E3 - ESTRUTURAS DE CONCRETO, METÁLICAS E DE MADEIRAS 1. Com relação à estrutura de concreto armado, responda as seguintes questões: • Cite as principais vantagens e desvantagens deste sistema construtivo As vantagens do concreto armado: a) Economia - o concreto se revela mais barato que a estrutura metálica, exceto em casos de vãos muitos grandes. Em muitos casos os agregados podem ser obtidos no próprio local da obra. Não exige mão de obra especializada. b) Durabilidade - a resistência do concreto aumenta com o tempo. c) Adaptação a qualquer tipo de forma. d) Manutenção e conservação praticamente nulas. e) Resistência ao fogo. f) Impermeabilidade. g) Monolitismo. h) Resistência ao desgaste mecânico (choques, vibrações). i) Facilidade de execução (fácil emprego e manuseio). As desvantagens do concreto armado: a) Grande peso-próprio 2500 kg / m3 (pode ser reduzido com utilização de agregados leves) b) Reforma e demolições difíceis ou até impossíveis. c) Baixo grau de proteção térmica. d) Demora de utilização (o prazo pode ser reduzido com a utilização de aditivos). • Apresente o planejamento de execução de uma estrutura de concreto armado convencional, ordenando as etapas construtivas e apresentando as atividades realizadas em cada uma destas etapas.

1. Projeto estrutural 2. Compra, acondicionamento, caracterização (ensaios) e preparação dos materiais

(cimento, agregados, aço e aditivos) 3. Estudo de traço de concreto e verificação de atendimento de resistência e

especificações 4. Preparação de equipamentos para execução de concretagem (misturadores,

vibradores) 5. Escolha de como será feita a operação de concretagem (plano de concretagem) 6. Montagem da forma, escoras e fixação. 7. Inspeção das formas 8. Montagem da armadura 9. Inspeção das armaduras e detalhes da armadura e espaçadores (cobrimento) 10. Tensionamento de cordoalhas (caso o concreto for pré-tensionado). 11. Execução da concretagem 12. Cura do concreto 13. Tensionamento de cordoalhas (caso o concreto for pós-tensionado). 14. Cura do concreto 15. Desforma da estrutura na idade especificada no projeto - de acordo com fcjdias (idade

menor que 28 dias) e módulo de elasticidade especificado.

• Quais as principais funções do sistema de forma? Cite as vantagens e desvantagens da utilização de forma pré-fabricada ou formas produzidas na obra. As formas são construções temporárias destinadas a sustentar o concreto fresco até que o mesmo atinja resistência suficiente para suportar seu próprio peso. As fôrmas são, portanto, uma estrutura provisória que têm três funções principais: - dar forma ao concreto; - proporcionar à superfície do concreto a textura requerida e, - suportar o concreto fresco, até que ele adquira capacidade de auto suporte. Sistema de forma feita em obra: Vantagens: • Não existirá atraso de entrega das formas prontas; • Não haverá possibilidade de incompatibilidade com o local da obra se caso o projeto não

abordar todos os detalhes; Desvantagens: • Como a fabricação é artesanal, a qualidade da forma depende de mão-de-obra

qualificada, matéria-prima de boa qualidade, equipamentos corretos e projetos feitos por profissional especializado.

• uso de pregos para fixação; • Há necessidade de espaço físico para a confecção nos canteiros; • montagem e desforma trabalhosas Sistema de forma pré-fabricada: Vantagens: • Projeto executivo e de produção; • evitam o uso de pregos na montagem; • construídas mediante projeto em ambiente fabril; • usam em maior ou menor intensidade acessórios metálicos; • facilidade para montagem e desforma. Desvantagens: • Não é recomendado para obras em que haja risco eminente de atrasos no seu

cronograma, pois pode haver atraso na entrega e também depende de transporte até a obra.

• Se não houver detalhamento suficiente no projeto poderá haver incompatibilidade das dimensões ou materiais utilizados na forma em relação a necessidade da obra.

• Apresente um esquema representativo de um sistema de forma para pilar, para viga e para laje, apresentando cada um dos seus componentes. Esquema representativo para pilar:

Esquema representativo de viga:

Esquema representativo de laje:

• Cite as principais diferenças do sistema de forma tradicional para o sistema de forma racionalizado. Tradicionais uso de pregos para fixação; confeccionadas nos canteiros; montagem e desforma trabalhosas. Racionalizadas Projeto executivo e de produção; evitam o uso de pregos na montagem; construídas mediante projeto em ambiente fabril; usam em maior ou menor intensidade acessórios metálicos; facilidade para montagem e desforma.

