UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ ALTAIR DA ... - TCC...
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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
ALTAIR DA SILVA PRIMO
ANDREW DIAS MARQUES PIEROZAN
ESTUDO VIABILIDADE TÉCNICA DE EXECUÇÃO ESTRUTURAL E M
PRÉ-FABRICADO
CURITIBA
2016
ALTAIR DA SILVA PRIMO
ANDREW DIAS MARQUES PIEROZAN
ESTUDO VIABILIDADE TÉCNICA DE EXECUÇÃO ESTRUTURAL E M
PRÉ-FABRICADO
CURITIBA
2016
Trabalho apresentado à disciplina de Conclusão
de Curso, do curso de Graduação em Engenharia
Civil na Universidade Tuiuti do Paraná, como
requisito parcial para obtenção do grau de
engenharia civil.
Orientador: Me. Weligtonn Renann Tavares
Co-orientadora: Geni de Fátima Portela Radoll.
RESUMO
Este estudo trata verificação da viabilidade técnica de execução estrutural em pré-
fabricado de uma obra comercial. Devido ao grande desenvolvimento do sistema pré-
fabricado no Brasil, apresentando uma grande economia de tempo com custos
competitivos ao sistema convencional. O objetivo do estudo é demonstrar que mesmo
em obras de pequeno porte o sistema em pré-fabricado é viável, tendo ótimo custo
benefício no comparativo final dos dois sistemas. Foi escolhida uma obra comercial
com 293,77 m² na cidade de Curitiba, onde foram acompanhadas todas as etapas de
execução da obra no sistema pré-fabricado e feito um estudo do mesmo no sistema
convencional para fazer um comparativo final dos sistemas. A análise dos resultados
demonstrou que o sistema pré-fabricado é extremamente vantajoso, tornando a obra
mais rápida e eficiente e com um menor custo final.
Palavras – chave: Sistema pré-fabricado, sistemas construtivos.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 01 – PERSPECTIVA COMERCIAL EM AUTOCAD ....................................... 9
Figura 02 – PERSPECTIVA COMERCIAL EM 3DMAX ............................................ 9
Figura 03 – SEÇÕES DE PILARES: QUADRADA RETANGULAR, CIRCULAR E
FORMATO I ................................................................................................................. 10
Figura 04 – SEÇÕES USUAIS DE VIGAS: RETANGULAR, I, T invertido e L ....... 10
Figura 05 – PAINÉIS: PI ou TT e ALVEOLAR .......................................................... 10
Figura 06 – BLOCOS E SAPATAS .............................................................................. 11
Figura 07 – ARESTAS E CHANFROS EM PEÇAS PRÉ-FABRICADAS ................ 12
Figura 08 – VIGA TESOURA E TERÇA EM PEÇAS PRÉ-FABRICADAS ............. 12
Figura 09 – EXEMPLO DE CARRETA EXTENSIVA ............................................... 14
Figura 10 – DIAGRAMA DE ALCANCES DO GUINDASTE AGI 40.5-17,7/43 ..... 16
Figura 11 – ESTAPAS DE PRODUÇÃO DE ELEMENTOS PRÉ-FABRICADOS ... 17
Figura 12 – TERRENO DA OBRA .............................................................................. 23
Figura 13 – REGULARIZAÇÃO DO TERRENO ....................................................... 24
Figura 14 – TERRENO REGULARIZADO ................................................................. 25
Figura 15 – LOCAÇÃO DA OBRA ............................................................................. 26
Figura 16 – PROJETO COMERCIAL .......................................................................... 27
Figura 17 – PLANTA DE CARGAS ............................................................................ 29
Figura 18 – SONDAGEM DO TERRENO ................................................................... 30
Figura 19 – DETALHE DO DESNIVEL NO TERRENO............................................ 31
Figura 20 – CORTINA DE CONTENÇÃO .................................................................. 32
Figura 21 – PLANTA DE LOCAÇÃO ......................................................................... 33
Figura 22 – PLANTA DE PEÇAS INFERIOR ............................................................. 35
Figura 23 – PLANTA DE PEÇAS SUPERIOR ............................................................ 36
Figura 24 – DETALHE DOS CONDUTORES EMBUTIDOS .................................... 37
Figura 25 – DETALHE DO NIVELAMENTO DO CONDUTOR EMBUTIDO ........ 38
Figura 26 – PLANTA DE CONDUTORES .................................................................. 40
Figura 27 – CORTE EIXO A ........................................................................................ 42
Figura 28 – CORTE EIXO B ........................................................................................ 42
Figura 29 – VALA ESCAVADA .................................................................................. 44
Figura 30 – CONFERENCIA DE NIVELAMENTO ................................................... 44
Figura 31 – BASE REGULARIZADA ......................................................................... 45
Figura 32 – LANÇAMENTO DO BLOCO .................................................................. 45
Figura 33 – NIVELAMENTO, PRUMO E CONFERENCIA DOS EIXOS ................ 46
