PRÉ-FABRICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO (Docente: Jorge Barros)

COLECTÂNEA DE TESTES | PERGUNTAS E RESPOSTAS |

MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL | ISEL

Discentes: [Joana Cortesão ]

2015

1 | P á g i n a

1. No seu entender, quais são as principais vantagens e desvantagens da pré-fabricação na construção?

Vantagens:

Maior possibilidade de focar o empreendimento,

Melhoria na qualidade da gestão do projeto,

Garantia de qualidade e rapidez da obra,

Redução e eliminação de diversos custos indirectos ou de difícil contabilização,

Mais segurança no cumprimento do planeamento, obra sem desperdícios.

Menor estrutura (administrativa, fiscalização, laboratório e controle);

Obra menos dependente de variações climáticas;

Redução de horas de pessoal exposto ao risco;

Obra limpa e menor dano possível ao Ambiente;

Menor rotatividade da mão-de-obra;

Melhor organização do estaleiro da obra.

Desvantagens:

Exigem mão de obra especializada na fabricação e montagem.

Exigem a integração entre as várias áreas, arquitetura, sistemas auxiliares eletricos, hidraulicos e

mecânicos, estrutura, gerente de fabricação e de montagem.

Exigem especial atenção por parte do projetista na estabilidade global das estruturas sob a acção de

cargas horizontais e verticais, detalhes de ligação dos elementos, esforços durante a desmoldagem,

armazenamento, transporte e montagem dos elementos e adequação das peças aos equipamentos

de fabrico, transporte e lançamento das mesmas.

1- Refira três vantagens e outras tantas desvantagens da solução de fundações indirectas por estacas

metálicas pré-fabricadas?

→ Metálicas (Cravadas por percussão ou prensagem)

Constituídas por: perfil de chapa soldada, perfis I laminados associados, perfis tipo cantoneira, tubos e trilhos

duplos e triplos.

Vantagens: Fácil cravação, baixa vibração e trabalha bem à flexão e não tem problemas na

manipulação, transporte, emendas e cortes, além de não provocarem problemas de levantamento e

risco de quebra.

Desvantagens: Custo elevado. Quando cravadas em camadas de argila mole podem provocar o

encurvamento das estacas metálicas que raramente é detectado (DRAPEJAMENTO).

2- Refira quatro vantagens e outras tantas desvantagens da solução de fundações indirectas por estacas em

betão armado pré-fabricadas?

Este tipo de execução de estacas é de certa forma, idêntico ao das estacas de madeira, diferindo na forma e

constituição material da estaca, que é de betão armado préfabricado, e do equipamento de cravação, que é

mecânico e mais moderno, sendo, por isso, possível aplicar uma maior força de cravação para se atingir

maiores profundidades.

Vantagens

São estaveis em terrenos compressiveis como argilas moles, siltes e lodos.

O material da estaca pode ser inspeccionado e testado antes da sua cravação

O processo construtivo não é afectado pelo nível freático.

Podem ser cravadas até à nega prevista

Podem ser usadas até uma cota acima do terreno, ou através da água em estruturas maritimas

(madeira).

Desvantagens

2 | P á g i n a

Não podem facilmente variar o comprimento, podendo ser cortadas ou acrescentadas, costumam

ter um comprimento entre 6 a 12 metros.

Podem ser danificadas por excesso de cravação

Não podem ser cravadas com grande diâmetro, sendo este de secção quadradas de 235x235ou

400x400, na ponta da estaca (a 1ª a ser cravada) é aplicada uma ponteira metálica que se encontra

ligada à armadura longitudinal, podendo ser plana, no caso de solos argiloso.

Produzem ruido, vibraçoes e deformaçoes do terreno que pode afetar as estruturas vizinhas

Problema de falsa nega.

3- Em que consiste o Ensaio SPT?

O ensaio SPT (Standart Penetration Test) é o ensaio geotécnico mais vulgarizado. A sua realização consiste na

cravação no terreno, de um amostrador com 450mmde comprimento, conta-se o numero de pancadas (N)

necessárias para conseguir a cravação dos ultimos 300 mm. Atingida a profundidade pretendida, faz-se

descer a ponteira até atingir o fundo do furo, segue-se a cravação de 150 mm de ponteira, cuja ponta

ultrapassa a região perturbada de solo, alcançando solo intacto e fazendo-se a contagem das pancadas

necessárias para cravar os restantes 300 mm.

