Comparação Pré Fabricados X in Loco

ANA PAULA MARANGONI

COMPARAO DO SISTEMA PR-FABRICADO COM O SISTEMA MOLDADO IN LOCO EM UM EDIFCIO RESIDENCIAL DE QUATRO

PAVIMENTOS

JOINVILLE - SC

2006

1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CINCIAS TECNOLGICAS CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEC

ANA PAULA MARANGONI


PAVIMENTOS

Trabalho de concluso de curso apresentado Universidade do Estado de Santa Catarina para obteno do ttulo de bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Jorge Herbert Mayerle

JOINVILLE SC

2006

2

ANA PAULA MARANGONI


PAVIMENTOS

Trabalho de Concluso de Curso aprovada como requisito parcial para obteno do grau de bacharel, no curso de graduao em Engenharia Civil da Universidade do Estado de Santa Catarina.

Banca Examinadora:

Orientador: _________________________________________________________ Jorge Herbert Mayerle Especialista

Membro: _________________________________________________________ Sandra D. Kruger Alves Mestre

Membro: _________________________________________________________ Nelson Alvares Trigo Mestre

JOINVILLE, 01/12/2006

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AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a Deus.

Aos meus pais que de modo muito especial, contriburam e me incentivaram a

conquistar meu objetivo.

Para que este trabalho se tornasse possvel, foi necessrio empenho e dedicao,

porm algumas pessoas foram essenciais.

Ao Professor Jorge Herbert Mayerle pela ajuda e interesse, com que orientou este

trabalho.

Cassol Estruturas Pr-fabricadas, que forneceu os projetos e oramentos dos pr-

fabricados. Especialmente Eng Silvana Fagundes Marangoni, ao Desenhista Edinaldo

Stadler e ao Diretor Comercial Aguinaldo Mafra Junior.

Engest, que contribuiu com os projetos do sistema convencional, oportunizando o

estudo do sistema.

Aos familiares e amigos, que ajudaram de diversas maneiras, contribuindo para que a

pesquisa fosse possvel.

4

RESUMO

O setor da construo civil tem se consolidado cada vez mais, pela racionalizao da construo, visando a reduo da ocorrncia de erros, minimizao das perdas e diminuio do tempo ocioso, aumentando, desta forma a produtividade. Este trabalho apresenta uma anlise entre o sistema construtivo pr-fabricado e o moldado in loco, para que se possa comparar ambos os sistemas no que se refere a tempo de execuo, quantidade de materiais e custo final da superestrutura. Para isso foi utilizado o Edifcio Tahiti, como um estudo de caso, buscando as informaes necessrias para se fazer a mesma edificao com o sistema de pr-fabricao e com o sistema moldado in loco podendo-se assim, analisar os dois sistemas. Os resultados apresentados mostram que o custo do sistema moldado in loco, neste caso, consideravelmente menor.

Palavras-chave: pr-fabricao, industrializao, racionalizao.

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ABSTRACT

The civil construction has been consolidated by the optimization of this system aiming the reduction of errors, minimization of losses and decreasing the idle time, increasing productivity. This project presents an analysis between the pre-manufactured constructive system and the conventional one in terms of time of execution, quality of materials and the final cost of the superstructure. In order to do this, the Tahiti Building was used as a study case; a research was made and all the necessary information to build the same building with the pre-manufactured and the conventional system was obtained. The results presented show that the cost of the conventional system, in this case, is considerably lower.

6

SUMRIO

SUMRIO............................................................................................................................ 6 1 INTRODUO................................................................................................................. 8

1.1 INTRODUO ............................................................................................................... 8 1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 9 1.3 OBJETIVOS .................................................................................................................. 10 1.3.1 Objetivo Geral............................................................................................................. 10 1.3.2 Objetivos Especficos .................................................................................................. 10 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................................... 11

2 REVISO BIBLIOGRFICA ....................................................................................... 12 2.1 CONSIDERAES INICIAIS - DEFINIES............................................................. 12 2.1.1 Racionalizao ............................................................................................................ 13 2.1.2 Industrializao ........................................................................................................... 13 2.2 HISTRICO.................................................................................................................. 14 2.3 TIPOS DE CONCRETO ................................................................................................ 17 2.3.1 Pr-moldado de fbrica ............................................................................................... 18 2.3.2 Pr-moldados no canteiro de obras .............................................................................. 18 2.3.3 Pr-moldado de seo completa................................................................................... 18 2.3.4 Pr-moldado de seo parcial ...................................................................................... 19 2.3.5 Pr-moldado pesado .................................................................................................... 19 2.3.6 Pr-moldado leve ........................................................................................................ 19 2.3.7 Pr-moldado normal.................................................................................................... 19 2.3.8 Pr-moldado arquitetnico .......................................................................................... 20 2.4 APLICAO DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS PR-MOLDADOS .......................... 20 2.4.1 Residncias e edifcios de apartamentos ...................................................................... 20 2.4.2 Escritrios, hospitais e escolas..................................................................................... 21 2.4.3 Edifcios industriais (galpes) e comerciais ................................................................. 21 2.4.4 Estacionamentos.......................................................................................................... 22 2.5 PROJETOS.................................................................................................................... 22 2.6 VANTAGENS ............................................................................................................... 23 2.6.1 Tcnicas ...................................................................................................................... 24

7

2.6.2 Sociais ........................................................................................................................ 24 2.6.3 Econmicas................................................................................................................. 25 2.7 DESVANTAGENS........................................................................................................ 25 2.7.1 Tcnicas ...................................................................................................................... 25 2.7.2 Sociais ........................................................................................................................ 26 2.7.3 Econmicas................................................................................................................. 26 3 ESTUDO DE CASO: EDIFICIO TAHITI..................................................................... 27