2. Com relação à estrutura metálica, responda as seguintes questões: • Apresente pelo menos três detalhes construtivos a serem adotados em um sistema construtivo com o emprego do aço, de forma a evitar o problema da corrosão.

1. Evitar regiões de empoçamento de água e deposição de resíduos; 2. Prever furos de drenagem em quantidade e tamanho suficiente; 3. Permitir a circulação de ar por todas as faces dos perfis para facilitar a secagem; 4. Garantir espaço suficiente e acesso para realização de manutenção (pintura, etc.); 5. Impedir o contato direto de outros metais com o aço para evitar o fenômeno de

corrosão galvânica; 6. Evitar peças semi-enterradas ou semi-submersas.

• Explique, sinteticamente, como é feita a proteção contra corrosão do aço em chapas galvanizadas. A galvanização é o uso eficiente do zinco para proteger o aço por longos períodos. No processo de galvanização, as estruturas de aço são mergulhadas em um banho contendo zinco fundido. Durante o processo é formada uma barreira que isola todas as superfícies internas e externas do aço do meio ambiente.

• Em um dos bate-papos realizados pelo IPT, a pesquisadora Anna Ramus do Agrupamento de Corrosão e Proteção contra Corrosão respondeu perguntas sobre o comportamento de ligas zinco / alumínio para proteção de superfícies metálicas; com base neste bate-papo, responda o que se espera deste tipo de proteção em relação à galvanização (LEIA O BATE PAPO EM ANEXO)? O revestimento de ligas Zn/55Al apresenta uma taxa de corrosão de 2 a 4 vezes inferior à apresentada pelo revestimento de zinco por imersão a quente (o Zn/55Al também é aplicado por imersão a quente) é verificada após 6 meses de exposição. Após 5 anos essa taxa de corrosão apresentada pelo Zn/55Al cai para 4 a 12 vezes menor do que a apresentada pelo revestimento de zinco. Estes dados foram baseados em estudos com exposição exterior (ensaios de campo), estes resultados foram obtidos para ensaios desenvolvidos em diferentes atmosferas: atmosfera rural, urbana, industrial, marinha amena, marinha severa, especial (umidade relativa constante em 100% e atingida por poluição emanada de indústrias localizadas em cidade vizinha). Com base nisto espera-se que revestimento de ligas Zn/55Al apresente uma resistência à corrosão superior ao revestimento de zinco convencional. Em contra partida esse revestimento não apresenta a capacidade de oferecer proteção catódica às regiões de descontinuidade do revestimento (por exemplo riscos). Esta capacidade somente é verificada no caso deste revestimento ser exposto em atmosferas de grande agressividade, como por exemplo, uma exposição de frente para o mar. Assim tem-se para o Zn/55Al um melhor desempenho em relação ao revestimento de zinco por imersão a quente, porém existe uma perda do aspecto estético em regiões de danificação mecânica antes do que apresentaria um revestimento de zinco convencional.

• Conceitue aço “patinável” ou “cortain” e suas aplicações e condições de uso. Aço Corten ou aço patinável é um aço que possui em sua composição elementos como cobre e o fósforo que melhoram a propriedade anticorrosiva em média até três vezes mais em relação a um aço comum.

Ele pode ser aplicado para a construção de edifícios de múltiplos andares, passarelas, pontes, defensas, viadutos, torres de transmissão, telhas, edifícios industriais, também na fabricação de esculturas e objetos decorativos.

Como condições de uso do aço Corten podemos enumerar: • Quando utilizados em elementos enterrados em razão do acumulo permanente de

líquidos estes elementos deverão ser pintados. • Quando utilizados em ambientes com concentração de dióxido de enxofre atmosférico

superior a 250 µg/m³ estes elementos deverão ser pintados. • Quando utilizados em ambientes com taxa de deposição de cloretos superior a

300mg/m²/dia estes elementos deverão ser pintados. • Os elementos de ligação como chapas, parafusos, porcas deverão ter compatibilidade

química com o aço patinável. Utilizar parafusos tipo ASTM A325 Tipo 3 Grau A ou equivalente. Parafusos galvanizados devem ser evitados.