Figura 34 – SISTEMA FUNDAÇÃO INDIRETA ....................................................... 46
Figura 35 – FORMA METÁLICA ................................................................................ 47
Figura 36 – PEÇAS EM ESTOQUE ............................................................................. 48
Figura 37 – ACABAMENTO ....................................................................................... 49
Figura 38 – ESTRUTURA MONTADA ....................................................................... 50
Figura 39 – LAYOUT DA OBRA ................................................................................ 51
Figura 40 – LEVANTAMENTO DAS PEÇAS ............................................................ 51
Figura 41 – PILAR COM CUNHAS DE FUNDAÇÃO ............................................... 52
Figura 42 – VIGA COM GUERBER ............................................................................ 53
Figura 43 – CHAPA DE LIGAÇÃO ............................................................................. 53
Figura 44 – MONTAGEM DA COBERTURA ............................................................ 54
Figura 45 – TIRANTE ................................................................................................... 55
LISTA DE TABELAS
TABELA 01 – PLANTA DE CARGAS ....................................................................... 28
TABELA 02 – TABELA DE CUSTO DO SISTEMS PRÉ-FABRICADO ................. 56
TABELA 03 – CÁLCULO UNITÁRIO DE FUNDAÇÃO ......................................... 58
TABELA 04 – CÁLCULO UNITÁRIO DOS PILARES ............................................. 58
TABELA 05 – CÁLCULO UNITÁRIO DAS VIGAS ................................................. 59
TABELA 06 – CÁLCULO UNITÁRIO DO TEMPO DE SERVIÇO ......................... 60
TABELA 07 – CUSTOS UNITÁRIO DOS INSUMOS NO SISTEMA CONVENCIONAL .... 60
TABELA 08 – CUSTOS DOS SISTEMAS POR ETAPA ........................................... 61
TABELA 09 – TEMPO DE EXECUÇÃO .................................................................... 62
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCI Associação Brasileira da Construção Industrializada
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ART Anotação de Responsabilidade Técnica
BNH Banco Nacional da Habitação
CAD Computer Aided Design
CBCA Centro Brasileiro da Construção em Aço
COHAB Companhia de Habitação
CPV-ARI Cimento Portland de Alta Resistência Inicial
CRUSP Conjunto Residencial da USP
EPI Equipamento de Proteção Individual
FUNDUSP Fundação de Construção da Universidade de São Paulo
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
NBR Norma Brasileira
PIB Produto Interno Bruto
NR Norma Regulamentadora
PR Paraná
PVC Policloreto de Polivinila
SINAPI Sistema de Preços Custos e Índices
TCPO Tabelas de Composições de Preços para Orçamentos
TPR Telha Trapezoidal
USP Universidade de São Paulo
LISTA DE SÍMBOLOS
cm = Centímetro
h = Altura
Kg = Kilograma
m = metro
M² = metro quadrado
M³ = metro cúbico
ml = metro linear
Mpa = Mega Pascal
Mx = Momento no eixo X
My = Momento no eixo Y
N = Newton
Tf = Tonelada força
tfm = Tonelada força por metro
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 3
1.1 OBJETIVOS ..................................................................................................... 4
1.1.1 Objetivos Gerais ............................................................................................... 4
1.1.2 Objetivos Específicos ....................................................................................... 4
1.1.3 Delimitação do tema ......................................................................................... 4
2 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................ 5
2.1 A HISTÓRIA DO PRÉ-FABRICADO ............................................................ 5
2.2 PRÉ-FABRICADOS DE CONCRETO NO BRASIL ..................................... 6
2.3 ANÁLISE ESTRUTURAL .............................................................................. 8
2.4 MODELAGEM ESPACIAL ............................................................................ 9
2.5 ELEMENTOS USUAIS DOS PRÉ-FABRICADOS .................................... 10
2.6 FUNDAÇÃO DOS PRÉ-FABRICADOS...................................................... 12
2.7 TRANSPORTE E MONTAGEM .................................................................. 13
2.8 PLANO DE RIGGING .................................................................................. 14
2.9 PRODUÇÃO DE PRÉ-FABRIDADOS ........................................................ 17
2.9.1 Etapas de produção ......................................................................................... 17
2.9.2 Cuidados específicos na produção ................................................................. 18
3 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................... 21