3.1 OBJETIVOS DA PESQUISA ........................................................................................ 27 3.2 MTODO DE ABORDAGEM ...................................................................................... 27 3.3 EDIFCIO TAHITI ........................................................................................................ 29 3.4. DESCRIO DO SISTEMA PR-FABRICADO ........................................................ 30 3.4.1 Superestrutura ............................................................................................................. 30 3.4.2 Concreto ..................................................................................................................... 31 3.4.3 Armadura .................................................................................................................... 32 3.4.4 Capa de concreto......................................................................................................... 33 3.4.5 Execuo..................................................................................................................... 33 3.4.6 Custos ......................................................................................................................... 34 3.5 DESCRIO DO SISTEMA MOLDADO IN LOCO.................................................... 35 3.5.1 Superestrutura ............................................................................................................. 35 3.5.2 Concreto ..................................................................................................................... 35 3.5.3 Armadura .................................................................................................................... 36 3.5.4 Formas ........................................................................................................................ 36 3.5.5 Execuo..................................................................................................................... 37 3.5.6 Custos ......................................................................................................................... 37 3.6 ANLISE DOS RESULTADOS ................................................................................... 39 4 CONCLUSO................................................................................................................. 41

REFERNCIA BIBLIOGRAFICA .................................................................................. 42

ANEXOS A PROJETOS ARQUITETONICOS............................................................ 44

ANEXOS B PROJETOS PR-FABRICADO ............................................................... 48 ANEXOS C ORAMENTO DO PR-FABRICADO................................................... 50 ANEXOS D PROJETOS ESTRUTURAIS DO MOLDADO IN LOCO ...................... 54

8

1 INTRODUO

1.1 INTRODUO

Para atender as novas exigncias do mercado, as empresas de construo civil buscam

melhoria da produtividade, qualidade e custo de seus processos e produtos. Este investimento

se justifica, principalmente, pela alta demanda habitacional no Brasil.

Frente a isso, a construo civil brasileira vem passando por um processo de mudanas

e melhorias considerveis. Em um ambiente de inflao controlada e competitividade em alta,

os ganhos de gesto e produtividade so cada dia mais importantes e imprescindveis, fazendo

com que a industrializao do processo construtivo fique em evidncia.

A utilizao do sistema construtivo pr-fabricado em concreto proporcionou um

grande avano neste sentido, facilitando o gerenciamento, revelando ganhos e garantindo o

controle da obra nas diversas etapas do empreendimento. Em vez da intensiva fiscalizao o

engenheiro de obra passa ento a cumprir as especificaes do projeto, a traar metas,

buscando tcnicas construtivas adequadas e acompanhar os resultados, direcionando dessa

forma, a responsabilidade pela produo das partes da obra para os fabricantes.

Dentre as principais vantagens do emprego de pr-fabricados como soluo

construtiva est a rapidez de execuo e entrega da obra, reduo e controle rigoroso dos

9

custos e retorno mais rpido do investimento. Alm disto, este sistema se aplica diferentes

tipos de obras, tais como, residenciais, industriais, comerciais, hotis, escolas, entre outras.

Os edifcios residenciais de quatro pavimentos, que por suas caractersticas intrnsecas

so tipicamente reconhecidos como construes de baixo custo, constituem-se em razovel

opo de moradia para habitao de baixa renda. A soluo de projeto de quatro apartamentos

por andar proporciona a reduo de espaos comuns de acesso s escadas dos apartamentos,

possibilitando a implantao de escadas e hall numa mesma rea que ter as dimenses

estritamente necessrias para essa finalidade. Em geral, no necessitam de elevadores, item

importante tambm na reduo de seu custo final. A predominncia no pas de conjuntos

habitacionais de edifcios onde o nmero de pavimentos igual a quatro sinaliza a tendncia

de que seja esse o tipo de edificao mais econmica. (BRAZ, 2000, p. 2).

1.2 JUSTIFICATIVA

O sistema construtivo pr-fabricado, aplicado com muito sucesso em todo o mundo,

vem se tornando cada dia mais comum no Brasil, pois a economia, facilidade de execuo,

alta produtividade e qualidade so os principais fatores que devem influenciar no momento da

deciso do tipo de estrutura a ser adotada.

Assim, surgiu o interesse em pesquisar o sistema construtivo em pr-fabricado,

analisando o seu surgimento, aplicaes, vantagens e deficincias e comparando-o, atravs de

um estudo de caso, ao sistema convencionalmente adotado e obtendo os custos reais de ambos

os sistemas.

10

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo Geral

O objetivo dessa pesquisa o estudo da viabilidade dos sistemas pr-fabricados. Para

isso ser elaborada uma comparao tcnica-econmica entre o sistema construtivo pr-

fabricado e o sistema construtivo moldado in loco para um edifcio residencial de quatro

pavimentos com quatro apartamentos por pavimento, ficando essa anlise restrita

superestrutura do Edifcio Tahiti.

1.3.2 Objetivos Especficos

Como objetivos especficos tm-se:

- Medir o consumo de materiais;

- Avaliar os custos da superestrutura pr-fabricada;

- Avaliar os custos da superestrutura moldado in loco;

- Obter o valor real de economia que um processo construtivo de um bloco de 4

pavimentos possui em relao aos outros estudados;

- Avaliar os processos construtivos estudados;

- Conhecer as vantagens e desvantagens dos sistemas pr-fabricados.

11

1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho foi organizado em 4 captulos, de forma a atender aos objetivos e

proporcionar ao leitor uma agradvel leitura, com entendimento claro das etapas da pesquisa:

Captulo 1 Introduo: enfatizada a importncia da pesquisa, sendo apresentadas

justificativas, objetivos gerais e especficos do trabalho.

Captulo 2 Reviso bibliogrfica: apresentam-se atravs de referncias bibliogrficas

as definies de pr-fabricao e pr-moldagem, um histrico da pr-fabricao, alm da

utilizao dos pr-fabricados e suas vantagens e desvantagens.

Captulo 3 Estudo de caso: Apresenta o edifcio a ser estudado e feita a descrio

do mesmo quando feito pelo sistema pr-fabricado e pelo sistema moldado in loco. Tem-se

ainda, a anlise dos resultados, concluindo qual a melhor opo para o edifcio em questo

Captulo 4 Concluso: Anlise conclusiva do trabalho.

12

2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 CONSIDERAES INICIAIS - DEFINIES

... concreto pr-moldado corresponde ao emprego de elementos pr-moldados de

concreto, ou seja, ao emprego de elementos de concreto moldados fora de sua posio

definitiva de utilizao na construo. (DEBS, 2000. v, grifo nosso).

Construo pr-fabricada toda aquela em que suas partes constituintes so, em sua

maioria, executadas previamente em canteiro ou em fbrica, com a preciso dos mtodos

industriais. (SOUZA et al, 1998, p. 363, grifo nosso).

