas de prefabricao evoluem paralelamente com o avano da tecnologia mecnica,

influenciando-se mutuamente. Assim, a produo de elementos cada vez maiores e mais pesados, obrigam a

concepo e execuo de mquinas cada vez mais poderosas. Pelo contrrio, as limitaes dos meios mecnicos

obrigam, por seu turno, execuo de peas prefabricadas com as caractersticas convenientes, pois no faz sentido

produzir elementos para os quais no existe equipamento adequado [4.19].


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4.3.1 Equipamento de suspenso e segurana

O equipamento de suspenso depende do tamanho e peso das peas a serem colocadas. Nos casos correntes, para

peas descritas no quadro 4.1, gruas automveis devero ser utilizadas (figuras 4.5 e 4.6). Para pesos superiores a 5

ton so mais econmicas do que as gruas torre [4.18]. A sua mobilidade permite uma dinmica de montagem melhor

e permite evitar peas suspensas a grande distncia da base da grua, o que reduz a capacidade necessria.

O empreiteiro responsvel pela suspenso das peas, geralmente o prprio fabricante, dever ser o responsvel por

uma elevao segura e cumprimento dos regulamentos locais de segurana [4.17]. As peas devero ser levantadas

por equipamentos especializados em pontos descritos pelo fabricante. boa prtica, a existncia de especificaes e

peas desenhadas acerca do processo de suspenso, que devero ser especificados em contrato. Cada componente

dever ser adequadamente conectada com meio de elevao atravs de conexes mecnicas.

O equipamento de suspenso no dever ser dobrado, torcido, deformado, nem danificado sob qualquer

circunstncia. Todos os cabos para guindastes ou barras de levantamento devero ter seces planas que no dobrem,toram, rasguem ou estiquem quando solicitadas. A capacidade de elevao dever ser facilmente reconhecvel nos

equipamentos. A plataforma sobre a qual se colocaro os equipamentos, dever ser dimensionada para as cargas das

gruas e para as cargas a elevar [4.17].

Figura 4.5- Pormenor de montagem [4.20] Figura 4.6- Suspenso de um elemento[4.20]

4.3.2 Manuseamento em obra

Ao elevar os elementos prefabricados deve-se tentar distribuir as cargas de forma semelhante entre os vrios pontos

de apoio utilizados. A distncia mxima entre pontos de apoio uma relao directa com a armao da pea e no


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pode ser ultrapassada. No caso de se utilizar apenas uma grua importante manter o centro de gravidade da pea na

vertical do gancho de modo a evitar rotaes (figura 4.7).

Figura 4.7- Cuidados no manuseamento [4.21]

Independentemente do mtodo de fixao podero ser utilizadas cordas para orientar manualmente a pea. Em

nenhumaalturadever ser permitida a circulao por baixo do elemento suspenso.

4.3.3 Montagem

4.3.3.1 Estrutura porticada com vrios pisos

A montagem o processo no qual a soluo prefabricada apresenta grandes vantagens, em termos de tempo, emrelao tradicional soluo de betonagem in situ. Sero exemplificados os processos de instalao de estruturas

porticadas de um piso com grande vo e estruturas porticadas de vrios pisos correntes.

O trabalho dever ser efectuado por equipas especializadas, por forma a serem cumpridas todas as condicionantes

relativamente aos desvios mximos admissveis, to crticos neste processo.

A iniciao da obra equivalente tradicional. Executa-se a escavao e abrem-se os caboucos para a colocao das

sapatas. tambm possvel, que a fundao seja de qualquer tipo, desde fundaes directas a profundas. No caso de

outros tipos de fundao, necessria a construo no local de macios de encabeamento com os mecanismos de

ligao associados ligao pilar-fundao descritos no captulo anterior. No foi possvel encontrar na literatura, a

situao de existncia de armadura de espera que embanha com os pilares, no caso deste tipo de ligao.

Aps concluda a fundao, colocam-se os pilares. Estes so elevados para o local de montagem atravs das gruas

citadas em 4.3.1. O processo de levantamento tem incio na posio horizontal (figura 4.8). De acordo com [4.6], os

pilares devero ser rodados em camas de areia apropriadas, por forma a no danificar os cantos, para se colocarem na

posio vertical. A rotao executada com a interaco de duas gruas, por meio de ligaes que atenuem os


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momentos na pea (figura 4.9). Aps a rotao, so inseridos nas fundaes e efectuada a ligao, de acordo com o

processo prescrito nas peas desenhadas do projecto. De notar, que nesta fase os pilares se encontram fragilizados.

Devem-se ento, colocar escoramentos (figura 4.10), de forma a evitar a encurvadura do pilar (figura 4.11).

Seguidamente so colocadas as vigas do 1 piso, as quais no necessitam de processo de rotao (figura 4.12). A sua

colocao facilitada pela existncia dos cachorros nos pilares que as suportam, dispensando o seu escoramento. A

ligao efectuada de acordo com o descrito em 3.3.3. Todas as ligaes onde se utilize o processo de soldadura

devero ser executadas por soldadores certificados.

Colocadas as vigas do 1 piso, procede-se colocao dos painis de laje (figura 4.13). Para a maioria das situaes,

utilizam-se vigas de seco T, que oferecem suporte aos painis. Estes colocam-se, geralmente, na direco do

menor vo. Posteriormente, aquando da utilizao de pr-lajes, so betonadas no seu todo e efectivada a ligao

monoltica com a viga. Utilizando-se outros tipos de painis de laje, apenas so m

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