3.1 DADOS DA OBRA ....................................................................................... 23
3.2 AVALIAÇÃO DA LOGÍSTICA ................................................................... 24
3.3 IMPLEMENTAÇÃO DA OBRA .................................................................. 25
3.4 AVALIAÇÃO DOS PROJETOS ................................................................... 26
3.4.1 Projeto comercial ............................................................................................ 26
3.4.2 Planta de cargas .............................................................................................. 27
3.4.3 Planta de locação ............................................................................................ 31
3.4.4 Planta de peças ............................................................................................... 34
3.4.5 Planta de condutores....................................................................................... 37
3.4.6 Cortes ............................................................................................................. 41
3.5 COMPATIBILIZAÇÃO ................................................................................ 43
3.6 DADOS DA FUNDAÇÃO ............................................................................ 43
3.7 FABRICAÇÃO E MONTAGEM .................................................................. 47
3.7.1 Fabricação ...................................................................................................... 47
3.7.2 Montagem ....................................................................................................... 49
3.8 CUSTOS DO SISTEMA PRÉ-FABRICADO ............................................... 55
4 SISTEMA CONVENCIONAL ...................................................................... 57
5 RESULTADOS COMPARATIVOS ............................................................. 61
6 CONCLUSÃO ............................................................................................... 63
REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 64
3
1 INTRODUÇÃO
A execução de obras no sistema pré-fabricado vem cada vez mais se tornando
uma solução prática, visto que as indústrias têm investido na tecnologia de fabricação
e montagem dos mesmos, oferecendo uma maior qualidade e rapidez de execução da
obra, atendendo as necessidades arquitetônicas, cada vez mais inovadoras e exigentes.
A construção civil, quando comparada a outros tipos de indústrias, é considerada
arcaica devido ao baixo rendimento apresentado em um canteiro convencional, baixo
controle de qualidade e um elevado desperdício de material. O desenvolvimento de
técnicas construtivas, como o de elementos pré-fabricados, visa o aperfeiçoamento
destes pontos negativos.
A NBR 9062 (ABNT, 2006) é a regulamentação nacional para projeto e
execução de estruturas de concreto pré-moldado. Neste trabalho será analisado o
sistema pré-fabricado, o qual apresenta características de fabricação com alto controle
de qualidade.
O objetivo desse trabalho é demonstrar a viabilidade técnica de execução da
estrutura no sistema pré-fabricado, por meio da análise de uma obra comercial com
293,77 m², com pé-direito de 7,85 m. Abordando a compatibilização dos projetos,
análise das interferências e detalhes de montagem e execução.
4
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivos Gerais
Demonstrar a viabilidade técnica e executiva da estrutura de uma edificação
comercial no sistema pré-fabricado.
1.1.2 Objetivos Específicos
• Analisar a compatibilização do projeto com o sistema pré-fabricado;
• Analisar a parte logística de execução da obra no terreno;
• Demonstrar as vantagens e desvantagens do sistema pré-fabricado em relação
ao sistema convencional;
• Avaliar o processo de montagem dos elementos de pré-fabricados.
1.1.3 Delimitação do tema
• Será dado enfoque para execução dos elementos estruturais da edificação,
desconsiderando elementos de vedação, elétrica e hidráulica, etc.
5
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 A HISTÓRIA DO PRÉ-FABRICADO
Segundo Vasconcelos (2002) não existem relatos conclusivos sobre quando
começou a pré-moldagem, porém, o nascimento do concreto armado em si, ocorreu
com a pré-moldagem das peças fora do ambiente que seriam usadas.
O período datado entre os séculos XIX e XX foi responsável por um aumento
significativo no uso do concreto armado na construção civil. Ao termino da Segunda
Guerra Mundial houve uma impulsão na demanda do concreto pré-moldado na
Europa, em especial no ramo da habitação. As razões para esse aumento na demanda
foram à escassez de mão de obra devido às baixas da Segunda Guerra Mundial em
1945, e a necessidade de construção em larga escala (VASCONCELOS, 2002).
Segundo Salas (1988), o uso do concreto pré-fabricado ao longo do tempo está
divido em três etapas:
De 1950 a 1970 – Período pós-guerra havia uma escassez de edificações.