... industrializao da construo o emprego, de forma racional e mecanizada, de

materiais, meios de transporte e tcnicas construtivas, para se conseguir uma maior

produtividade. (ORDNEZ apud DEBS, 2000, p. 5, grifo nosso).

A NBR 9062/85, Projetos e execuo de estruturas de concreto pr-moldado, difere

tambm os pr-fabricados dos pr-moldados segundo controle de qualidade. Os pr-

fabricados executados sob condies rigorosas de controle de qualidade que conforme o item

12.2 so produzidos com recursos adequados e dispem de pessoal, organizao de

laboratrios e demais instalaes para o controle de qualidade. Por outro lado, os pr-

moldados, pelo item 12.3 da norma (p.35), so produzidos em condies menos rigorosas de

controle de qualidade. Devem ser inspecionados individualmente ou por lotes, atravs de

13

inspetores do prprio construtor, da fiscalizao do proprietrio ou de organizaes

especializadas, dispensando-se a existncia de laboratrios.

Apesar de possuir conceitos distintos, pr-moldagem, pr-fabricao e industrializao

da construo esto relacionadas entre si como afirmou Debs (2000, p. 11): A grosso modo,

pode-se dizer que a pr-moldagem aplicada produo em grande escala resulta na pr-

fabricao, que, por sua vez, uma forma de buscar a industrializao da construo.

Essas definies mostram que a pr-moldagem pode apresentar duas diretrizes, uma

delas utilizada como uma forma de buscar a industrializao da construo, por meio da pr-

fabricao e na outra como forma de racionalizar a construo das estruturas de concreto.

2.1.1 Racionalizao

A racionalizao est fundamentada na otimizao dos recursos materiais, humanos,

organizacionais, energticos, tecnolgicos, temporais e financeiros, eliminando os

desperdcios gerados em obra para obter um produto que satisfaa as necessidades dos

usurios da melhor maneira possvel.

Um dos principais objetivos da racionalizao de produtos e processos , sem dvida,

a reduo do preo final do produto, que um fator decisivo para a sobrevivncia das

empresas. (SILVA, 2002).

2.1.2 Industrializao

Sabbatini (aput Silva, 2002, p. 13) define industrializao como:

um processo evolutivo que, por meio de aes organizacionais e da implementao de inovaes tecnolgicas, mtodos de trabalho e tcnicas de

14

planejamento e controle, objetiva incrementar a produtividade e o nvel de produo e aprimorar o desempenho da atividade construtiva.

A industrializao est diretamente ligada padronizao, que beneficia o produto

final na forma de reduo de custos devido utilizao racional de materiais, equipamentos e

mo-de-obra, sem desperdcio nem retrabalho. O controle e o aperfeioamento da qualidade

tornam-se possveis, uma vez que a qualidade dos processos passa a ser mensurvel e

qualquer problema facilmente detectvel. (SOUZA et al, 1997).

Dessa forma, Bruna (1976 apud Silva, 2002) define:

INDUSTRIALIZAO = RACIONALIZAO + MECANIZAO

A industrializao do sistema pr-fabricado quando se realiza com base em elementos

disponveis no mercado chama-se industrializao de ciclo aberto. E quando no permite

intercambialidade dos elementos, ou seja, no possvel utilizar outros elementos alm

daqueles do sistema, industrializao de ciclo fechado. (DEBS, 2000).

2.2 HISTRICO

O homem, ao longo de sua existncia, experimentou inmeras maneiras de se abrigar.

Em cada poca, conforme as necessidades e as disponibilidades, tratou de projetar e construir

seu espao da melhor forma possvel. Surgiram diversas tcnicas a partir da descoberta de que

a habitao poderia ser construda de forma semelhante s cavernas. Se a natureza remontou

rocha sobre rocha e preservou os espaos internos para que o ser vivo os utilizasse como

espao de moradia, o homem tambm poderia montar uma habitao colocando rocha sobre

rocha. (BRAZ, 2001, p.6). Essa tcnica construtiva, seria a base para os sistemas que ainda

hoje utilizamos. (BRAZ. 2001).

15

A construo pr-fabricada de concreto, por sua vez, acabou consolidando-se como a

forma mais vivel e mais difundida para se promover a industrializao da construo,

tomando um impulso sem precedentes no perodo do segundo ps-guerra, pela necessidade de

se reconstruir inmeras cidades arrasadas.

As primeiras peas de concreto armado, o barco de Lambot, em 1848 e os vasos de

Monier, em 1849, foram elementos pr-moldados, o que confirma a pr-moldagem no

desenvolvimento do concreto armado.

A primeira construo com o emprego de elementos pr-moldados foi,

provavelmente, o cassino de Biarritz, na Frana, em 1891, na qual as vigas foram pr-

moldadas. (DEBS, p. 29).

A seguir, alguns marcos importantes relatados por Debs, (2000, p. 29):

1895 a construo de Weavnes Mill considerada a primeira construo de estrutura aporticada com concreto pr-moldado na Inglaterra;

1900 surgem os primeiros elementos de grandes dimenses para cobertura nos Estados Unidos (estes elementos tinham 1,20 metros de altura, 5,10 metros de largura e 0,05 metros de espessura e foram colocados sobre estrutura metlica);

1905 so executados elementos de piso para um edifcio de quatro andares nos Estados Unidos;

1906 comeam a ser executados na Europa os que devem ser considerados os primeiros elementos pr-fabricados as vigas trelia Visintini e estacas de concreto armado;

1907 todas as peas para as construes de um edifcio industrial foram pr-moldadas no canteiro, nos Estados Unidos, pela Edson Portland Co., pertencente ao clebre inventor Thomas Alva Edson;

1907 surgem as pioneiras aplicaes do processo Tilp-up nos Estados Unidos, no qual as paredes so moldadas sobre o solo e depois levantadas para a posio vertincal.

Em 1904, na Inglaterra, o arquiteto John Brodie projetou e construiu um edifcio de

trs andares com estrutura de parede portante em concreto pr-moldado, que tornou-se

polmica e trouxe aspectos negativos no desenvolvimento dos pr-fabricados.