4- Pretende-se preconizar uma solução de fundações indirectas por estacas pré-fabricadas, em betão armado,

para as fundações de um edificio. Enuncie sucintamente, as carateristicas indispensaveis ao exito da

solução.

Para a escolha do tipo de estaca, é necessário ter conhecimento do local da obra, saber o plano de cargas a

que a estaca está sujeita, se se trata duma zona sismica, os aspectos económicos e a disponibilidade de

equipamento.

1- Escolhido o material para a fundação indirecta, devem-se colocar uma ponteira metalica, para protecção

da estaca durante a cravação, que se encontra ligada à armadura longitudinal, geralmente é plana, o que

permite um maior corte de terreno em solos argilosos.

2- Deve-se também proteger a cabeça de modo a que esta resista ao impacto provocado pelo martelo de

cravação e não danifica o encaixe de ligação com outra estaca. As ligações entre estacas são feitas

através de chapas metálicas que se encaixam nas secções fixadas por cavilhas de ligação entre os vários

troços. Ligações macho-fêmea.

3- A Máquina de rastos com torre vertical, e com guias laterais onde se encaixa a estaca, vai accionar o

martelo de peso variável (4 a 6 toneladas) que por gravidade ou mecanicamente transfere uma força de

cravação na cabeça da estaca.

4- Pode ficar parte da estaca de fora, tem que se proceder ao processo de saneamento (demolição da

cabeça da estaca). Depois é aplicada a armadura do maciço de encabeçamento, constrói-se a cofragem

(madeira) efectua-se a betonagem que irá solidarizar a estaca com maciço. O manuseamento deve ser

com cuidado para evitar esforços secundários, não previstos.

5- Diga o que entende por “nega” de cravação de uma estaca. Como se avalia em obra a referida “nega”?

Quando a estaca atinge a zona de solo rígido (rocha), não sendo por isso necessário prosseguir o processo de

cravação. Verifica-se quando um determinado número de pancadas for aplicado, sem provocar alterações da

cota da estaca. Penetração permanente pela aplicação de um golpe de pilão, medido numa série de 10

pancadas, dado a altura de queda e massa do pilão.

𝑒 =𝑊 × ℎ

6𝑅

𝑊

𝑊 + 𝑝

Em que,

e=nega

W=massa do martelo

p=massa da estaca

3 | P á g i n a

h=altura da queda

R= capacidade de carga

6- Explique, detalhadamente, o processo de montagem de um pilar pré-fabricado e o seu encastramento na

sapata.

Existem vários tipos de soluções para executar a ligação pilar-fundação que variam consoante sejam ou não

compatíveis com as características do sistema de pré-fabricação desenvolvido, dos 4 tipos de ligações entre

pilar-fundação temos:

1- Encastramento do pilar na sapata ou maciço de encabeçamento

É uma das ligações mais correntes em pré-fabricação. Nesta ligação os pilares são embebidos numa

cavidade executada na fundação (sapata ou maciço de encabeçamento de estacas), com posterior

selagem do espaço livre entre a superfície interior da cavidade e as faces laterais do pilar. Esta solução é

uma ligação simples de executar uma vez que permite dispensar o escoramento provisório, utilizando

cunhas de madeira entre o pilar e a cavidade. Além disso permite a absorção de desvios dimensionais de

geometria ou posicionamento em obra.

7- As estruturas de betão armado pré-fabricado podem ser estruturalmente constituidas por uma solução

com nós monoliticos ou com nós rotulados. Considerando o sistema construtivo e o seu funcionamento

estrutural, explique em que consiste cada uma das soluções e qual é a mais adequada para um edificio de

habitação localizado na zona de forte risco sismicos. Exemplifique com esquissos os pormenores.

Nós monoliticos. Zonas sísmicas é aconselhável processos de ligação que envolvam a betonagem no local da

ligação. Na Figura A, é representada a ligação entre uma viga interior e dois painéis de laje orientados

segundo a mesma direcção, obtendo-se

assim um comportamento com clara

continuidade nessa direcção de maior

inércia similar ao de uma laje maciça

betonada “in situ”. Na Figura B, a

ligação da viga interior com a laje é

realizada entre painéis em direcções perpendiculares o que diminui a sua capacidade de transmissão de

momentos negativos.