Precisava-se construir tanto habitações, quanto hospitais, escolas e indústrias. As
edificações levantadas neste período foram feitas com elementos pré-fabricados que
eram fornecidas de um mesmo fabricante, constituindo assim, o que se ocasionou
chamar de ciclo fechado de produção.
De 1970 a 1980 – Período marcado por acidentes em algumas edificações
construídas com grandes elementos pré-fabricados. E rejeição social a este tipo de
construção provocou uma grande revisão no conceito de utilização deste método,
ocorreu assim, o enfraquecimento do sistema pré-fabricado em ciclo fechado de
produção.
Após 1980 – A Europa desta época buscava uma solução para a crise que
assolava o mercado dos pré-fabricados, afirma Ferreira (2003). Assim, a época
apresentou o começo da padronização dos elementos pré-fabricados, através da
industrialização de componentes compatíveis para o mercado geral e não para um
microcosmo empresarial, que segundo Bruna (1976), conhecido como “ciclo aberto”.
6
Tal quadro pode ser justificado pela situação critica de crescente rejeição social e
deterioração funcional.
2.2 PRÉ-FABRICADOS DE CONCRETO NO BRASIL
Vasconcelos (2002) afirma que a imparcialidade do Brasil até os rumos finais da
guerra e a sua distância do epicentro do conflito possibilitou que o território nacional
não sofresse qualquer tipo de impacto em larga escala. Esta isolação física criou um
cenário mais aprazível que o da Europa, não necessitando de uma produção de pré-
fabricados em escala industrial. Por este motivo a aplicação deste método construtivo
chegou tarde e foi pouquíssimo utilizado; até que a construtora dinamarquesa
Christiani-Nielsen executou a obra do hipódromo da Gávea, no Rio de Janeiro em
1926. Obra esta realizada com elementos como estacas de fundação e cercas de
perímetro de área com componentes pré-fabricados.
A empresa precursora dos métodos de construção eficientes e industriais foi à
construtora Mauá, que no final da década de 50, na cidade de São Paulo, aplicou este
conceito novo de racionalização de materiais e métodos à montagem de galpões pré-
fabricados dentro do próprio canteiro de obras. O método consistiu em executar peças
sobrepostas em sequencia vertical, separadas por papel parafinado. Por sua eficiência,
não era necessário aguardar a secagem do concreto para executar a próxima camada,
economizando tempo e espaço no canteiro, podendo ser empilhado até 10 peças
consecutivas. Conforme o concreto endurecia, as formas laterais eram colocadas, e
após a finalização, estas 10 peças eram dispostas no chão, servindo de base para mais
pilhas, o que multiplicava o processo de produção de peças.
Aparentemente, a execução da primeira obra residencial de vários pavimentos
com estrutura pré-moldada, foi no conjunto residencial da universidade de São Paulo –
CRUSP, cidade universitária Armando Salles de Oliveira. Sendo inauguração em
1964, trata-se de um conjunto residencial destinado a estudantes de outros estados,
ingressantes na USP, projetado pelo Fundo de Construção da Universidade de São
Paulo – FUNDUSP. Apesar da eficiência de execução, a falta de preparo e
inexperiência dos profissionais acarretou em inúmeros problemas devido à grande
7
diferença do método construtivo usual ao adotado. Porem através do grande espaço
disponível para armazenagem, as peças foram fabricadas in loco. Fator este não existe
atualmente devido à crescente falta de espaço nas cidades (VASCONCELOS, 2002).
Segundo a ABCI (1980), a aplicação do método construtivo pré-moldado foi
realizada de forma esporádica e com o objetivo de teste apenas até a década de 60. A
partir de então, o crescente mercado e concorrência, impulsionou o aprimoramento do
método, com a racionalização e industrialização do processo, sem, no entanto, fazer
uso exclusivo do mesmo. E possível citar os painéis artesanais de concreto de Carlos
Milan, os painéis de fibrocimento e os aglomerados de raspas de madeira.
Em 1966 foi criado o Banco Nacional de Habitação – BNH, com o objetivo de
suprir o baixo índice habitacional que não crescera na mesma proporção que a
população urbana, a partir da década de 50. A instituição do BNH objetivava
impulsionar o setor da construção civil brasileiro, que na época, segundo o Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (1987), detinha uma parcela de apenas
5 % do Produto Interno Bruto – PIB do país (ABCI, 1980).