16

...O governo, que havia patrocinado o sistema de Brodie, querendo encontrar uma soluo para o problema do dficit habitacional, obrigou-o a superdimensionar os painis para obedecer aos cdigos oficiais sobre as espessuras das paredes, resultando assim no triplo do custo previsto por Brodie, o que motivou a interrupo prematura do sistema proposto. (FERNNDEZ Ordez apud MOUNIR, 2000, p. 29).

A pr-fabricao desenvolveu-se primeiramente em locais onde a mo-de-obra era

mais onerosa, ou em que os programas sociais de governo exigiam fornecimento de habitao

em larga escala, ou seja pases mais desenvolvidos como EUA, Frana, Alemanha e vrios

pases do Leste Europeu. No Brasil e em outros pases com mo-de-obra relativamente barata

a pr-fabricao no obteve a mesma aceitao, tendo uma utilizao considervel somente a

partir da dcada de 70 e possuindo hoje grandes indstrias de pr-fabricados, alm de

inmeras de mdio e pequeno porte (SOUZA et al, 1998).

Debs em 2002, defende que a aplicao da pr-moldagem, ainda limitada no Brasil.

Apesar de ser aplicada em todos os campos da construo civil, ela tem sido mais intensa na

construo de galpes e em certos componentes como elementos de lajes, estacas, pontes e

tubos circulares de concreto para drenagem e esgotos.

A possibilidade de produo seriada de edifcios industrializados, quer em suas partes

fundamentais, quer em sua totalidade, uma realidade e a indstria da construo civil est

apta a dar um grande salto, superando num curto espao de tempo a defasagem tecnolgica do

setor e alcanando um nvel de industrializao equivalente quele que j visvel nos pases

desenvolvidos (CAMPOS, 2006).

Segundo Campos (2006) vrios obstculos precisam ser rompidos, pois no so

somente os fatores tecnolgicos os maiores obstculos difuso de pr-fabricao no Brasil,

so eles:

- Demonstrao da validade do sistema para a superao das demandas

existentes, tomando como exemplo as experincias dos pases desenvolvidos;

17

- Rompimento do paradigma que a construo pr-fabricada, traz uniformidade e

rigidez na arquitetura;

- Demonstrao de que as novas obras pr-fabricadas possuem qualidades

intrnsecas relativas ao nvel de acabamento e ao atendimento das exigncias

de conforto do usurio final;

- Considerao de que existem novas tecnologias base de cimento, tais como

CAD (concreto de alto desempenho) e os compsitos;

- Apresentao de obras nacionais e internacionais que tenham um carter

inovador e que tragam uma contribuio objetiva no sentido de aplicao de

novos conceitos inerentes construo pr-fabricadas em concreto

(industrializao de ciclo aberto).

2.3 TIPOS DE CONCRETO

Segundo Debs, em 2000, os elementos pr-moldados podem ser classificados de

diversas formas, conforme mostra a tabela 1:

Tabela 1: Classificao dos concretos pr-moldados

Classificao Tipos de concreto pr-moldados Local de produo dos

elementos Pr-moldado de fbrica Pr-moldado de canteiro

Incorporao de material para ampliar a seo resistente no local de utilizao definitivo

Pr-moldado de seo composta Pr-moldado de seo parcial

Categoria do peso dos elementos Pr-moldado pesado Pr-moldado leve

Papel desempenhado pela aparncia Pr-moldado normal Pr-moldado arquitetnico

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2.3.1 Pr-moldado de fbrica

Executado em instalaes permanentes distantes da obra. Por isso deve-se considerar a

questo do transporte da fbrica at a obra, tanto no que se refere ao custo dessa atividade

como no que diz respeito obedincia aos gabaritos de transporte e s dificuldades de

transporte. A capacidade de produo da fbrica e a produtividade do processo, que dependem

principalmente dos investimentos em frmas e equipamentos, podem ser pequenas ou

grandes, com tendncia maior ao ltimo caso.

2.3.2 Pr-moldados no canteiro de obras

Executada em instalaes temporrias nas proximidades da obra. Possui a vantagem

de necessitar de um investimento inicial menor, pois suas instalaes podem ser mais ou

menos sofisticadas, dependendo da produo e da produtividade que se deseja. Para esse tipo

de elemento no se tem o transporte a longa distncia e, portanto, as facilidades de transportes

e a obedincia a gabaritos de transporte no so condicionantes para seu emprego. Alm

disso, esse tipo de elemento no est sujeito a imposto referentes produo industrial e

circulao de mercadorias.

2.3.3 Pr-moldado de seo completa

Sua seo resistente formada fora do local de utilizao definitivo. Eventualmente,

na aplicao deste tipo de pr-moldado pode ocorrer o emprego de concreto moldado no local,

em ligaes ou como regularizao, mas no visando ampliar a seo resistente.

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2.3.4 Pr-moldado de seo parcial

Inicialmente moldado apenas com parte da seo resistente final, que posteriormente

completada na posio de utilizao definitiva com concreto moldado no local. Com o

emprego de elementos pr-moldados de seo parcial h maior facilidade na realizao das

ligaes, alm da concretagem no local propiciar um certo monolitismo estrutura.

2.3.5 Pr-moldado pesado

Considera-se pr-moldado pesado aquele que necessita de equipamentos especiais

para o transporte e a montagem, adotando-se como valor de referncia acima de 500 kgf.

2.3.6 Pr-moldado leve

O pr-moldado leve ser aquele que no necessita de equipamentos especiais para o

transporte e montagem, podendo-se improvisar os equipamentos ou at mesmo atingir a

situao em que a montagem possa ser manual. Adotam-se valores abaixo de 30 kgf. Um

exemplo, muito utilizado desse tipo de pr-moldado so as vigotas pr-moldadas utilizadas

para execuo de lajes.

2.3.7 Pr-moldado normal

O pr-moldado normal aquele em que no h preocupao alguma em relao

aparncia do elemento.

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2.3.8 Pr-moldado arquitetnico

Qualquer elemento de forma especial ou padronizada que mediante acabamento,

forma, cor ou textura contribui na forma arquitetnica ou em efeito de acabamento da

construo. Esses elementos podem ou no ter finalidade estrutural e so normalmente

utilizados nas fachadas, na forma de painis ou como frma permanente, na restaurao de

edifcios antigos e esculturas.

