PRÉ FABRICADAS DE CONCRETO · concrete elements in civil construction today, in its most diverse...
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Leme - SP 2017 ALEXANDRE BOSCOLO SOARES ESTRUTURAS PRÉ FABRICADAS DE CONCRETO: APLICAÇÕES E ANÁLISE DE MERCADO
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Leme - SP 2017
ALEXANDRE BOSCOLO SOARES
ESTRUTURAS
PRÉ FABRICADAS DE CONCRETO:
APLICAÇÕES E ANÁLISE DE MERCADO
ALEXANDRE BOSCOLO SOARES
ESTRUTURAS
PRÉ FABRICADAS DE CONCRETO:
APLICAÇÕES E ANÁLISE DE MERCADO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Instituição Centro Universitário Anhanguera, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Civil.
Orientador (a): Prof.ª Luciana Serralvo.
Leme - SP 2017
ALEXANDRE BOSCOLO SOARES
ESTRUTURAS
PRÉ FABRICADAS DE CONCRETO:
APLICAÇÕES E ANÁLISE DE MERCADO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Instituição Centro Universitário Anhanguera, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Civil.
BANCA EXAMINADORA
Prof(ª). Titulação Nome do Professor (a)
Prof(ª). Titulação Nome do Professor (a)
Prof(ª). Titulação Nome do Professor (a)
Leme, 30 de novembro de ano 2017.
Dedico esse trabalho aos meus pais que
tanto lutaram e sonharam com esse
momento, nesse dia em que eu estaria
aqui me formando, eles são a motivação
de minha persistência e da minha
dedicação nessa nova etapa em minha
vida...
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus antes de tudo, por me proporcionar até aqui a minha vida. Foi
Ele quem me deu a determinação e forças para tentar vencer, o oportunismo de
encontrar pessoas que fizeram com que um simples sonho de criança se tornasse
realidade.
Agradeço também a minha mãe Fatima Benedita Soares e a meu pai, Manoel
Rodrigues Soares, pessoas que sempre estão presentes em minha vida, me
orientando e ensinando os desafios da vida, a minha esposa Gisele Fabiana de Souza
Soares que também sempre me apoiou nos estudos e foi minha parceira nesses
últimos anos de minha vida, tendo paciência e perseverança nos momentos difíceis.
E sem esquecer de meus amados filhos, Luís Felipe de Souza Soares e Luís Fernando
de Souza Soares que sempre ficaram ao meu lado nessa nova etapa de minha vida.
Por fim agradeço a todos que contribuíram, direta ou indiretamente, para a
realização deste trabalho.
“Seu trabalho vai preencher uma parte grande da sua vida, e única maneira
de ficar realmente satisfeito é fazer o que você acredita ser um ótimo trabalho.
E a única maneira de fazer um excelente trabalho é amar o que você faz. ”
Steve Jobs
SOARES, Alexandre Boscolo. Estruturas Pré Fabricadas na Engenharia Civil: Aplicações e Análise de Mercado. 2017. 48 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário Anhanguera, Leme, ano.
RESUMO
As estruturas pré-fabricadas de concreto associam-se a segurança de obras acompanhada da rapidez, pois as peças são moldadas e montadas inteiras, sem emendas. Outros benefícios são com a sustentabilidade e compreensibilidade no controle de qualidade, e várias aplicações em tipos de sistemas implantados, onde é mais acessível e viável em seu processo de execução do projeto, com tecnologia de ponta e diferenciais que oferecem mais resistência, durabilidade e agilidade na construção. Este trabalho objetiva estabelecer o quão importante e indispensável o uso da pré-fabricação de elementos de concreto na construção civil atualmente, com suas mais diversas formas e áreas, desde casas habitacionais e galpões, até mesmo pontes e viadutos, ressaltando os ganhos da utilização deste tipo de estrutura como suas vantagens e desvantagens, materiais versáteis com seus diferentes tipos de aplicações. Como resultado, essa revisão literária pretende relatar que o uso dos pré-fabricados de concreto são expressamente um dos caminhos de maior industrialização de obras da construção civil na atualidade.
PALAVRAS – CHAVE: Estruturas Pré-fabricadas, Elementos de Concreto, Construção Civil.
SOARES, Alexandre Boscolo. Prefabricated Structures in Civil Engineering: Applications and Market Analysis. 2017. 48 folhas. Trabalho de Conclusão de
Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário Anhanguera, Leme, 2017.