A fim de estimular o uso da mão de obra não qualificada, o BNH adotou um
incentivo ao método construtivo usual no setor de habitação, em oposição ao pré-
fabricado. Este estímulo foi responsável pelo atraso maior no processo de
industrialização. Com as possibilidades mais abrangentes do pré-fabricado, grupos de
empresários vislumbraram uma opção mais interessante e avançada no setor. Graças à
determinação deste grupo foi possível o desenvolvimento da área (OLIVEIRA, 2002).
Apesar das diretrizes iniciais do BNH incentivassem a produção de empregos
não qualificados, a partir de década de 70 o banco alterou seu posicionamento,
redefinindo sua área de atuação para uma camada de menor poder aquisitivo. Assim,
as necessidades desta área incentivaram o uso de novas tecnologias, consolidando a
utilização de elementos pré-fabricados de concreto (OLIVEIRA, 2002).
Então o BNH promoveu a pesquisa e desenvolvimento buscando alternativas
tecnológicas para a construção habitacional. Por meio de canteiros experimentais
como o de Narandiba, na Bahia (1978); Carapicuíba VII, em São Paulo (1980) e o
Jardim São Paulo, em São Paulo (1981) foram testados os processos construtivos
desenvolvidos. Apesar das tentativas, as construções apresentaram problemas
8
patológicos e funcionais que inviabilizaram as obras financeiramente, ocasionando em
certos casos a demolição (OLIVEIRA, 2002).
Seguindo este cenário, em 1983, através de relatórios técnicos internos da
Companhia de Habitação de São Paulo – COHAB – SP, foi constatada a situação
precária das obras pré-fabricadas em geral as tornando inviáveis do ponto de vista
técnico, operacional e econômico, sendo recomendada sua demolição.
Devido a esta serie de problemas, o setor dos pré-fabricados sofreu uma
estagnação na década de 80, e só voltou a tomar força com o desenvolvimento da
cidade de São Paulo, em meados de 1990 (OLIVEIRA, 2002).
2.3 ANÁLISE ESTRUTURAL
A principal e primeira etapa de um projeto é definir o melhor e mais conveniente
modelo matemático, transformando o projeto da edificação a ser construída em uma
aproximação da realidade, a partir da concepção arquitetônica e do cálculo estrutural.
Muitas vezes, o melhor modelo não é o mais detalhado. O modelo matemático mais
simples pode dar informações mais satisfatórias do que uma modelagem mais
complexa, mesmo que apresente desvios em relação à realidade (MUNTE, 2007).
Quando mais preciso for o modelo, mais complexa será sua realização e maiores
cuidados deverão ser tomados com as chamadas condições de contorno, parâmetros
definidores do modelo, que podem induzir a erros muitos grosseiros (MUNTE, 2007).
Sendo melhor adotar um o modelo mais simples para o estudo inicial do modelo
estrutural mais indicado a edificação e aprimora-la conforme o desenvolvimento do
projeto.
9
2.4 MODELAGEM ESPACIAL
A elaboração das perspectivas é importante no processo de venda para que os
clientes tenham a compreensão do produto que estão adquirindo e posterior
detalhamento executivo. Por padrão todas as empresas elaboram a perspectiva
demonstrando seus sistemas construtivos e diferenciais que venham ter em relação aos
concorrentes.
A seguir temos exemplos de modelos espaciais desenvolvidos com os programas
AutoCAD e 3dmax.
Figura 01 – PERSPECTIVA COMERCIAL EM AUTOCAD
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
Figura 02 – PERSPECTIVA COMERCIAL EM 3DMAX
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
10
2.5 ELEMENTOS USUAIS DOS PRÉ-FABRICADOS
Segundo El Debs (2000) usualmente, é adotado a utilização de pilares, vigas e
lajes em estruturas pré-fabricadas de múltiplos pavimentos. Dependendo do fabricante
e do tipo de uso das peças, as dimensões e seções podem variar significativamente. As
seções mais utilizadas para os elementos de pilares estão apresentadas na Figura 3,
para as vigas na Figura 4 e painéis de vedação na Figura 5.
Figura 03 – SEÇÕES DE PILARES: QUADRADA, RETANGURAR, CIRCULAR E FORMATO I.
Fonte: Gustavo, 2010
Figura 04 – SEÇÕES USUAIS DE VIGAS: RETANGURAR, I, T invertido e L
Fonte: Gustavo, 2010
Figura 05 – PAINÉIS: PI ou TT e ALVEOLAR
Fonte: Gustavo, 2010
11
Para o escoamento da água da chuva, é possível inserir uma tubulação de PVC no
centro dos pilares. Se necessário pode-se variar a seção dos mesmos ao longo de seu
comprimento, quando em edificações de múltiplos pavimentos (El Debs, 2000).