2.4 APLICAO DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS PR-MOLDADOS

A aplicao dos sistemas construtivos pr-moldados est intimamente ligada

tipologia da edificao, a qual depende muito da sua funo: residencial, comercial, indstrial,

etc. A seguir so apresentadas as principais utilizaes dos pr-moldados.

2.4.1 Residncias e edifcios de apartamentos

Apesar de ser muito utilizada nos pases do Norte Europeu, o sistema pr-moldado

ainda apresenta pouca aceitao em obras residenciais no Brasil. Conforme descrito pela

Associao Brasileira de Construo Industrializada de Concreto, ABCIC, a inconvenincia

do sistema est relacionada com uma menor flexibilidade no projeto, onde quase impossvel

fazer adaptaes futuras. Porm apresentam vantagens como a rapidez de instalao, o bom

isolamento acstico e a resistncia ao fogo.

Os vos e as cargas de utilizao neste caso so relativamente pequenos. Em relao a

altura, podem ser classificados em edifcios de pequena altura e de grande altura, sendo que

21

nos de pequena altura o efeito das aes laterais devido ao vento pequeno, possibilitando o

emprego de sistemas estruturais mais simples entre os elementos (DEBS, 2000).

As residncias e os edifcios de apartamentos so geralmente projetados com sistemas

estruturais com painis, onde uma parte dos painis estrutural e a outra possui apenas funo

de fechamento.

Segundo a ABCIC, uma soluo so os painis pr-fabricados utilizados comumente

para os fechamentos externos entre os apartamentos ou nas fachadas, cobrindo toda a largura

dos apartamentos ou da residncia com lajes de vos maiores. Neste caso, as divises internas

podem ser feitas com materiais tradicionais, tais como blocos de gesso, blocos de alvenaria ou

divisrias de gesso acartonado.

2.4.2 Escritrios, hospitais e escolas

Neste caso so importantes a flexibilidade do layout e a esttica. Assim os sistemas

estruturais mais adequados so os esqueletos e os mistos, com paredes portantes nas fachadas,

sendo que os elementos de piso podem ser apoiados diretamente nos elementos de fachada.

Segundo a ABCIC a tendncia atual para edifcios de escritrio criar grandes espaos

internos com os vos dos pisos de at 18 a 20 metros (DEBS, ABCIC).

2.4.3 Edifcios industriais (galpes) e comerciais

Os galpes se caracterizam por estruturas em que predominam os grandes vos livres

para ocupao interna, normalmente sem pavimentos intermedirios e protegidos por

cobertura em telhas com suporte metlico ou de concreto (MELO, 2004).

Nestes edifcios a flexibilidade de layout e a possibilidade de ampliaes so

importantes. Utilizam-se, normalmente, sistemas com traves aporticadas, onde a estabilidade

conseguida pela engastamento dos pilares nas fundaes (DEBS, 2000).

22

2.4.4 Estacionamentos

Segundo a ABCIC, em estacionamentos os requisitos principais de projeto so grandes

vos abertos com poucos pilares internos. Esse tipo de construo emprega geralmente

sistemas de estruturas com esqueletos, podendo existir solues alternativas, como no caso de

estacionamentos divididos em nveis, com rampas retas entre pisos intermedirios, que

constituem a rea de estacionamento.

2.5 PROJETOS

Todos os sistemas construtivos exigem sintonia na execuo dos projetos. Os

projetistas devem conhecer as potencialidades e limitaes dos processos e atuarem em

conjunto para aproveitar suas vantagens.

O processo de projeto marcado, via de regra, por uma srie de definies, quer das

caractersticas do produto, quer das atividades produtivas, repercutindo em uma elevada

improvisao em obra, para a qual so delegadas importantes decises que poderiam ser

estudadas e elaboradas durante a fase de projeto do empreendimento.

Segundo ABCIC muito importante compreender que possvel se obter um melhor

projeto para a estrutura pr-moldada, se a estrutura for concebida com a pr-moldagem desde

o projeto preliminar e no meramente adaptada de um mtodo tradicional de concreto

moldado no local.

A Associao afirma que na concepo dos projetos devem ser observados os

seguintes pontos:

- respeito filosofia especfica do projeto;

23

- utilizao de solues padronizadas sempre que possvel;

- evitar detalhes muito complicados e vulnerveis;

- considerar as tolerncias dimensionais;

- vantagens do processo de industrializao.

O projeto das estruturas pr-moldadas e das moldadas no local diferenciam-se pela

necessidade de considerar situaes transitrias, como desmoldagem, transporte,

armazenamento e montagem, alm da situao final da estrutura e as particularidades das

ligaes entre os elementos pr-moldados que formam a estrutura. (DEBS, 2000)

Conforme afirmou Larcio Gil, da ABCP revista Tchne (2001), a compatibilizao

de projetos essencial num sistema industrializado. A impossibilidade de alterar as

caractersticas das peas durante a execuo torna a interface entre projetos potencialmente

mais problemtica do que no mtodo convencional.

As instalaes podem ser parcialmente integradas nas unidades pr-moldadas. Dutos e

caixas para adaptaes eltricas podem ser moldadas nos elementos de painis, tubulaes de

gua pluvial no interior de colunas e elementos de fachadas e os alvolos das lajes podem

incorporar dutos e tubulaes.

2.6 VANTAGENS

Comparado aos mtodos de construo tradicionais, os sistemas pr-fabricados tm

muitas caractersticas positivas, tanto de ordem tcnica e econmica, quanto social, assim

descritas:

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2.6.1 Tcnicas

- Facilidade na elaborao de projeto, em especial na resoluo de detalhes;

- Melhoria da qualidade dos trabalhos realizados mecanicamente, em

comparao com os manuais, atravs do desenvolvimento e inovaes

tecnolgicas de processos construtivos;

- Melhor aproveitamento das sees resistentes;

- Facilidade para realizar o controle de qualidade, pois emprega equipamentos

controlados para o preparo do concreto, utiliza aditivos para conseguir os

desempenhos mecnicos especficos para cada classe de concreto e o

adensamento e a cura so executados em condies controladas;

- Necessidade de menos juntas de dilatao que na construo tradicional;

- Possibilidade de evitar as interrupes da concretagem;

- Possibilidade de recuperao de elementos ou partes da construo em certas

desmontagens;

- Desaparecimento quase total das frmas;

- Facilidade na utilizao da proteno, aumentando a capacidade ltima de

flexo, o momento de fissurao e a carga de servio;

- A instalao pode continuar mesmo no inverno rigoroso.

