Sistema Esqueleto Concreto Pré Fabricado de Concreto

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FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS
ENGENHARIA CIVIL - 1 SEMESTRE TURMA: 099101D17



PROJETO INTEGRADO


SISTEMA ESQUELETO DE CONCRETO PRÉ-FABRICADO

Cleber Marchi Bernardo de Araujo
Douglas Lirio
Danilo Bertoldo
Fabio Morelli
Guilherme Lobodo
Robert Andre dos Santos
Orientador: Ricardo Souza




SÃO PAULO
2015
Resumo
A construção civil se designa por um mercado auto expansivo com relação as suas técnicas construtivas, no que diz respeito à agilidade, controle de qualidade, segurança, custo-benefício e sustentabilidade na execução de serviços. Os métodos construtivos de peças pré-moldadas de concreto estão sendo adotado por empreiteiras de todo o mundo, inclusive no Brasil por seu caráter ágil e eficiente quando comparado ao método convencional. O presente Trabalho abrange o uso dos elementos estruturais (Sistema Esqueleto) pré-moldado de concreto na construção civil. São peças responsáveis por comporem a superestrutura de uma edificação, confeccionadas para terem ótimo desempenho em resistir a sua situação final de solicitação e também as situações transitórias como desforma, estocagem, transporte e montagem. No Brasil, seu uso tem papel atuante em supermercados, shoppings, garagens, hospitais, centros esportivos, entre outros. Com a realização da pesquisa, o sistema construtivo estrutura esqueleto pré-moldado, demonstra-se inovador e de vital importância à construção civil.
Palavra Chave: Estrutura Pré-moldado de concreto. Concreto pré-fabricado. Sistema esqueleto pré-fabricado de concreto.



Introdução
Desde nossas origens, a área da construção civil sempre se empenhou no conhecimento de novas técnicas construtivas para maior praticidade e segurança do inicio ao termino da execução do serviço.
Segundo a ACKER (2002) a indústria de pré-fabricados veio para atender as demandas da sociedade, como por exemplo: economia, eficiência, segurança, condições favoráveis de trabalho e de sustentabilidade.
Por suas inúmeras vantagens, o sistema é utilizado em obras de médio e grande porte em todo o mundo, com sucesso ao comprimento de prazos, bom custo beneficia e ótimo controle de qualidade, o sistema esqueleto pré-fabricados propicia um legue de soluções de acordo com o contexto a ser atendido no projeto.
Contudo, deve-se ter um procedimento rigoroso em sua normatização e fabricação para prevenção problemas, pois mesmo sendo um sistema muito rigoroso no quesito de sua fabricação, e essencial seguir uma linha de produção adequada para oferecer excelência no serviço.
1. Elemento pré-moldado de concreto e sua História
1.1 Pré-moldado
Segundo a NBR 9062 (ABNT, 1985), os elementos pré-moldados são aqueles moldados previamente e fora do local de utilização definitiva da estrutura, tendo a possibilidade de ser industrializados ou produzidos no próprio canteiro de obras. Atribui-se o nome de Pré-moldado quando há execução prévia do elemento de concreto fora do local de utilização definitiva na estrutura, com controle de qualidade menos rigoroso, sem maiores inspeções, dispensando laboratórios e seus parâmetros próprios. Ao Pré-fabricado, atribui-se o elemento pré-moldado de concreto, executado industrialmente e em maior escala, submetido a condições de controle de qualidade mais rigorosas, sendo inspecionados durante toda a etapa de produção conforme parâmetros normatizados.

1.2 A História dos pré-moldados
Mesmo antes do surgimento do cimento e concreto armado, o sistema construtivo de pré-moldado é utilizado desde era antiga. De acordo com relatos histórico , desde a era antiga, os gregos e romanos já confeccionavam elementos de suas edificações para posteriormente serem moldados, onde componente principal dos elementos era a cinza pozolânica, misturada à argamassa de cal, produzia um material com propriedades semelhantes as do cimento conhecido atualmente.