É possível estabelecer uma relação entre a capacidade de investimento da
empresa e a limitação da disponibilidade de várias seções para formas: enquanto
empresas com amplo capital de investimento possuem uma maior variedade de seções,
empresas de menor porte acabam se limitando a opções fixas de tamanho. Cabendo ao
projeto se adequar as seções disponíveis de cada fornecedor (El Debs, 2000).
Os painéis podem ser utilizados como laje, recebendo para tal um capeamento
em concreto, ou podem ser utilizados como fechamentos, sendo fixados aos pilares e
vigas (El Debs, 2000).
Peças típicas para blocos e sapatas de fundação do tipo cálice ou cofre são
apresentados na Figura 6. Esses elementos são normalmente utilizados para a fundação
de estruturas pré-fabricadas, e tem a função de transferir ao solo ou estaca a solicitação
da estrutura.
Figura 06 – BLOCOS E SAPATAS
Fonte: Gustavo, 2010
Segundo El Debs (2000) cantos vivos nas peças pré-fabricadas podem ocasionar
fissuração e fraturas nas bordas. A fim de acabar, ou ao menos reduzir esses problemas
durante o manuseio, desforma ou montagem, é necessário que as peças sejam
chanfradas em suas arestas. Está ilustrado na Figura 7 como devem ser as arestas
acabadas e também exemplifica o que pode ocorrer se não forem realizadas desta
forma.
12
Figura 07 – ARESTAS E CHANFROS EM PEÇAS PRÉ-FABRICADAS
Correto Incorreto
Fonte: Gustavo, 2010
Para estruturas do tipo galpão, outros tipos de peças pré-fabricadas podem ser
utilizados, como braços de cobertura, que são vigas inclinadas, podendo ter seção
variável e terças conforme ilustrado na Figura 8.
Figura 08 – VIGA TESOURA E TERÇA EM PEÇAS PRÉ-FABRICADAS
Fonte: O AUTOR (2016).
2.6 FUNDAÇÕES DOS PRÉ-FABRICADOS
Segundo a Munte (2007), a empresa contratada para execução do pré-fabricado
fica a cargo de toda a estrutura e acabam assumindo também a execução da fundação,
e todos os elementos que não dependem do pré-fabricado como baldrames, pisos e
demais obras civis ficam a cargo da construtora contratada.
13
O estaqueamento em fundações profundas pode ter sua execução efetuada por
empresas terceirizadas, ou por um departamento interno específico. Independente
disso, o projeto deve ter a sondagem e o estudo do solo, assim é possível definir os
blocos estruturais a serem utilizados.
Por questões de orçamento, quando a obra é muito longe da fabrica o custo do
transporte torna-se elevado e opta-se por executar os blocos moldados no local, muitas
vezes usando como fôrma o próprio terreno escavado. E necessária analisar o
orçamento dos blocos para que o preço global da obra fique competitivo. A estrutura,
fundação e estaqueamento precisam ter o menor custo possível, sendo um fator
determinante na negociação da obra (MUNTE, 2007).
No pré-fabricado as estruturas devem ser autoportante, sem depender de outras
estruturas para seu travamento. Por isso, a execução da fundação deve estar inclusa no
contrato pra assegurar o equilíbrio e segurança da estrutura. Em caso em que o cliente
solicite solicitado que a fundação contemple cargas adicionais, as podem ser
consideradas junto à estrutura principal o pré-fabricado (MUNTE, 2007).
2.7 TRANSPORTE E MONTAGEM
Segundo El Debs (2000), dependendo do tamanho físico das peças pré-moldadas,
há limites que restringem o seu transporte da fábrica ao local de aplicação, como
largura da rodovia e altura máxima para viadutos. Necessitando em casos especiais,
estudos de rotas e horários diferenciados, por isso, suas dimensões devem ser levadas
em consideração no momento da concepção do projeto.
A NBR 9062 (ABNT, 2006), estabelece que para à garantia da integridade das
peças durante seu transporte e içamento, devem-se considerar os tipos de solicitações
dinâmicas que podem ocorrer. Para que não ocorra nenhum tipo de desgaste físico aos
elementos, os veículos são adaptados, equipados de guindaste próprio ou não, e são
apoiados por materiais que não entrem em contato com o concreto. Um exemplo de
veículo adaptável pra transporte de peças com grandes dimensões é mostrado na
Figura 9.