2.6.2 Sociais

- Diminuem o nmero de acidentes de trabalho;

- Proporcionam segurana de emprego;

- Trabalho protegido das intempries climticas durante a execuo;

- Eleva a remunerao dos trabalhadores;

25

- o meio mais real e efetivo que se tem ao alcance para tentar reduzir o dficit

mundial de construo;

2.6.3 Econmicas

- Produz economia reduzindo consideravelmente os custos por causa da

potencializao e otimizao de materiais;

- Ocasiona economia de tempo de construo, obtendo-se um rpido retorno do

investimento;

- Evita a improvisao;

- mais apta para o cumprimento dos controles e recepo;

2.7 DESVANTAGENS

Da mesma forma, os sistemas pr-fabricados podem apresentar muitas desvantagens

em relao aos sistemas tradicionais:

2.7.1 Tcnicas

- Falta de monolitismo da construo, especialmente nas regies ssmicas;

- Problemas na resoluo das juntas;

- Necessidade de superdimensionar certos elementos, considerando situaes

desfavorveis durante o transporte ou na montagem;

- Incgnitas quanto confiabilidade de certos materiais ou sistemas;

- Devem ser respeitados os gabaritos de transporte;

26

- Grandes dificuldades para modificaes nas distribuies dos espaos

primitivos;

- Inadequao topografia e aos tipos de terrenos.

2.7.2 Sociais

- Produz desemprego;

- Aparecem para os trabalhos os inconvenientes prprios das linhas de produo;

- Especializa em excesso, incapacitando os trabalhadores para outros tipos de

trabalho.

- No aproveitamento da mo-de-obra no qualificada.

2.7.3 Econmicas

- , em geral, mais cara que a tradicional;

- Necessita de investimentos, em geral, considerveis, para iniciar a pr-

fabricao;

- Necessita de uma demanda de volume adequada;

- O transporte dos produtos mais caro que o das matrias-primas dos

componentes.

27

3 ESTUDO DE CASO: EDIFICIO TAHITI

3.1 OBJETIVOS DA PESQUISA

A proposta deste trabalho a comparao de custos entre dois edifcios de quatro

pavimentos com sistemas estruturais diferentes, porm derivados da mesma planta

arquitetnica. Sero estudados o sistema de execuo pr-fabricado e o sistema moldado in

loco.

A comparao se restringe superestrutura do edifcio, no sendo analisada a

fundao e nem os servios complementares, por exemplo, instalaes hidro-sanitrias e

eltricas. Isso se deve ao fato de que ambos os sistemas vo necessitar desses mesmos

servios.

3.2 MTODO DE ABORDAGEM

O ambiente que se encontra a obra um fator de grande importncia para obteno dos resultados deste trabalho. A pesquisa um estudo de caso mltiplo, sendo que os resultados apresentados, portanto, representam a

28

realidade vivenciada em um tipo de obra, com um tipo de gerencia e uma determinada poca do estudo. (SILVA, 2002. p.47).

Segundo Silva (2002, p.20), A comparao de custos na construo civil

dificultada porque o setor no produz um produto nico e padronizado. Para cada obra h

um projeto especfico composto de materiais adequados realidade deste projeto.

Ser utilizado o projeto arquitetnico do Edifcio Tahiti, construdo pela empresa

Engest, na cidade de Joinville, Santa Catarina. (ver Figura 1).

Figura 1 - Edifcio Tahiti

O levantamento de custos da superestrutura do edifcio ser realizado atravs de

solicitaes de oramentos junto s empresas de construo civil. O projeto e o oramento

29

do sistema pr-fabricado sero realizados pela empresa Cassol Pr-fabricados. J os custos

do sistema moldado in loco sero obtidos a partir dos projetos estruturais desenvolvidos

pela Engest.

3.3 EDIFCIO TAHITI

O edifcio em estudo possui 4 (quatro) pavimentos sem pilotis, 4 (quatro)

apartamentos de um dormitrio por andar e com reas variando entre 20 e 26 m2,

totalizando, aproximadamente, 526 m2.

O projeto arquitetnico completo o mesmo para ambos os sistemas e pode ser

visto no anexo A. Sendo o pavimento tipo conforme figura 2.

Figura 2 - Pavimento tipo

30

3.4. DESCRIO DO SISTEMA PR-FABRICADO

3.4.1 Superestrutura

No projeto estrutural apresentado pela Cassol (anexo B) a superestrutura composta

pelos elementos descritos na tabela 2.

Tabela 2 Superestrutura do sistema pr-fabricado

Quantidade Unidade Descrio 4 p Pilares 20x40x1550

12 p Pilares 20x40x1400 8 p Lance de escada

181 ml Viga apoio 20/10x50/30 20 ml Viga apoio 30x30

112 ml Viga de fechamento 15x50 338 m2 Laje alveolar LP15 (sc:175+200) V.mx.=4,90m 118 m2 Laje alveolar LP15 (sc:175+50) V.mx=4,90m

A superestrutura apresenta 4 pilares 20x40x1550 situados nos cantos da escada que

serviro para apoio do reservatrio superior (caixa dgua e barrilete) e outros 12 pilares

20x40x1400 de extremidade.

As vigas apresentam-se em 3 diferentes sees, sendo 181 metros lineares de vigas

20/10x50/30 para apoio das lajes, 20 metros lineares de seo 20x30 na caixa da escada e

outros 112 metros lineares de seo 15x50 para vigas de fechamento.

As lajes so do tipo alveolar, sendo 338 m2 com sobrecarga 375 kgf/m sendo 200

kgf/m para carga acidental e 175 kgf/m2 de carga permanente (revestimento+capeamento)

nos pavimentos tipo e 118 m2 para a laje da cobertura com sobrecarga de 225 kgf/m, sendo

50 kgf/m de carga acidental e 175Kgf/m carga permanente (revestimento+capeamento).