ABSTRACT
The prefabricated structures of concrete are associated with the safety of works accompanied by the rapidity, since the pieces are molded and assembled whole, without seams. Other benefits are sustainability and comprehensibility in quality control, and various applications in types of deployed systems, where it is more accessible and viable in its project execution process, with state-of-the-art technology and differentials that offer more strength, durability and agility in construction. This work aims to establish how important and indispensable is the use of prefabrication of concrete elements in civil construction today, in its most diverse forms and areas, from houses and sheds, even bridges and viaducts, highlighting the gains of using this type of structure as its advantages and disadvantages, versatile materials with different types of applications. As a result, this literary review intends to report that the use of prefabricated concrete is expressly one of the most industrialized ways of building construction works today. Keywords: Structure Prefabricated Elements, Concrete, Civil Construction.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Processos tradicional (ASAMIX BOMBEAMENTO E CONCRETO) .........16
Figura 2: Processos Industrializado (ARCOMA DA AMAZÔNIA) ............................16
Figura 3: Vigas e pilares (SUDESTES PRÉ-FABRICADOS) ...................................25
Figura 4: Laje “PI” e “TT” (LAJES PATAGONIA) ......................................................26
Figura 5: Laje Treliçada com Lajota (LAJES PATAGONIA) .....................................27
Figura 6: Laje Treliçada com “EPS” (LAJES PATAGONIA) .....................................27
Figura 7: Laje Alveolar (LAJES PATAGONIA) .........................................................28
Figura 8: Laje Alveolar (LAJES PATAGONIA) .........................................................29
Figura 9: Laje Alveolar (LAJES PATAGONIA) .........................................................29
Figura 10: Laje Bubbledeck (ENGEMOLDE) ...........................................................30
Figura 11: Painéis de Fechamento (PRÉ GALPÃO) ................................................31
Figura 12: Galeria ou Aduelas (FERMIX) .................................................................32
Figura 13: Tubos para Águas Pluviais (FERMIX) .....................................................33
Figura 14: Tubos para Esgoto Sanitário (FERMIX) ..................................................33
Figura 15: Tubos Especiais (FERMIX) .....................................................................34
Figura 16: Aduelas par Túneis (INFRAESTRUTURA URBANA) .............................35
Figura 17: Ponte em concreto armado / pré-fabricada (ARCHIEXPO) ....................36
Figura 18: Ponte em concreto protendido / pré-fabricada (GRUPO IDD) ................36
Figura 19: Viaduto e Av. 23 de Maio (USP) .............................................................37
Figura 20: Passarela sobre Rodovia (CASSOL) ......................................................38
Figura 21: Obras Olimpíadas Rio de Janeiro RJ 2016.............................................39
Figura 22: Modelo Casas Modulares Pré-Moldados (Terra Brasil) ..........................40
Figura 23: Escada Pré-moldada Dois Lances (Bonete Estruturas Pré-moldadas)...41
Figura 24: Escada Pré-moldada em Caracol (Doce Obra) .......................................42
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Vantagens e desvantagens do concreto pré-moldado..............................23
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
NBR Norma Brasileira
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO............................................................................................13
2. A DEFINIÇÃO DOS PRÉ-MOLDADOS E PRÉ-FABRICADOS...........15
2.1 A IMPLANTAÇÃO DO PRÉ-FABRICADO NA CONSTRUÇÃO CIVIL..17
2.2 OS BENEFÍCIOS DOS PRÉ-MOLDADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL.18
3. VANTAGENS E DESVANTAGENS ...........................................................20
4. TIPOS DE ELEMENTOS PRE-MOLDADOS E SUAS APLICAÇÕES.......24
4.1 PILARES E VIGAS................................................................................24
4.2 LAJES....................................................................................................25
4.2.1 Lajes “PI” ou “TT”...................................................................................26
4.2.2 Laje Treliçada........................................................................................26
4.2.3 Laje Painel Treliçada.............................................................................28
4.2.4 Lajes Alveolar........................................................................................28
4.2.5 Lajes tipo Bubbledeck............................................................................30
4.3 PAINEIS DE FECHAMENTO................................................................30
4.4 ADUELAS E TUBOS DE CONCRETO.................................................31
4.5 ADUELAS PARA TUNEIS....................................................................34
4.6 PONTES, VIADUTOS E PASSARELAS...............................................35
4.6.1 Pontes...................................................................................................35
4.6.2 Viadutos................................................................................................36
4.6.3 Passarelas............................................................................................37
4.7 COMPLEXOS ESPORTIVOS...............................................................38
4.8 CASAS HABITACIONAIS.....................................................................39
4.9 ESCADAS.............................................................................................40
4.9.1 Escadas Pré-Fabricadas (Um ou Dois Lances)....................................40
4.9.2 Escada Caracol ou Helicoidal...............................................................41
CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................43
REFERÊNCIAS...............................................................................................44
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1. INTRODUÇÃO
A engenharia civil busca a realização de uma obra com custos reduzidos sem
perca de qualidades e prazos. O emprego do concreto pré-fabricado na construção
civil traz inúmeros benefícios, entre elas a economia, a sustentabilidade e
compreensibilidade no controle de qualidade, itens de grande importância, associados
ao aprimoramento das tecnologias na industrialização em obras. Os concretos pré-
fabricados e pré-moldados são materiais variáveis e possuem várias aplicações e
tipos de sistemas implantados no interior de obras, portanto é indispensável saber
quais são as melhores aplicações para este sistema construtivo de estruturas,
analisando quando e onde é mais perceptível e viável em seu processo de execução
e na elaboração do projeto.
Este trabalho tem por objetivo em analisar e destacar os importantes tipos de
pré-fabricados utilizados em construções de alvenaria, sob o ponto de vista estrutural,
a abordar tais elementos e venerar sempre as características que as tornam viáveis
no aspecto construtivo, além de distinguir e comparar os custos em relação á alvearia
convencional comum, a facilidade na fabricação e produção, o manuseio, o transporte,
a adequação das peças pré-moldadas e o aspecto topográfico do terreno, sobre a
eclosão da situação atual no mercado construtivo. Averiguar as vantagens e
desvantagens do uso da pré-fabricação definindo alternativas e soluções para
problemas encontrados no emprego dessa tecnologia, como custos, se comparado a
alvenaria comum.
A metodologia aplicada neste trabalho foi uma Revisão de Literatura, no qual
foi realizada uma consulta a livros, dissertações e por artigos científicos selecionados
através de busca nos seguintes base de dados (livros, sites de banco de dados,
etc....), buscando material para elaborar um estudo sobre Estruturas Pré-Fabricadas
de Concreto na construção civil. Essa pesquisa se justifica pela importância na
obtenção de esclarecimentos e por trazer mais informações sobre e conhecimento
sobre esse tipo de industrialização de obras que está se tornando muito importante
atualmente.
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A pesquisa foi elaborada em quatro capítulos, sendo o primeiro constituído pela
introdução. O segundo capitulo abordará as definições dos pré-moldados e pré-
fabricados, sua implantação e seus benefícios na construção civil. O terceiro capitulo
discorrerá detalhes sobre as vantagens e desvantagens na industrialização da pré-
fabricação, e por concludente o quarto capitulo dissertara sobre os diferentes tipos de
elementos pré-moldados em suas aplicações. O período dos artigos pesquisados
foram os trabalhos publicados nos últimos “ 20 “ anos e as palavras-chave utilizadas
na busca foram: ” Elementos Pré-Fabricados e Pré-Moldados”, “Vantagem e
Desvantagem” e” Tipos de Pré-Fabricados”.