Não se pode precisar a data em que a pré-moldagem começou, uma vez que o próprio nascimento do concreto armado ocorreu com a pré-moldagem de elementos fora de seu local definitivo de uso. Por isso, afirma-se que a pré-moldagem começou com a invenção do concreto armado (VASCONCELOS, 2002, apud CARNEIRO, 2013, p. 25).


A possibilidade de utilização do pré-fabricado deve-se, primeiramente, ao fato da evolução de ferramentas e máquinas que possibilitam um melhor desenvolvimento nos sistemas construtivos. Essas ferramentas são responsáveis pela substituição de técnicas convencionais pela mecanização dos processos de construção.
Segundo ORDONÉZ (1974, apud CARNEIRO, 2013, p.27) a moldagem prévia do concreto foi, de fato, iniciada na Europa, pós Segunda Guerra Mundial, devido à necessidade de reconstrução das edificações em larga escala em função à grande devastação e da falta de mão-de-obra do período.
Como o Brasil não sofreu estragos com a Segunda Guerra Mundial, sua utilização não foi emergencial como na Europa. A primeira obra possuindo a pré-fabricação do concreto foi à construção do hipódromo da Gávea (década de 20), no Rio de Janeiro, onde se destacou a utilização de estacas pré-fabricadas para fundação e cercas pré-fabricadas nos perímetros da área reservada do hipódromo, de acordo com Vasconcelos (2002, apud CARNEIRO, 2013, p. 25).

2. Sistema esqueleto de concreto pré-fabricado e Processo de fabricação
2.1 Sistema estrutural de concreto pré-fabricado

O concreto pré-fabricado estrutural ou esqueleto é constituído por pilares, vigas e lajes capazes de resistirem a esforços horizontais e verticais. Sua principal característica está relacionada ao seu ótimo controle de qualidade, agilidade e flexibilidade no espaço interno da edificação para melhor adaptação de diferentes funcionalidades e de escolha do tipo de sistema de vedação interna e externa. Por isso a sua aplicabilidade em diferentes tipos de edificações, como shoppings centers, centros esportivos, prédios comerciais, estacionamentos, escolas entre outros.

A figura 2 demonstra de forma clara o sistema estrutural pré-fabricados de concreto;


Figura 2 - Sistema Esqueleto Concreto Pré-Fabricado

2.1.1 Pilares
Pilares são elementos estruturais que tem por função o envio de cargas provindas das partes superiores (cobertura, lajes e vigas) para os blocos de fundação. São fabricados em vários formatos e dimensões, com comprimentos variados, podendo receber consolos de, sendo estes saliências de formatos quadráticos ou trapezoides que tem por finalidade a ligação entre Pilar e Viga. Os pilares podem ser maciços ou possuir duto central para escoamento de águas pluviais provenientes da cobertura.

Figura 3- Pilares Pré-Moldados

2.1.2 Vigas
As vigas são elementos estruturais com grande variedade de formatos e funções específicas em sua utilização na edificação de acordo com sua geometria. Podem possuir "dentes" para a acomodação no consolo do pilar, fazendo sua interligação, ou pode ser simplesmente posta sobre o consolo, sem a necessidade de encaixe. Normalmente, a ligação e feita por chumbamento (pinos no consolo para encaixar os pilares).
Vigas Baldrames: As vigas baldrames são consolidadas nas estacas já executadas servem de apoio para as paredes de alvenaria.
Vigas de travamento: As vigas de travamento são utilizadas quando existe e necessidade de realizar um travamento lateral, impedindo seu movimento e auxiliando na execução das paredes de alvenarias. Elas podem ser encontradas protendidas ou armadas e em seções I ou T

2.1.3 Lajes
As lajes em concreto pré-moldado oferecem muitas vantagens como a ausência de escoramentos, a rapidez na construção, as faces inferiores bem acabadas, o alto desempenho mecânico, os grandes vãos, durabilidade, etc. Há uma grande variedade de sistemas pré-moldados para pisos no mercado, sendo os cinco tipos principais:
- lajes alveolares em concreto protendido ou concreto armado
- lajes nervuradas protendidos
- lajes maciças
- Sistemas compostos por meio de placas (painéis) pré-moldadas
- Sistemas compostos por lajes com vigotas



Figura 4- Laje Alveolar

As lajes pré-fabricadas, mas especialmente as alveolares (mais utilizada), têm por característica de execução a protensão (estiramento de cabos de aço) na sua fabricação, garantindo menor incidência de fissuras ou quebras das peças durante o processo de desforma e içamento. Além disso, as lajes alveolares possui vazio (alvéolos) que reduzem 60% de seu peso total, consequentemente o uso de materiais, tornando-as mais leves e mais econômicas, e por ser protendida garante ótimo desempenho resistivo.