31

(ver figura 3). A empresa apresentou o sistema de lajes alveolares, por ser o nico tipo de

laje que comercializa, porm essas lajes so mais recomendadas para grandes vos e

sobrecargas altas, que no o caso do edifcio em estudo. Desta forma, o estudo vai se

expandir para a anlise de uma laje treliada, acreditando-se que esta pode ser mais vivel

economicamente.

figura 3 Exemplo de lajes alveolares

3.4.2 Concreto

Segundo o oramento da Cassol (anexo C, item 1 do tpico II), as peas atendem

classe de agressividade ambiental denominada como classe II do item 6.4.2 da NBR 6118-

32

2003, classe esta com agressividade ambiental moderada para regies urbanas com

pequeno risco de deteriorao da estrutura, para a qual enquadra-se a estrutura em estudo.

O volume de concreto utilizado segue a tabela 3 a seguir.

Tabela 3 Volume de concreto da superestrutura pr-fabricada

Descrio m3 Pilares 20x40x1550 4,96 Pilares 20x40x1400 13,44 Vigas 20/10x50/30 14,48 Vigas 30x30 1,8 Vigas 15x50 8,4 Escada 4,57 Laje 1, 2 e 3 pavto 36,25 Laje cobertura e barrilete 13,75

TOTAL 97,65

3.4.3 Armadura

A armadura no ser detalhada para o presente estudo, porm o oramento da

Cassol (anexo C, item I) sero utilizados os valores da tabela 4.

Tabela 4 Peso da armadura da superestrutura pr-fabricada

Ao Peso CA50 7000 kg

Cordoalha CP190 1130 kg TOTAL 8130 kg

33

3.4.4 Capa de concreto

No item III do oramento (anexo C), a Cassol recomenda que sobre a laje dever

ser executado capeamento em concreto fck mnimo de 30 Mpa, espessura mnima requerida

de 5 cm mais a contra-flecha admissvel por norma, com tela soldada, aos cuidados do

contratante. (estimativa de material para capeamento concreto=27m3, tela (Q138)

1.100kgf).

Figura 4 Exemplo de local que ser preenchimento com concreto

3.4.5 Execuo

O prazo para execuo da obra em estrutura pr-fabricada seria de

aproximadamente 41 dias que seriam divididos nas seguintes etapas, conforme apresenta a

tabela 5.

34

Tabela 5 Cronograma de execuo da estrutura pr-fabricada

EDIFICIO TAHITI 41 dias Recebimento Especificaes 0 dias Projeto 5 dias Produo 30 dias Mobilizao/Montagem 3 dias Acabamento 3 dias Entrega da Obra 0 dias

3.4.6 Custos

Construindo-se a superestrutura do edifcio Tahiti, conforme descrito nos itens

anteriores desde captulo, tem-se um valor final de R$ 140.896,00 utilizando-se lajes

alveolares e R$ 118.620,00 caso fossem utilizadas lajes treliadas, sendo divididos da

conforme apresentados na tabela 6.

Tabela 6 Custos da estrutura pr-fabricada

DESCRIO VALOR Estrutura principal (pilares e lajes) R$ 89.500,00 Lajes alveolares R$ 30.000,00 Lajes treliadas em enchimento de EPS R$ 29.120,00 Capa de concreto R$ 21.396,00 27m3 de concreto 30MPa bombeado R$ 6.426,00 535 m2 de tela soldada Q138 R$ 4.970,00 Mo-de-obra R$ 10.000,00 Total da estrutura com lajes alveolares R$ 140.896,00 Total da estrutura com lajes treliadas R$ 118.620,00

35

3.5 DESCRIO DO SISTEMA MOLDADO IN LOCO

3.5.1 Superestrutura

No sistema moldado in loco a superestrutura apresenta-se de forma diferente do

sistema pr-fabricado sendo projetada pela Engest (anexo D) com 24 pilares de seo 20 x

30 e 2 pilares com 20 x 40, sendo que os mesmos foram distribudos uniformemente

propiciando o uso da laje plana com altura de 14 cm. Nas laterais da laje utilizaram-se

ento vigas de seo (20 x 14) e na caixa da escada vigas com seo (10 x 50).

3.5.2 Concreto

Para o estudo da estrutura moldada in loco ser utilizado concreto industrializado,

que apesar de apresentar valores maiores do que o moldado in loco, quando acrescido da

mo-de-obra, torna-se mais vantajoso, alm de garantir maior qualidade s peas devido ao

controle de qualidade realizado pelas concreteiras.

Nos clculos da Engest o concreto possui um fck 18 MPa e o volume de concreto

dado pela tabela 7.

Tabela 7 Volume de concreto da estrutura moldada in loco

Discriminao 1 pavto cobertura

Vigas 2 m3 Lajes 58 m3

Pilares 20 m3 Escadas 5 m3 Total 85 m3

36

Sabe-se que existe uma diferena entre o volume de concreto calculado pelo projeto

e o volume realmente utilizado, pois existem perdas na obra, principalmente do concreto na

bomba. Segundo o estudo de caso realizado por Silva (2002) essas perdas so de

aproximadamente 9%. Ento pode-se considerar para efeitos de clculos que o volume final

de concreto ser de 93 m3.

3.5.3 Armadura

A tabela 9 indica o peso da armadura utilizada segundo os projetos da Engest

(anexo D).

Tabela 9 Peso do ao utilizado na estrutura moldada in loco

Ao Escada Vigas Laje Pilares Dimetro peso (kg) peso (kg) peso (kg) peso (kg)

3,4 65 CA-60 5,0 36 504 429 6,3 123 3 1052 8,0 70 264 10,0 987 1447

CA-50

12,5 96 110 Total 159 1660 1316 2051

Total = 5186

3.5.4 Formas

A rea total de formas calculada nos projetos da Engest de 848 m2, e para tanto

sero necessrios os seguintes materiais:

- 170 chapas de compensado resinado fenlico;

- 130 metros lineares de caibro de Cambar;

- 459 metros lineares de caibro de Pinus;

37

- 250 escoras de Eucalipto.

3.5.5 Execuo

Segundo a Engest o prazo de execuo da superestrutura do Edifcio Tahiti de

aproximadamente 60 dias.

3.5.6 Custos

Os custos foram obtidos atravs de oramentos na cidade de Joinville, portanto

aplicam-se ao comrcio local.