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2. A DEFINIÇÃO DOS PRÉ-MOLDADOS E PRÉ-FABRICADOS
A norma brasileira NBR 9062 define concreto pré-moldado como elementos
que são executados fora do local final de utilização definitivo na estrutura, com
controle de qualidade menos rigoroso conforme especificações estabelecidas no
elemento pré-fabricado. Já o concreto pré-fabricado é aquele que é executado
industrialmente, em instalações permanentes de empresa destinada para este fim,
que se enquadra e atende aos requisitos das especificações sob condições rigorosas
de controle de qualidade.
El Debs (2000), classifica o concreto pré-moldado em oito tipos, sendo eles:
Com relação a fabricação: são pré-moldados de fábrica e pré-moldados de canteiro; com relação a seção: são pré-moldados de seção completa e pré-moldados de seção parcial; com relação a carga: são pré-moldados pesados e pré-moldados leves; com relação ao tipo: são pré-moldados normais e pré-moldados arquitetônico. (EL DEBS, 2000, p. 63).
Os processos construtivos podem ser classificados como tradicional, o qual
utiliza técnicas artesanais, o convencional, que é caracterizado por tecnologias
normalmente utilizadas no mercado, com maior tempo de execução e o racionalizado,
o qual é conhecido pela melhoria gradativa dos processos convencionais e
industrializados ou pré-fabricados.
Nas ilustrações abaixo podemos identificar os dois tipos de processos
construtivos, um in loco, que o concreto é moldado no canteiro de obras, e outro o
convencional ou industrializado, aonde as estruturas de concreto são moldadas,
curadas e desmoldadas industrialmente.
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Figura 1 Processos Tradicional.
FONTE: Assamix (2017).
Figura 2 Processos Industrializado.
FONTE: Arcoma da Amazônia (2017).
Os processos de fabricação dos pré-moldados são elaborados por escalas, tais
como o preparo da armadura, a execução e montagem de formas, o lançamento do
concreto, acabamentos arquitetônicos, entre outros tipos de produção. Isso tudo com
a ajuda e o desenvolvimento da tecnologia, novos sistemas, cálculos mais amplos e
específicos e os processos construtivos. (IGLESIA, 2006).
Ebeling (2006) afirma que [...] “uma característica importante das estruturas de
concreto pré-fabricado é a possibilidade de se dividir em vários elementos”.
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Compreende que divisão se faz necessária para a realização das ligações,
obtendo assim a configuração final da estrutura. Por estas razões, ao pensar em pré-
fabricação, veem em mente as ligações entre os elementos pré-fabricados e na
influência que estas têm no comportamento da estrutura (ALBARRAN, 2008).
2.1 A IMPLANTAÇÃO DO PRÉ-FABRICADO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
O princípio da pré-fabricação ocorreu no período pós-guerra devido à
ausência de mão-de-obra qualificada nos países europeus, tendo a necessidade de
construção em larga escala, após cidades inteiras se encontrarem em ruinas. Então,
uma das soluções encontradas era deslocar o maior número de operações que
ocorriam no canteiro de obra para a indústria, assim surgindo a pré-fabricação dos
elementos antes feitos nos canteiros de obras, afim de racionalização de materiais,
mão-de-obra e diminuição de tempo e custos.
Segundo Vasconcellos (2002), não se pode afirmar a data em que tenha
começado a pré-moldarem. O surgimento do concreto armado ocorreu com a pré-
moldagem das peças, ou seja, dos elementos fora de seu local de uso. Assim, pode-
se admitir que a pré-moldagem começou com a invenção do concreto armado.
De acordo com Ordonéz (1974), porque a utilização demasiada do pré-
fabricado em concreto desenrolou-se em função da necessidade de se construir em
uma escala ampla após o período pós Segunda Guerra Mundial, principalmente na
Europa, aonde realmente começo a história da pré-fabricação com o desenvolvimento
mais significativo da industrialização na construção civil.
Conforme Ferreira (2003), os sistemas pré-fabricados certamente surgiram em
realce a construção civil pelo fator desses ciclos abertos surgiram na Europa com a
asserção para uma pré-fabricação de componentes padronizados, os quais podem
ser associados com produtos de outros fabricantes, onde a modulação e a
padronização de componentes proporcionam a base para a similaridade entre os
elementos e seus subsistemas.
Salas (1988) conceitua a utilização dos pré-fabricados de concreto dividida
nessas três seguintes etapas:
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De 1950 a 1970 – período em que as edificações estavam em ruinas pela
devastação da guerra, havendo então a necessidade de se construir inúmeros
edifícios habitacionais como escolas, hospitais e industriais, sendo que nessa época
eram compostos de elementos pré-fabricados, cujos componentes eram provindos do
mesmo fornecedor, constituindo o que se assentou em chamar de ciclo fechado de
produção.
De 1970 a 1980 – Período em que ocasionou vários acidentes em edifícios
construídos com grandes painéis pré-fabricados, esses acidentes contribuíam e muito,
para uma recusa social a esse tipo de edifício. Uma profunda revisão no conceito de
utilização nos processos construtivos em grandes elementos pré-fabricados, assim o
avanço para o declínio dos sistemas pré-fabricados de ciclo fechado de produção.
Pós 1980 – Esta etapa foi caracterizada, em primeiro lugar, pela destruição de
grandes conjuntos habitacionais, que justificou um quadro crítico, especialmente de
rejeição social e degeneração funcional. Em segundo lugar, pela conservação de uma
pré-fabricação com ciclo aberto, basicamente componentes compatíveis, de
primórdios diversas.
Como o Brasil não sofreu devastações devido a Segunda Guerra Mundial não
necessitou de construções em grande escala, como ocorrido na Europa. Desta forma,
Vasconcelos (2002, p. 62), afirma que “a primeira grande obra onde se utilizaram os
elementos pré-fabricados no Brasil, refere-se ao hipódromo da Gávea, no Rio de
Janeiro”.