2.2 Processo de Fabricação
A implementação de métodos mais práticos e facilitadores para agir a favor da industrialização da construção civil se torna essencial, pois garanti maior eficiência no processo e produção. As empresas especializadas na construção de peças pré-fabricadas tem essa finalidade, além da vantagem de produzir elementos de qualidade controlada, com intervalo de confiança pré-estabelecido, e de conseguir cumprir com as prescrições e normas existentes ou ainda, seguir com as especificações dos clientes, quando as peças forem sob encomenda. (TEIXEIRA, 1986).
Tais empresas produzem vários tipos de peças da construção civil, como pilares, vigas, lajes alveolares, terças, telhas entre outros, para, em um segundo momento, ser transportadas até o local da obra para a montagem da estrutura.
MOREIRA 2009 divide o processo de construção dos pré-fabricados de concreto, em três diferentes formas: em linha, em linhas paralelas e em estrela:
- Fabrica em linha: É utilizado em empresas de pré-fabricados de pequeno a médio porte, nos quais, todos os insumos são transportados até o misturador, normalmente em pequenos volumes, para a preparação do concreto, sendo a água adicionada nesta etapa. O transporte do concreto é feito geralmente com carrinhos de mão até o local de aplicação;
- Fabrica em Linhas Paralelas: Neste caso, a armazenagem dos materiais é feita próxima à usina e em paralelo. Esse processo é o mais utilizado, sendo comum em empresas de pré-fabricados de médio porte, que são a maioria. O transporte dos materiais é feito muitas vezes com pás mecânicas;
- Fabrica em Estrela: Existe uma central eletrônica dosadora para a preparação do concreto e todo o estoque fica em torno da central. É utilizada em grandes empresas de pré-fabricados e todo o material é medido em massa. Os materiais são transportados por correias, caçambas mecanizadas ou elevadores de carga. Produzido o concreto, o mesmo é transportado por gruas ou outros elementos mecânicos, até as formas nas quais as peças serão moldadas.

2.2.1 Material para a fabricação dos pré-moldados
A peça deve apresentar resistência e durabilidade ao intemperismo. Para isso é normatizado o tipo de material e ser utilizado na produção do pré-moldado. O material consiste basicamente em cimento, água, ferragem e agregados como areia, brita e alguns aditivos químicos.
O concreto deve ter a resistência mínima estabelecida pela ABNT superior a 15MPa. Desta forma os cimentos mais utilizados são o CPV-ARI e CP-II de classe 40, apresentam elevadas resistências iniciais. A areia pode ser a natural, (livre de impurezas) ou lã de pedra. A brita pode ser a brita 0, a brita 1 e a brita 2. Já os aditivos químicos variam de acordo com as especificações da peça, Entretanto os aditivos mais utilizados são do tipo superplastificantes (policarboxilatos), pois permite uma interagir melhor com a água, melhorando a trabalhabilidade do concreto. A Argamassa para ligações é empregada para preenchimento de juntas e deve ter resistência media de à compressão acima de 30MPa. HELENE, (1992).



3. Vantagens e desvantagens
As vantagens em utilizar o sistema de pré-moldados em âmbito da construção civil, são que os elementos produzidos em formas próprias reutilizáveis com a mais alta tecnologia, havendo assim uma redução no desperdício de matérias, redução na mão de obra, rapidez em sua execução, além da otimização do canteiro de obras e redução de cimbramentos (escoramentos de madeira), tornando-a mais sustentável.
Contudo, os custos iniciais na produção dos pré-moldados necessitam de maiores investimento, pois cada obra possui um contexto diferente de conjuntura econômica, por está razão, não é aplicada em pequenas construções. Inevitável à utilização de grandes equipamentos para a sua montagem e transporte, mão de obra especializada e por fim, o projeto não aceita mudanças ou adaptações de última hora.
Mesmo assim o Concreto pré-moldado está sempre em expansão, pois suas características favoráveis estão sendo maximizada cada vez mais no quesito de prevenções de problemáticas em meio a processo de produção dos elementos, garantindo um sistema rápido e eficaz somado a liberdade na escolha do sistema de vedação e instalações prediais.