8- Explique em que consiste o processo das estacas betonadas “in situ”, com recupeção do tubo moldador ou

sem recuperação do tubo moldador?

1- Cravação do tubo

2- Colocação da armadura

3- Betonagem

4- Extracção ou não do tubo moldador

9- Vantagens e Desvantagens do uso de ligações aparafusadas pré-esforçadas relativamente ás ligações

aparafusadas correntes?

As ligações aparafusadas pré-esforçadas, são sujeitas à uma força de tracção inicial através dum aperto

adicional, as vantagens são:

4 | P á g i n a

Têm melhor comportamento ao corte

Maior rigidez à tracção

Maior resistência à fadiga

Desvantagens:

Maior custo

Dificil Montagem.

10- Explique o processo de estacas com extracção do terreno?

Com tubo moldador (recuperavel, não recuperavel)

1- Inicio da furação

2- Inicio da cravação da coluna

3- Furação

4- Tubo exterior até ao fundo

5- Colocação das armaduras

6- Colocação do tubo de tremie

7- Betonagem

8- Extracção ou não do tubo exterior

Sem tubo moldador (a seco, lamas betoniticas, trado continuo)

A seco

1- Furação para colocação do tubo guia

2- Colocaçãodo tubo guia

3- Furação

4- Colocação das armaduras

5- Colocação do tubo tremie

6- Betonagem

7- Extracção do tubo guia

Lamas betoniticas

1- Furação para colocação do tubo guia

2- Colocação do tubo guia

3- Furação (furo cheio de calda de bentonite –para estabilizar o furo) – Limpeza do fundo e remoção da

bentonite contaminada (decantação)

4- Colocação das armaduras

5- Colocação do tubo tremie

6- Betonagem

7- Extracção do tubo guia

Trado contínuo

1- Furação (rotação)

2- Betonagem com SLUMP de 18 a 20 e diâmetro <1cm

3- Colocação da armadura (vibradores associados)

11- Explique quais os métodos de cravação de estacas sem extracção do terreno de betão armado?

A cravação das estacas pode ser feita da seguinte maneira:

Percurssão – é o modo de cravação mais frequente, o qual utiliza pilões de queda livre ou automáticos, um

dos principais inconvenientes deste sistema é o barulho produzido.

Prensagem – empregue onde há necessidade de evitar barulhos e vibrações, utiliza macacos hidraúlicos que

reagem contra uma plataforma com sobrecarga ou contra a própria estrutura.

Vibração – sistema que emprega um martelo dotado de garras (para fixar a estaca), com massas excentricas

que giram a altas rotações, produzindo vibrações de alta frequência à estaca. Pode ser empregue tanto para

5 | P á g i n a

a cravação como para a remoção das estacas, tendo o inconveniente de transmitir vibrações às zonas

envolventes.

12- Explique o que são microestacas e como são executadas as mesmas?

As microestacas são fundações profundas, que têm como principal função a transmissão de cargas da

restante estrutura, para o terreno de fundação. Diferenciam-se das outras estacas, por terem um diametro

inferior a 300mm (a furação éfeita com trados, entubados ou não) ou com diametros de 150mm (sem

extracção de terreno).

Como trabalham por ponta, deve fazer-se limpeza inicial devido a assentamentos iniciais.

A tecnologia das ancoragens, vai permitir o melhoramento da capacidade resistente, e conseguiste nas

seguintes fases:

1- Perfuração

2- Introdução de perfil

3- Injecção de calda (enchimento do espaço anelar exterior)

4- Injecção de calda através das válvulas para melhorar o bolbo de selagem.

13- Descreve a processo construtivo dos páineis pré-fabricados?

Processo de fabrico

→ Moldes - Devem de ser suficientemente resistentes para suportarem os esforços a que vão ser submetidos

na fase de vibração, sujeitos a um controlo de qualidade muito rigoroso, o descofrante deve de ser aplicado

em quantidades correctas para não manchar a peça ou para não haver dificuldades na descofragem.

→ Betonagem - Colocação das armaduras deve de respeitar os recobrimentos, a vibração deve de permitir

obter faces perfeitamente lisas e homogéneas.

→ Composição do betão - É de extrema importância pois tem que se estudar muito bem estas pois quer-se

obter elevadas resistências. Controlo da amassadura deve de ser rigoroso.