2.2 OS BENEFÍCIOS DOS PRÉ-MOLDADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
A industrialização e a pré-fabricação possuem diversos benefícios, que
abrangem desde a racionalização dos recursos, até a melhoria da qualidade do
produto, já que quando este é fabricado na indústria, em geral
o seu controle de qualidade é maior.
Para alguns benefícios como menor prazo de execução, a produção não
dependente das condições climáticas, é indispensável o uso de mão de obra
19
especializada, um controle maior de qualidade na execução, matéria-prima
selecionada; qualidade e precisão geométrica; consumo considerado bem menor de
materiais com percentual extremamente baixo de perdas com maior potencial de
desconstrução e controle do custo. (SPADETO, 2001).
Alguns dos benefícios do sistema de pré-moldados estão diretamente ligados
à economia, segurança e versatilidade. Outra vantagem de tal modo é que os produtos
são fabricados em um ambiente fechado, não sofrendo interferência exterior de
qualquer natureza, ou seja, a construção não é atrasada devido a fatores climáticos.
Algo que também deve ser relevado é o curto tempo de construção do imóvel,
por exemplo uma casa pré-moldada leva, em média, metade do tempo que seria
dispensado em uma construção convencional. Assim, a sustentabilidade é um dos
fatores mais importantes sobre os pré-moldados, esclarecendo assim, como há a
racionalização dos métodos construtivos, os resíduos dos materiais utilizados na
construção permanecem na indústria, assim evitando sua exposição à natureza,
impossibilitando sérios prejuízos. Com isso, os elementos moldados ou fabricados de
forma padronizada tornam a construção de uma obra mais rápida, econômica e
segura.
A industrialização dos processos executados na construção civil tem grande
ênfase na pré-moldagem dos elementos. A forte tendência em obras realizadas na
Europa e nos Estados Unidos declaram a efetividade econômica, técnica e estética
do sistema construtivo pré-fabricado (MUNTE, ALBUQUERQUE e EL DEBS, 2005).
Segundo Moreira Filho (2000), um retorno financeiro favorável se deve a
rapidez, execução, agilidade e alta produtividade deixando de lado o modo artesanal
e se empenhando na industrialização. Com isso, reduz o tempo em uma obra a um
terço, fazendo o pré-moldado ganhe mais mercado como obras de escritórios,
shoppings, hotéis e outros obtendo uma construção rápida aonde há necessidades.
A fim de atingir os objetivos acima destacados foram feitas pesquisas
referentes a este projeto, e conclui-se que os há inúmeros benefícios na escolha de
um projeto de estruturas pré-fabricadas e pré-moldadas desde a obra mais rápida,
economia e sustentável.
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3. VANTAGENS E DESVANTAGENS
Quando se comparada aos métodos de construções convencionais, o emprego
da pré-moldagem, ou seja, estruturas de concreto moldadas nas fábricas ou nos
canteiros de obras, possuem determinadas vantagens e desvantagens. As vantagens
aparecem principalmente nos métodos de fabricação, que atualmente são mais
acessíveis e na economia dos materiais. As desvantagens ocorrem nos custos
elevados com transporte e equipamentos de içamento, que exigem uma logística mais
complexa. (VAN ACKER 2002).
As vantagens da pré-fabricação, veem acompanhadas do controle de
qualidade, pois todo seu processo na produção passa por um rigoroso controle de
qualidade e juntamente com durabilidade do material que é atestada pelo
cumprimento severo das normas da ABNT NBR 9062/2006.
Com tudo, El Debs (2000) cita que a industrialização da pré-moldagem está
acompanhada da rapidez na execução e na montagem das peças estruturais, na
realização da obra que é efetivada em um curto prazo, o custo mais baixo com a mão-
de-obra e sua manutenção. Existe uma redução expressiva também na perda de
materiais, ou seja, uma obra barata, técnica, eficiente e sustentável, assegurando uma
garantia de retorno financeiro rápido.
Outra vantagem é o aprimoramento do canteiro de obras, por ter sua maior
produção fora dele, ou seja, moderação de funcionários e do cronograma de obras,
redução na utilização de fôrmas e cimbramento, que é um dos grandes motivos para
uma retração de perdas de materiais e custos e uma maior limpeza e organização. Há
a possibilidade também realizar projetos com presunção para ampliações futuras da
obra, para isso, é realizado no cálculo estrutural o acréscimo de espera de cargas às
estruturas, que também podem ser moldados para receber vigas da futura ampliação.
(VAN ACKER 2002).
Apesar de inúmeras vantagens, não podemos esquecer de destacar algumas
desvantagens que apresentam a pré-fabricação, uma delas é o preço parcialmente
mais alto que a alvenaria tradicional, a necessidade do projeto obedecer os requisitos
21
minuciosos das normas técnicas, mão-de-obra especializada na colocação das peças
pré-fabricadas nos locais definitivos, limitação no transporte, cuidado na carga e
descarga e na movimentação dos elementos, disponibilidade e as condições de
acesso de equipamentos para sua realização.
De acordo com El Debs (2000), “as vantagens e desvantagens das estruturas
pré-moldadas aparecem com sua utilização nos campos técnicos, sociais e
econômicos”.
Vantagens das características técnicas são: Ótima facilidade na elaboração de
projeto, em especial na resolução de detalhes; Boa melhoria na qualidade dos
trabalhos realizados mecanicamente, se comparando aos trabalhos manuais;
necessidade de menos juntas de dilatação; possibilidade de evitar as interrupções da
concretagem; realiza um maior controle de qualidade; um aproveitamento melhor das
seções resistentes; possibilidade de recuperação de elementos ou partes da
construção em certas desmontagens e ausência quase total do cimbramento e da
fôrmas.
Desvantagens das características técnicas são: Necessidade de determinar
com rigor certos elementos, considerando ocorrências inconvenientes durante o
transporte ou na montagem; devem ser respeitados os padrões de transporte;
dificuldades enormes para modificações nas distribuições dos espaços originários e
uma difícil adaptação à topografia e aos tipos de terrenos.