• Cordões de solda devem possuir composição química compatível com o aço patinável. Utilizar para soldagem com arco eletrico, eletrodos E7018 W ou E7018 G (eletrodo revestido) ER 8018 S-G (Mig/Mag), F 7AO-EW (arco submerso) e E 71T8 Ni 1 ou E 80T1 W (eletrodo tubular). Para soldagem com múltiplos passes pode-se utilizar eletrodos de

composição química especial nos últimos dois filetes. Para 1 cordão pode-se utilizar eletrodo convencional pois haverá diluição na poça de fusão.

3. Com relação à estrutura de madeiras, responda as seguintes questões: • Quais as vantagens e desvantagens da utilização da madeira como elemento estrutural? Como vantagem da utilização da madeira como elemento estrutural podemos citar: • A madeira é um material renovável e abundante no país. • É um material de fácil manuseio, definição de formas e dimensões. • A obtenção do material na forma de tora e o seu desdobro é um processo relativamente

simples, não requer tecnologia requintada, não exige processamento industrial, pois o material já está pronto para uso. Demanda apenas acabamento.

• Em termos de manuseio, a madeira apresenta uma importante característica que é a baixa densidade. Esta equivale a aproximadamente um oitavo da densidade do aço.

• Um fato quase desconhecido pelos leigos refere-se a alta resistência mecânica da madeira. As madeiras de uma forma geral são mais resistentes que o concreto convencional, basta comparar os valores da resistência característica destes materiais. Concretos convencionais de resistência significativa pertencem à classe de concretos CA18, enquanto a classe de resistência de madeira começa com C20 e chega a C60.

• Um dos fatores mais importantes refere-se à energia gasta para a produção de madeira em comparação com a exigida na produção de outros materiais.

• Além de todos os aspectos anteriormente citados, existe um item bastante importante que é a beleza arquitetônica.

Como desvantagem da utilização da madeira como elemento estrutural podemos citar: • Susceptibilidade ao ataque de fungos e insetos

• Pela fragilidade da madeira em relação a variações de umidade e de temperatura é

especialmente indispensável o tratamento da madeira através da utilização de preservativos

• Inflamabilidade. • Em um sistema construtivo que utilize a madeira como elemento estrutural, seja em pilares, vigas, pórticos leves ou de coberturas, quais são os cuidados que devemos ter para evitarmos problemas relacionados à questão de durabilidade? Métodos preventivos A preservação da madeira pode ser feita pela aplicação dos seguintes recursos: • pincelamento; • aspersão; • pulverização; • imersão; • banho quente-frio; • substituição de seiva; • autoclave. Tipos de preservativos Os quatro preservativos de ação prolongada responsáveis por cerca de 80% da madeira tratada no mundo são: • creosoto; • pentaclorofenol; • CCA (Cromo - Cobre - Arsênio); • CCB (Cromo - Cobre - Boro). Os preservativos de ação temporária hidrossolúveis são: • fungicidas; • inseticidas.

• Na construção em madeira usando pórticos leves, dois métodos são usualmente adotados nos Estados Unidos, Canadá e alguns países da Europa, quais sejam “Balloon frame” e “Platadform” (balão e plataforma). Faça um breve resumo, mostrando as características técnicas desses métodos. Qual a sua opinião em relação ao desenvolvimento e emprego desses tipos de sistemas construtivos no Brasil? Sistema balão O Sistema balão (Balloon frame) apresenta uma estrutura esbelta que é formada por perfis de madeira de pequena seção transversal e por painéis de fechamento. Este sistema se caracteriza pela continuidade dos montantes de um piso ao outro. Sua utilização atualmente é rara devido à necessidade de peças longas e à dificuldade de execução e montagem dos quadros.

Sistema Plataforma No Sistema Plataforma (Platform frame) é mantido o conceito estrutural do sistema balão, ou seja, pequenos perfis de madeira associados a painéis de fechamento, mas diferencia-se pela interrupção dos montantes ao nível de cada piso. Esta descontinuidade permite a pré-fabricação das peças e facilidade de execução e montagem dos quadros, uma vez que se manipulam peças com menor comprimento, menor peso e menor riqueza de detalhes construtivos. Entretanto, neste sistema se destaca o maior consumo de madeira em relação ao sistema balão.

Em minha opinião Sistema plataforma (Platform frame) leva vantagem em relação ao Sistema balão (Balloon frame) porque ele não necessita de peças longas e existe uma descontinuidade de peças que facilita a pré-fabricação das peças e facilita a execução e montagem dos quadros. A desvantagem deste processo em consumir mais madeira não faz tanto efeito em nosso país pois existe maior área disponivel para criação de arvores de reflorestamento onde as fábricas terão reservas para produzir madeira para esta finalidade Bibliografia