4. Conclusão
O ideário de pré-moldado na construção civil sempre foi bem visado, por ser um sistema que oferece vantagens incomparáveis como a agilidade. Por isso, é utilizado desde a idade antiga da historia, e que veio se aperfeiçoando com auxílio da tecnologia.
Assim surgiu o sistema em esqueleto pré-fabricado de concreto, demonstra-se um sistema estrutural promissor na construção civil por oferecer inúmeras vantagens em sua totalidade, pois seus elementos (pilares, vigas e lajes) são projetados de forma a confeccionar benefícios como agilidade, qualidade, redução de serviço e materiais (por ser muito bem planejado) e também sustentável pôr dispensar uso de madeira em seu processo de moldagem.
Assim com o tecnológico em âmbito na construção e a procura por uma obra mais ágil, com qualidade e sustentável, o sistema esqueleto pré-fabricado de concreto torna-se uma opção muito forte em meio ao mercado da construção civil.
Mesmo possuindo algumas desvantagens como necessidade de maiores investimentos iniciais e utilização de grandes maquinários, suas vantagens se sobressaem por tais propiciarem uma obra inovadora em todos os quistos qualitativos, satisfazendo todas as necessidades de uma obra.














5. Referencias Bibliográficas

Associação Brasileira De Normas Técnicas - ABNT. NBR 9062: Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro: ABNT, 2006.

ACKER. A. V. MANUAL DE SISTEMAS PRÉ-FABRICADOS DE CONCRETO. 2002. Pag.2. Disponível em < http://www.ceset.unicamp.br/~cicolin/ST%20725%20A/mpf.pdf>. Acesso em 13 maio. 2015

CARNEIRO, L. R. S. ESTUDO GERAL DOS PRINCIPAIS SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO NO BRASIL. 2013. p.25,28,30,31. Trabalho Conclusão de Curso (graduação) - Universidade da Amazônia, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – CCET, Curso de Engenharia Civil, Belém, 2013. Disponível em. Acesso em: 10 maio. 2015

EL DEBS, M. K. Concreto pré-moldado: fundamentos e aplicações. São Carlos: EESC-USP, 2000.

HELENE, P. R. L; Manual para reparo, reforço e proteção de estruturas de concreto. 2 ed. São Paulo: Pini, 1992.

TEIXEIRA, E. H. S; Manual técnico de pré-fabricados de concreto. ABCIC, São Paulo: Projeto, 1986.

MARCOS NETO, N. ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO PARA EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS: UMA ANÁLISE CRÍTICA. 1998. 150 f. Dissertação (Mestrado). Universidade de Engenharia de São Carlos, São Paulo, 1998.

MILANI, Cleovir; et al. PROCESSO CONSTRUTIVO DE ELEMENTOS PRÉ-MOLDADO DE CONCRETO ARMADO: DETECÇÃO DE MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS. Risco: Artigos e Ensaios, São Paulo, 2012. Disponível em: Acesso em: 13 maio. 2015.

MIZUMOTO, Camilo; MARIN, Marcelo; SILVA, Mauro. ASPECTOS TÉCNICOS REFERENTE A SISTEMÁTICA DE CONTROLE E PRODUÇÃO DA LAJE ALVEOLAR DE CONCRETO PRÉ-FABRICADO. 3º Encontro Nacional de Pesquisa-Projeto-Produção em concreto pré-moldado; São Paulo, 2013. [Internet] Disponível em: . Acesso em: 13 maio. 2015.

VTN. SISTEMA CONSTRUTIVO PRÉ-MOLDADO. Disponível em: . Acesso em: 9 maio. 2015.