Vantagens das características sociais são a diminuição de acidentes no
trabalho; é o meio mais efetivo que se tem de alcançar a redução do déficit mundial
na construção civil; trabalho protegido das intempéries do clima e amplia os honorários
dos trabalhadores.
Desvantagens das características sociais, aparecem para os trabalhadores as
dificuldades próprias das linhas de produção; especializa em excesso; não
preparando os trabalhadores para outros tipos de trabalho e desemprega os
trabalhadores em obras.
Vantagens das características econômicas são mais adequada para o
cumprimento dos controles de recepção das peças; valiosa ferramenta de
22
planificação; gera maior economia reduzindo consideravelmente os custos e uma
grandiosa economia de tempo.
Desvantagens das características econômicas são a necessidade de uma
solicitação de volume adequada; grande necessidade de investimentos consideráveis,
para iniciar a pré-fabricação; o transporte das peças, se comparado ao transporte de
matérias-primas, são mais caros e é, em geral, mais cara que a tradicional. (EL DEBS,
2000, p. 21-25).
De acordo com El Debs (2000, p.30-36), no caso,
[...] na produção em grandes escalas, as vantagens decorrentes das facilidades de execução nas fabricas, são bem mais significativas, possibilitando a grande reutilização das fôrmas e com o emprego de protensão com armadura pré-tencionada, emprego de seções com aproveitamento muito melhor dos materiais, aumentando a produtividade da mão de obra e o controle de qualidade (EL DEBS, 2000, p. 27-29).
Assim foi mencionado sobre produtos feitos em fábrica são a forma mais efetiva
de industrializar o setor da construção civil, sendo o trabalho transferido e realizado
dos canteiros de obras para fábricas modernas, proporcionando a uma produção mais
eficientes com trabalhadores especializados, repetição de tarefas e controle de
qualidade.(VAN ACKER 2002, p. 2-5).
Com uso aperfeiçoado de materiais, faz de a pré-fabricação possuir um maior
potencial econômico, de desempenho estrutural e durabilidade do que as construções
inloco, por causa da sofisticação do uso dos materiais com menor tempo de
construção, com menos da metade do tempo necessário para uma obra da construção
civil.
Segundo El Debs (2000), no quadro 1, estão algumas vantagens e
desvantagens do concreto pré-moldado, se tratando de casos específicos, a análise
pode ser feita por meio dos custos diretos e indiretos, mas para situações gerais,
esses termos têm caráter apenas indicativo.
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Quadro 1: Vantagens e desvantagens do concreto pré-moldado
Vantagens Desvantagens
Facilidade na elaboração de projetos, em especial na resolução de projetos;
Falta de monolitismo da construção, especialmente nas regiões sísmicas
Melhoria da qualidade dos trabalhos realizados mecanicamente, em comparação com os manuais;
Problemas na resolução das juntas
Melhor aproveitamento das seções resistentes;
Necessidade de superdimensionar certos elementos, considerando situações desfavoráveis durante o transporte ou na montagem
Facilidade para realizar o controle da qualidade;
Incógnitas quanto a confiabilidade de certos materiais ou sistemas
Necessidade de menos juntas de dilatação que na construção tradicional;
Grandes dificuldades para modificações nas distribuições de espaços fechados
Possibilidade de recuperação de elementos ou partes da construção em certas desmontagens;
É, em geral, mais cara que a tradicional
Desaparecimento quase total dos cimbramentos e das formas;
O transporte dos produtos é mais caro que o das matérias-primas dos componentes
Ocasiona economia de tempo;
Eleva qualificação de mão de obra;
Evita improvisação
Fonte: El Debs (2000, p.28)
No quadro acima trata-se principalmente em casos de produção em grandes
séries em fábricas, viabilizando as vantagens decorrentes e as facilidades de
execução, que são bem mais significativas se incorporadas ao custo no preço final.
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4. TIPOS DE ELEMENTOS PRE-MOLDADOS E SUAS APLICAÇÕES.
As estruturas de concreto pré-moldado são aquelas em que seus elementos
estruturais são moldados adquirindo um certo grau de resistência, antes do seu
posicionamento definitivo na estrutura. Por esse motivo, estes conjuntos de peças são
também conhecidas pelo nome de estrutura pré-fabricada em concreto e podem
apresentar varia formas, tanto por sua seção transversal, quanto ao seu processo de
execução e a sua função estrutural.
As estruturas pré-moldadas são classificadas em dois tipos: as hiperestáticas
e as isostáticas. As hiperestáticas são moldadas in loco, ou seja, são concretadas com
uso formas de madeira, unindo todas as peças num único conjunto. Já as isostáticas,
produzidas em fabricas com um certo grau de resistência, são unidas e içadas peça a
peça como um quebra-cabeça.
As principais aplicações de elementos pré-moldados são em vigas, pilares,
lajes e painéis de fechamento que são agrupados nos sistemas em esqueleto, muito
utilizado em galpões industriais, hospitais, Shopping Centers e etc. Porem hoje com o
avanço tecnológicos das indústrias, podemos encontrar suportes que abrangem
desde a área pluvial, fluvial, industrial e habitacional, todos especificados sobre as
normas da ABNT NBR 6118/2006, que trata exclusivamente de requisitos mínimos de
projeto e execução e controle de estruturas de concreto pré-moldado, a ser atendido
na produção destes tipos de elementos. Abaixo serão citados os principais tipos de
pré-fabricados de concreto utilizados e suas aplicações na engenharia civil.
4.1 PILARES E VIGAS.
Segundo o Manual Munte (2004) os pilares e vigas seguem as normas ABNT
NBR 6118:2006 e são similares aos moldados in loco, as diferenças se concentram
na existência de emendas entre pilares e vigas, ou na fabricação e transporte com a
altura definitiva do projeto. Os pilares, dispõe das mais variadas seções sendo elas
quadradas ou retangulares, adequadas de acordo com o seu projeto, podendo dispor
de consoles em todas as suas faces para apoio das vigas.