14
Figura 09 – EXEMPLO DE CARRETA EXTENSIVA
Fonte: Iragaray, 2016
Na concepção do projeto é de extrema importância que a carga das peças seja
considerada, para que o equipamento não seja subutilizado ou até mesmo
sobrecarregado, sendo recomendado que as peças sejam executadas com dimensões e
massas de valor próximo. Por isso, a escolha do equipamento, máquina e acessório são
fundamentais para um melhor aproveitamento do dinheiro empregado (El Debs, 2000).
2.8 PLANO DE RIGGING
O plano de Rigging, também conhecido como plano de içamentos de cargas,
nada mais é que o planejamento das movimentações de cargas que serão realizadas
durante a obra, com equipamentos de transportes verticais móveis como gruas e
guindastes. A partir do tipo de carga a ser içada, condições do vento e do solo, e
máquinas disponíveis é possível determinar as diretrizes a serem adotadas no projeto,
determinando o posicionamento correto do guindaste, aumentando assim a segurança
do canteiro (TÉCHNE, 2013).
Para o desenvolvimento do projeto, o engenheiro de rigging deve coordenar suas
ações com o engenheiro especialista em fundações, observando a resistência do solo
que vai suportar o guindaste, e um engenheiro especialista em estruturas, verificando a
resistência da carga, elaborando assim, memoriais de cálculo, análise do solo e do
vento e desenhos técnicos necessários para a execução do plano (TÉCHNE, 2013).
15
TÉCNHE (2013), cita que a normatização nacional no setor não é clara. O único
assunto abordado sobre o tema está em uma norma regulamentadora do ministério do
Trabalho e Emprego, a NR-18, que possui apenas um item, estabelecendo a
obrigatoriedade da elaboração de plano de carga para movimentações com guindastes
tipo torre apenas.
Segunda a TÉCHNE (2013), o processo para elaboração do plano de rigging:
• Primeiramente a equipe de engenheiros realiza uma visita técnica no canteiro,
para coletar as informações e determinar o equipamento mais apropriado a ser
utilizado;
• Na sequência é iniciada a elaboração do plano de rigging, abrangendo os dados
coletados (e analisados pelo engenheiro responsável de cada área) tais quais: a
resistência do solo, ação do vento, material para amarração, equipamento mais
otimizado, verificação da capacidade do equipamento, peso e geometria da
carga e fatores de segurança em geral;
• Então ocorre a aplicação no projeto de CAD, com especificações da área
utilizada e ações tomadas durante a operação.
• Após a revisão de todos os dados, constando um planejamento adequado e
coerente é gerada uma Anotação de Responsabilidade Técnica (ART). O plano
de rigging pode ser encaixado como estudo, planejamento, especificação e
desenho.
• Assim é possível executar o plano de rigging.
Para o dimensionamento adequado do equipamento é utilizado o diagrama
operacional de cargas, onde podemos identificar a carga e a distância que se deseja
utilizar. O diagrama operacional pode ser exemplificado melhor na Figura 10.
16
Figura 10 – DIAGRAMA DE ALCANCES DO GUINDASTE AGI 40.5-17.7/43
Fonte: Argo Guindastes, 2010
Segundo a NBR 9062 (ABNT, 2006), para que não ocorram imprevistos de
deslocamento ou movimentação indesejada durante o processo de montagem, pode vir
a ser necessário escoramento provisório, com o objetivo de impedir deformações, e
prevenir qualquer tipo de esforços secundários não previstos ou até mesmo
movimentações prejudiciais ao concreto.
17
2.9 PRODUÇÃO DE PRÉ-FABRICADOS
Segundo Munte (2007), o concreto tem fácil aplicação, durabilidade, resistência e
características estéticas, quando é bem dosado, se conhecendo as características dos
agregados, cimento, traços e respeitando as etapas de concretagem e cuidados
posteriores de cura e transporte, sendo um material de destaque para a construção civil
em diversas situações. Por esses motivos ele é o material mais aplicado na construção
civil.
Os elementos pré-fabricados são constituídos por inúmeros materiais de
utilização imperativa; seja por seu simples desenvolvimento ou por sua fácil aplicação.
O concreto é o exemplo que mais se encaixa nestes pontos: o uso do material com a
mistura básica já é suficiente para a otimização da produção, e é vital para a qualidade
e desempenho dos pré-fabricados. Os avanços tecnológicos neste material estão
atrelados ao interesse de empresas que disponham de laboratórios completamente
voltados à melhoria da composição da mistura juntamente com a produção das peças
pré-fabricadas que segue um cronograma e etapas numa sequencia lógica
(MUNTE, 2007).