Construindo-se a superestrutura do edifcio Tahiti, conforme descrito nos itens

anteriores desde captulo, tem-se um valor final de R$ 66.825,00 divididos da seguinte

forma:

Armadura: R$ 14.648,94 (ver tabela 10)

Tabela 10 Custos da armadura da estrutura moldada in loco

Ao Preo Escada Vigas Laje Pilares Total Total Dimetro R$ peso (kg) peso (kg) peso (kg) peso (kg) peso (kg) R$

3,4 3,15 65 65 204,75 CA-60 5,0 3,15 36 504 429 969 3052,35 6,3 3,10 123 3 1052 1178 3651,8 8,0 2,86 70 264 334 955,24 10,0 2,57 987 1447 2434 6255,38

CA-50

12,5 2,57 96 110 206 529,42 Total = 14648,94

38

Concreto: R$ 173.00/m3 x 93 m3 = R$ 17.949,00

Formas:

- 170 chapas de compensado resinado fenlico x R$ 33,50 = R$ 5695,00;

- 130 metros lineares de caibro de Cambar x R$ 3,85 = R$ 500,50

- 459 metros lineares de caibro de Pinus x R$ 6,55 = R$ 3.006,45

- 250 escoras de Eucalipto x $ 2.00 = R$ 500,00

- Desmoldante = R$ 855,00

Total: R$ 10.556,95

Mo de obra:

Para o presente estudo ser utilizado a mo-de-obra terceirizada que para a regio

de Joinville tem valores mdios de R$ 35,00 por metro quadrado

R$ 35,00/m2 x 526 m2 = R$ 18.410,00

Projeto estrutural: R$ 10,00/m2 x 526 m2 = R$ 5.260,00 (ENGEST)

Tabela 11 Custos da estrutura moldada in loco

DESCRIO VALOR Armadura R$ 14.648,94 Concreto R$ 17.949,00 Formas R$ 10.556,95 Mo-de-Obra R$ 18.410,00 Projetos R$ 5.260,00

Total da estrutura R$ 66.825,00

39

3.6 ANLISE DOS RESULTADOS

O ambiente em que se encontra a obra, como dito anteriormente, de suma

importncia na anlise dos resultados, pois a escolha de um sistema construtivo leva em

conta muitos fatores, que podem baratear ou encarecer o mesmo.

A indisponibilidade de material na regio pode ser um fator crtico em ambos os

sistemas, pois se no houver fbricas por perto o transporte dos elementos pr-fabricados

pode encarecer muito o produto final, e o mesmo vale para os sistemas moldados in loco,

pois caso no existam distribuidores na regio da obra o preo se eleva. Com a mo-de-obra

no diferente, porm no sistema pr-fabricado o problema diminui, j que o nmero de

trabalhadores em obra bem menor, minimizando ainda os riscos de acidente de trabalho.

Fatores climticos tambm podem favorecer algum sistema. Regies com invernos

muito rigorosos no permitem o sistema moldado in loco durante esse perodo, tornando o

prazo de execuo dos pr-fabricados um fator positivo.

A partir dos dados apresentados na seo anterior pode-se comparar o material

utilizado em ambos os sistemas. O volume de concreto na estrutura moldado in loco foi

25% menor que o da pr-fabricada e a armadura 43,8% menor. Tais diferenas devem-se ao

fator da anlise estrutural dos dois sistemas, pois na estrutura pr fabricada existe a

necessidade de se considerar situaes transitrias correspondentes s fases de

desmoldagem, transporte, armazenamento e montagem. Outras razes so as

particularidades das ligaes entre os elementos pr-moldados que formam a estrutura.

Em relao ao prazo de execuo, a diferena foi de apenas 19 dias, sendo estimado

41 dias para o pr-fabricado e 60 dias para o moldado in loco. O pr-fabricado caracteriza-

40

se por apresentar prazos de execuo muito menores, j que no dependem de fatores

climticos e os produtos so padronizados, aumentando significativamente a produtividade.

Assim, essa diferena tende a aumentar muito em funo do tamanho e da complexidade da

obra, tornando-se vivel o uso de elementos pr-fabricados para obras grandes e que

exigem investimentos altos e com rpido retorno. A exemplo temos os shoppings centers e

os supermercados, que apresentam prazos de execuo muito longos quando se trata de

sistema moldado in loco, no se tornando vivel. Assim, em relao ao prazo de execuo o

sistema pr-fabricado no apresenta vantagens sobre o moldado in loco para o Edifcio

Tahiti, visto que o retorno financeiro de 13 dias no compensaria o alto investimento.

Aps serem levantados todos os custos pertinentes execuo da superestrutura do

Edifcio Tahiti, obteve-se uma diferena de 53% para a estrutura moldada in loco, ou seja,

caso fosse feito pela forma moldada in loco o custo final seria 53% menor do que o do

sistema pr-fabricado. Se fosse optado pelo sistema de lajes treliadas essa diferena

aumentaria para mais 10%, ficando a estrutura moldada in loco 43 % mais barata que a pr-

fabricada.

Com esse estudo de caso, observou-se que o sistema moldado in loco seria o mais

vantajoso para o Edifcio Tahiti, porm deve-se lembrar que a regio favorvel a ambos

os sistemas e que a diferena no prazo de execuo no alteraria o retorno financeiro, por se

tratar de um edifcio residencial.

41

4 CONCLUSO

Por si s, os elementos de concreto pr-fabricados tm um custo maior do que peas

similares moldadas in loco. No entanto, vrios benefcios indiretos podem fazer o sistema

moldado in loco perder para a opo industrializada. Em virtude das necessidades do

cliente, pode ser financeiramente interessante investir em construes pr-fabricadas, mais

rpidas e precisas.

Aps esse estudo, observou-se que para um edifcio de quatro pavimentos e quatro

apartamentos por pavimento na cidade de Joinville no vivel a utilizao do sistema pr-

fabricado, sendo ainda mais vantajoso a utilizao do sistema moldado in loco.

42

REFERNCIA BIBLIOGRAFICA

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43

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44

ANEXOS A PROJETOS ARQUITETONICOS

48

ANEXOS B PROJETOS PR-FABRICADO

50

ANEXOS C ORAMENTO DO PR-FABRICADO

54

ANEXOS D PROJETOS ESTRUTURAIS DO MOLDADO IN LOCO

Comparação Pré Fabricados X in Loco

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