25
As vigas são retangulares modalizando de seção e tamanho conforme o
projeto. Podem ser superiores ou de respaldo, intermediárias, mezaninos e de
fundação ou Baldrame. Há também as vigas “L”, que sua principal função é receber o
apoio da laje “PI” que são posicionadas sobre as extremidades e as vigas “T” invertida,
que receberão as sobrecargas similarmente das lajes, muito utilizadas em prédios
comerciais e galpões industriais. As vigas podem ser armadas ou protendidas
MUNTE (2004).
Figura 3: Pilares e Vigas Pré-moldadas.
Fonte: Sudestes Pré-Fabricados (2017).
4.2 LAJES
As lajes na engenharia civil seguem as normas ABNT NBR 14860:2002 é são
elementos estruturais de uma edificação encarregada em transmitir as ações que nela
chegam, ou seja, são estruturas planas e horizontais de concreto armado, apoiadas
em vigas e pilares, que divide os pavimentos da construção. (REVISTA CONCRETO
E CONSTRUÇÃO. São Paulo, 2015).
Existem vários tipos de lajes, vamos citar alguns exemplos:
26
4.2.1 Lajes “PI” ou “TT”
De acordo com o Manual Munte (2004), as lajes “PI” ou ”TT”, são produzidas
em concreto armado pré-moldado com nervuras longitudinais com duplo formato em
“T”, aonde possuem o comprimento e a altura determinados por projeto assimilando a
sobrecarga necessária para cada tipo de obra, sendo muito utilizadas em prédios ou
galpões industriais de médio a grande porte. Sobre lajes, vamos citar as lajes
convencionais como laje treliçada e laje painel treliçado, laje alveolar.
Figura 4: Laje “PI” ou “TT”.
Fonte: Lages Patagônia (2017).
4.2.2 Laje Treliçada
Laje Treliçada é composta por vigas de concreto treliçadas com lajotas
cerâmicas ou EPS (isopor) entra elas. Surgiu na Europa com o intuito de ser uma
opção muito mais econômica que as lajes de concreto maciças, possibilitando vencer
grandes vão com menor peso próprio e contribuindo para uma redução significativa
na mão de obra durante sua execução.
27
Segundo Munte (2004), a altura da treliça é o que define a altura da laje, por
tanto, a altura é definida em projeto e conforme cada tipo de obra e utilização. Após
a montagem dos elementos a laje é concretada, preenchendo assim as nervuras e o
capeamento. As lajes treliçadas pode ser unidirecional, aonde as cargas são
distribuídas entre as vigotes treliçadas, usando a nervura transversal como
travamento contribuindo com a redução da deformidade da laje e as bidirecionais,
aonde as cargas são distribuídas entre os vigotes treliçados e as nervuras estruturais
transversais, aumentando assim o desempenho da laje.
Figura 5: Laje Treliçada com Lajotas.
Fonte: Lages Patagônia (2017).
Figura 6: Laje Treliçada com “EPS”.
Fonte: Lages Patagônia (2017).
28
4.2.3 Lajes Painel Treliçado
Assim Franca e Fusco (1997) definem as que as Lajes Painel Treliçado ou pré-
laje são idênticas ao sistema de montagem da laje treliça, tem sua face interior lisa
com base de 30 cm, com finalidade de ficar visível dispensando o uso de chapisco ou
reboco tornando o uso de cerâmica ou EPS desnecessário, com acabamento
adequado para ficar aparente.
São aplicados em obras residenciais, comerciais e industriais, com os mais
variados vãos e sobrecargas, com uma maior agilidade na montagem, redução
consideravelmente no trabalho de sua aplicação, diminuindo o desperdício e o custo
de sua obra e além de garantirem uma maior segurança na estrutura. As lajes Painéis
Treliçado são classificadas em 3 tipos: as maciças, com alivio de EPS e autoportante.
Figura 7: Laje Painel Treliçado.
Fonte: Lages Patagônia (2017).
4.2.4 Lajes Alveolar
Laje Alveolar são de concreto protendido de alta resistência e
durabilidade, eficaz para grandes vãos com sobrecargas de nível elevado e com
29
necessidade de execução rápida. Dispensa a utilização de escoras, com isso
agilizando o cronograma de entrega pois dispensa qualquer tipo de acabamento ou
revestimento em sua face interior, já na superior é recomendado o capeamento com
tela soldada para uma melhor distribuição de carga.
Estes painéis protendidos são produzidos em concreto de elevada
resistência característica à compressão (fck ≥ 45MPa) e com aços especiais para
protensão, na largura de 124,5cm e nas alturas de 9, 12, 16, 20 e 25cm (SOARES,
2011).
Figura 8: Laje Alveolar.
Fonte: Lages Patagônia (2017).
Figura 9: Laje Alveolar.
Fonte: Lages Patagônia (2017).
30
4.2.5 Lajes tipo Bubbledeck.
São pré-lajes com espessura de 6 cm, incorporadas com armação com telas
soldadas, treliças e esferas de polipropileno, usadas em grandes vãos como
estacionamento, Shoppings Centers, edificações residenciais, comerciais e
industriais. (GADELHA, 2009).
Figura 10: Laje Bubbledeck.
Fonte: Engemolde (2017).
4.3 PAINEIS DE FECHAMENTO.
Os painéis de fechamento são elementos pré-fabricados, aonde se deve haver
uma estrutura na qual o mesmo será apoiado, que geralmente são os pilares. Muito
utilizado em residências e edifícios de apartamentos pré-fabricados são geralmente
projetados com sistemas estruturais com painéis, onde uma parte dos painéis são
estruturais e outra parte possui apenas função de fechamento.
De acordo com El Debs (2000), as vantagens do sistema são a rapidez de
instalação, o bom isolamento acústico e resistência ao fogo, onde a superfície pode
31
estar preparada para receber pintura. As inconveniências estão relacionadas com
uma menor flexibilidade no projeto, onde é quase impossível fazer adaptações futuras.