→ Cura - Proteger o betão na fase de cura utilizando membranas de cura.

→ Desmoldagem - Com algumas horas de cura é logo necessário retirar os moldes estando ainda o betão

fresco, tem que se ter todo o cuidado na abertura dos moldes.

→ Armazenamento - Têm que estar protegidas contra as intempéries, devem de se colocar sobre paletes de

madeira ou cavaletes que permitam o fácil transporte e movimento.

→ Transporte - As peças devem de ter sido dimensionadas de modo a resistirem a todas as solicitações que

podem acontecer nesta fase.

→ Colocação em Obra - Os painéis devem de ser recobertos de modo a proteger o seu acabamento. Deverão

ser elevados por gruas de alta capacidade, utilizando para o efeito os pontos de fixação previamente

colocados no próprio painel.

14- Estabeleca as soluções ligação pilar-fundação?

Existem vários tipos de soluções para executar a ligação pilar-fundação que variam consoante sejam ou não

compatíveis com as características do sistema de pré-fabricação desenvolvido, dos 4 tipos de ligações entre

pilar-fundação temos:

2- Encastramento do pilar na sapata ou maciço de encabeçamento

É uma das ligações mais correntes em pré-fabricação. Nesta ligação os pilares são embebidos numa

cavidade executada na fundação (sapata ou maciço de encabeçamento de estacas), com posterior

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selagem do espaço livre entre a superfície interior da cavidade e as faces laterais do pilar. Esta solução é

uma ligação simples de executar uma vez que permite dispensar o escoramento provisório, utilizando

cunhas de madeira entre o pilar e a cavidade. Além disso permite a absorção de desvios dimensionais de

geometria ou posicionamento em obra.

3- Varões salientes do pilar que são ancorados na fundação

Existe também, e cada vez mais como sendo uma solução adoptada, a ligação com armaduras salientes

do pilar ou da fundação, respectivamente, que são introduzidas em aberturas existentes através de

bainhas e posteriormente seladas por injecção de uma argamassa, comummente designada por “grout”.

As principais vantagens da utilização deste tipo de ligação são:

- a existência da continuidade de momentos na base do pilar;

- a possibilidade de corrigir alguns desvios de geometria.

E as principais desvantagens são:

- a necessidade de utilização de escoramentos;

- o aparecimento de danos nas armaduras salientes durante a montagem ou transporte;

- a necessária atenção na limpeza das bainhas antes da selagem com “grout”.

4- Armadura de continuidade penetra o interior do núcleo do pilar

5- Através de parafusos ligados às chapas metálicas de apoio.

Por último, existem ligações semelhantes às utilizadas em estruturas metálicas, constituídas por

ferrolhos salientes da fundação que são aparafusados a uma chapa que vem soldada às armaduras na

base do pilar. Esta ligação apresenta a vantagem do nivelamento por ser efectuado através dum sistema

de porcas e contraporcas, sendo posteriormente executada a selagem da junta existente entre a face

inferior do pilar e superior da fundação.

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15- Tendo em conta que tem parafusos de classes resistentes diferentes. Como seria possivel distinguir as

diferentes resistências em obra?

A classe de resistência dos parafusos, encontram-se definidas na cabeça dos mesmos, essa seria a forma de

distingui-los.

16- O processo de fabrico de um elastomero?

O Elastomero provem de matérias primas para borrachas sintétocas (derivados do petróleo) e latez de

borracha natural, formando a borracha em bruto, que vai sofrer mastigação e através da adição de aditivos

(acelerador,activador, anti-oxidante, aditivos inertes, pigmentos, plastificante) forma um composto não

vulcanizado, é moldado, vulcanizado com a adição de enxofre, e assim se obtem o elastomero, que apresenta

um produto forte, resistente e com boas caracteristicas elásticas.

17- Quais os factores que favorecem o envelhecimento do elastomero?

As propriedades do elastómero alteram-se com o tempo essencialmente devido a fenómenos de oxidação. A

correcta escolha da composição do elastoméro pode minora este efeito. Os factores que contribuem para o

envelhecimento do elastómero são: a exposição à luz solar ou raios ultra-violeta, exposição a grandes

concentrações de ozono, exposição a altas temperaturas e contacto com óleos.