Os painéis de concreto pré-moldado variam entre 08 e 15 cm, considerando
dos eixos dos pilares e seu comprimento pode ser de 15 metros com altura de 2,5
metros. Para fechamentos maiores, os painéis poderão ser sobrepostos, podendo ser
colocados verticalmente ou horizontalmente. De acordo com ABNT NBR 16475/2017,
que é a norma brasileira que determina os requisitos mínimos de durabilidade e
qualidade dos painéis de fechamento.
Figura 11: Painéis de Fechamento.
Fonte: Pré Galpão (2017).
4.4 ADUELAS E TUBOS DE CONCRETO
Aduelas ou galerias celulares de concreto armado devem ser fabricadas
conforme a ABNT NBR15.396/2006 e são usadas para drenagem pluvial, condução
de esgoto e em aterros sanitários, entre outras obras, as galerias pré-fabricadas de
concreto armado são produzidas em processos industriais e possuem diâmetros
diferentes, possibilitando diversas seções de vazão para variadas necessidades de
32
resistência, e chegam quase prontas ao canteiro, o que pode representar um ganho
de tempo, qualidade e durabilidade na implantação de uma rede.
Os tubos de concreto armado de seção circular podem ser classificados em
classes: PA – 1; PA – 2; PA – 3 e PA – 4, de 250mm a 3000mm de diâmetro e com a
mesma medida de comprimento, com ou sem junta elástica. A ABNT NBR 8890/2007
é a norma que fixa os requisitos exigíveis para fabricação e aceitação de tubos de
concreto e respectivos acessórios, segundo as suas classes e dimensões, destinados
a condução de águas pluviais, esgoto sanitário e efluentes industriais.
Para El Debs (2000), além de servirem de tubulação, são ao mesmo tempo a
estrutura do sistema, sendo constituídas por dois tipos principais de peças: os tubos
circulares ou ovoides e as aduelas. Estas últimas, também chamadas de galerias
celulares, são quadradas ou retangulares e em seção fechada ou aberta – neste caso,
um canal em “U”. Como têm aplicações similares, o que tem determinado a utilização
de uma ou outra peça é a dimensão da obra. Conforme as figuras abaixo podemos
determinar os tipos de Aduelas e tubos de concreto.
Figura 12: Galeria ou Aduelas.
Fonte: Fermix (2017).
33
Figura 13: Tubos para Águas Pluviais.
Fonte: Fermix (2017).
Figura 14: Tubos para Esgoto Sanitário.
Fonte: Fermix (2017).
34
Figura 15: Tubos Especiais.
Fonte: Fermix (2017).
4.5 ADUELAS PARA TUNEIS
Tuneis são passagens subterrânea, que possibilitam e facilitam o acesso a um
determinado local, sendo que os túneis utilizados para transporte, geralmente ligam
duas seções de uma estrada, via férrea ou rua. Para se construir um túnel depende
das características do material geológico, ou seja, do tipo de solo ou rocha existente
no percurso a construir, pois exigem uma tecnologia especial. Existem diversos
sistemas construtivos para túneis, aqui vamos destacar o processo em que se usa
aduelas de concreto pré-moldadas que servem de acabamento final e apoio a
escavação. Os anéis pré-fabricados de concreto são parte componente da
metodologia da máquina tuneladora construtiva chamada de Tunnel Boring Machine
(TBM), conhecida popularmente no Brasil como tatuzão, que com essa técnica realiza
a escavação do subsolo e, ao mesmo tempo, instala o revestimento definitivo do túnel
de forma automatizada, e são executadas em linhas subterrâneas para metros.
35
EL Debs (2000), classifica que os revestimentos dos túneis são compostos por
aduelas, formadas em vários segmentos pré-moldados, emendados na direção
transversal e longitudinal ao eixo do túnel, garantindo assim mais resistência, rigidez,
durabilidade e estanqueidade.
Figura 16: Aduelas par Túneis.
Fonte: Infraestrutura Urbana (2017).
4.6 PONTES, VIADUTOS E PASSARELAS
Segundo a ABNT NBR 7188/2013, é a norma que irá definir os seguintes
requisitos a serem cumpridos na construção de pontes, viadutos e passarelas.
4.6.1 Pontes
São estrutura sujeita a ação de carga em movimento, com posicionamento
variável denominada de carga móvel, utilizada para transpassar um obstáculo natural
como um rio, córrego, vale, etc., ou seja, é uma construção que permite interligar ao
mesmo nível pontos não acessíveis que estão separados. São construídas para a
passagem de pessoas, automóveis, comboios, canalizações ou condutas de água
(MELO, 2007).
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Figura 17: Ponte em concreto armado / pré-fabricada.
Fonte: Archiexpo (2017).
Figura 18: Ponte em concreto protendido / pré-fabricada.
Fonte: Grupo IDD (2017).
4.6.2 Viadutos
É uma estrutura para traspor um obstáculo artificial como avenidas, rodovias
etc. São passagens construída sobre uma via de comunicação, sendo assim, é um
tipo de ponte que visa a não interromper o fluxo rodoviário ou ferroviário, mantendo a
continuidade da via de comunicação, ou seja o fluxo de veículos. No Brasil, os
37
viadutos são muito comuns principalmente nas médias e grandes cidades, sendo que
muitas vezes podem existir complexos viários formados pela união ou conjunto de
diversas pontes e viadutos (PINHO, 2007).
Figura 19: Viaduto e Av. 23 de Maio.
Fonte: Usp (2017).
4.6.3 Passarelas
Passarelas segundo Pinho (2007), são pontes ou viadutos destinados para o
tráfego específico de pedestres com a propósito de facilitar a travessia de pessoas em
locais com amplo volume de trânsito dos veículos automotores na área urbana ou
rodovias, também utilizada sobre lagos, rios e como pontes de jardim e em campos
de golfe.
38
Figura 20: Passarela sobre Rodovia.
Fonte: Cassol (2017).
4.7 COMPLEXOS ESPORTIVOS
Existem diferentes tipos para complexos esportivos, cada um com suas
exigências e soluções de projetos. Nas estruturas de concretos pré-moldados os
saguões grandes são projetados com estruturas com traves aporticadas, com largura
máxima destas traves de 40 m, já as arenas e arquibancadas são normalmente
compostas por sistemas em esqueleto combinadas com paredes estruturais. Os
sistemas de pisos são compostos por elementos protendidos de laje alveolar ou em
duplo “T”. As coberturas em balanço para arquibancadas podem ser compostas por
vigas protendidas fixadas aos pilares por parafusados especiais. As vigas possuem
encaixe nas extremidades para apoiar os elementos de piso, que são geralmente
projetados em elementos da laje alveolar (VAN ACKER, 2002).
39
Figura 21: Obras Olimpíadas Rio de Janeiro RJ 2016.
Fonte: Abcic (2017).
4.8 CASA HABITACIONAIS
A tecnologia de casas pré-fabricadas de concreto aponta que algumas etapas
do processo de construção realizam-se de forma quase que industrial, ou seja, em
larga escala de montagem nas fábricas ou no próprio local do empreendimento. As
paredes são produzidas em painéis de concreto, dispensando a alvenaria comum no
assentando tijolos, o que exigiria muito mais tempo. Os custos são menores pois o
cronograma da construção é mais rápida, portanto reduzindo as despesas com a mão
de obra, pois os moldes podem ser reutilizados em outras construções. Portanto a
tecnologia empregada é muito mais viável que a convencional, segundo a Abcic –
Associação Brasileira de Construção Industrializada de Concreto, a redução atinge
cerca de 20% do custo total na construção no emprego desse tipo de tecnologia em
casas habitacionais (ABCIC, 2013).
40
Figura 22: Modelo Casas Modulares Pré-Moldados (Terra Brasil).
Fonte: Terra Brasil (2017).
4.9 ESCADAS
Elemento cuja função é propiciar a passagem verticalmente entre dois ou
mais pisos diferentes, através de um seguimento de degraus ou lance. As escadas
pré-moldadas de concreto são produzidas em fábricas e depois transportados e
montados no local da construção ou reforma, em peças únicas ou em segmentos.
Entende-se que escadas [...] “são produtos industrializados, com alto grau de
acabamento, variando desde as superfícies lisas regulares até o concreto polido (VAN
ACKE, 2002, p. 76).
Vejamos alguns tipos de escadas pré-moldadas de concreto.
4.9.1 Escada Pré-fabricada (Um ou Dois Lances)
Conforme Van Acke (2002), esse tipo de escada é composto por elemento
único em um ou dois lances, apoiado diretamente em vigas ou lajes e sua produção
industrial é feita por formas especais metálicas, na qual é dada a liberdade para a
41
regulagem da inclinação, da largura e da altura dos degraus, ao comprimento dos
patamares e da largura total da escada, possibilitando a uma mesma forma a
produção de várias dimensões de escadas.
A norma da ABNT NBR 5717/1982, prescreve que o passo e o espelho dos
degraus devem ser escolhidos de acordo com as exigências do projeto e não são,
necessariamente, modulares.
O dimensionamento destes elementos segue o mesmo procedimento usado
para as escadas de concreto armado moldadas no local, em que são frequentes
ocorrerem solicitações diferentes das que ocorrem na situação final. Esses tipos de
estrutura são muito usados em empresas, hospitais e galpões industriais.
Figura 23: Escada Pré-moldada Dois Lances.
Fonte: Bonete Estruturas Pré-moldadas (2017).
4.9.2 Escada Caracol ou Helicoidal
Muito utilizada em residências, por ter ótimo acabamento e uma expendida
beleza estética, com seu eixo quase sempre na vertical e com degraus que se
42
dispõem em espiral ao longo do mesmo. A escada pré-moldadas de concreto caracol
é montada peça a peça como um quebra cabeça e seu grande benefício é que ocupa
menos espaço que as escadas tradicionais.
Segundo Guerrin e Lavaur (2002), uma escada é composta por certa
quantidade de degraus que podem apoiar-se sobre uma viga curva em forma
helicoidal.
Figura 24: Escada Pré-moldada em Caracol (Doce Obra).
Fonte: Doce Obra (2017).
43
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento do presente estudo possibilitou uma análise do uso dos pré-
fabricados de concreto e suas diversas aplicações na engenharia civil, sendo
resultado de pesquisa bibliográfica sobre o tema. Foi apresentado a definição da pré-
fabricação, tanto moldadas em fabricas ou in loco, e seus principais requisitos como
a evolução tecnológica, cálculos mais específicos das estruturas e novos sistemas
construtivos nas obras. Outra tese abordada foi o surgimento dessa tecnologia
construtiva firmada logo após a devastação da segunda guerra mundial, pela
necessidade de se construir em larga escala e com rapidez.
Os sistemas construtivos em concreto pré-fabricados apresentam inúmeros
benefícios, sendo um processo industrializado na maioria das vezes permite uma obra
com maior rapidez, mais economia e acompanhada da sustentabilidade. Os pré-
fabricados de concreto tornaram-se fundamentais na construção civil atualmente, e
podem ser combinados de diversos sistemas construtivos, com isso apontam várias
vantagens e desvantagens ao longo do processo de construção em especial nos
aspectos tecnológicos, sociais e econômicos.
Assim, neste estudo de caso deu para conhecer os diversos tipos de elementos
pré-moldados que variam desde pilares, vigas e lajes, que são os mais utilizados, até
os mais complexos como pontes, viadutos e passarelas, sendo uma tecnologia de
produção industrial que se adapta a necessidade do cliente, na execução de
construções que modalizam, desde pequenas a grandes obras.
É importante ressaltar a importância do uso dos pré-fabricados de
concreto, sendo totalmente um dos caminhos em busca de uma maior industrialização
da construção civil, assim cada vez mais estar à procura de novos e práticos métodos
construtivos que nos atendam tanto financeiramente, quanto na prontidão da obra.
44
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