2.9.1 Etapas de produção
Segundo Munte (2007) a produção dos elementos pré-fabricados em indústrias
divide-se genericamente nas etapas indicadas na Figura 11:
Figura 11 – ESTAPAS DE PRODUÇÃO DE ELEMENTOS PRÉ-FABRICADOS
Fonte: Munte, 2007
Onde:
E: Tempo de espera entre uma etapa e a sua subsequente da produção.
18
As subdivisões da etapa de concretagem para o concreto comum, realizada em
fábrica, podem ser entendidas como (MUNTE, 2007):
a) Mistura: após a correção da umidade dos agregados, pesagem dos materiais e
dosagem de aditivo, faz-se a homogeneização do concreto, que é
posteriormente lançado sobre a caçamba.
b) Transporte: por meio de caçambas, o concreto é içado e transportado por ponte
rolante;
c) Lançamento e vibração: o concreto é lançado sobre a fôrma e, então, se realiza
o adensamento com vibradores, removendo-se manualmente o excesso de
material;
d) Desempeno: o desempeno é manual, realizada esfregando-se a desempenadeira
de madeira, sobre a superfície do concreto;
e) Queima e acabamento: consiste em passar a colher de pedreiro, para retirada
das marcas deixadas pelo desempeno. Após o início de pega do concreto,
efetuar o desempeno manual com desempenadeira de aço.
2.9.2 Cuidados específicos na produção
a) Armação
A montagem das armaduras de aço armado, conferência dos estribos, diâmetro de
ferragens e espaçamentos deve seguir um rigoroso controle e conferência das
dimensões antes da liberação para fabricação.
Armaduras protendidas são muito utilizadas no sistema pré-fabricado, a
protensão com aderência inicial em pistas de protensão, utiliza de fios ou cordoalhas
de aço estirados utilizando-se macacos hidráulicos em pistas especialmente
construídas para protensão de peças de concreto, após a cura do concreto os fios ou
cordoalhas são liberados e ficando diretamente em contato com o concreto. Esse
processo permite que as peças tenham seções menores com maior resistência, podendo
assim atingir maiores vãos livres com menor custo.
19
Neste estudo verificou-se que não foram utilizadas armaduras pré-tracionadas
pela empresa contratada no sistema pré-fabricado.
b) Dosagem
Segundo Munte (2007) é de fundamental importância à atenção ao acabamento
dos elementos pré-fabricados de concreto, devido à sua utilização de forma aparente.
Para garantir a qualidade das peças, deve ser realizado in loco um estudo de dosagem
do material. Isto garante uma homogeneização satisfatória e elevadas resistências
iniciais às peças, desde que ocorra o prévio estudo dos agregados, aferição dos
equipamentos e traço do concreto.
c) Fôrmas
Munte (2007) ressalta os cuidados a serem tomados com as fôrmas das peças
produzidas. Quaisquer irregularidades imprimem imperfeições no produto acabado,
portanto, deve ser realizada a limpeza, conferência do prumo, dimensões, e
nivelamento de todas as fôrmas. Além dos problemas estéticos, a montagem incorreta
das fôrmas metálicas pode acarretar na fuga da argamassa e perda de trabalho. Para
impedir problemas, podem ser usados selantes e cantoneiras. No processo industrial
todas as formas são metálicas garantindo assim a estanquiedade e durabilidade.
d) Lançamento e vibração
Munte (2007), o concreto e lançado sobre a forma o mais próximo possível com
a utilização de talhas, então foi realizado o remanejamento utilizando colheres e o
adensamento com vibradores dimensionados conforme a peça e respeitando o tempo e
método de imersão adequado para que não haja a segregação no concreto.
20
e) Cura
Munte (2007) cita que a evaporação da água em estruturas em processo de
finalização é um problema que acarreta em fissuras na superfície do concreto acabado,
e redução geral da sua qualidade. As peças sem a possibilidade de proteção contra o
sol ou correntes de ar incidentes devem submetidas a aditivos conhecidos como
plastificantes, o que garante o bom acabamento do produto final.
f) Acabamento
Conforme visto, problemas decorrentes da cura, fôrmas e dosagem influenciam
diretamente na qualidade das peças. Eles são decorrentes do desconhecimento ou
imprevistos durante a execução, e não obstante, devem ser solucionados nas estruturas.
A estucagem (argamassa) que preenche defeitos na superfície, e o caldeamento (pasta
fluída) que homogeneíza as peças são soluções encontradas para os problemas de
fissuras, bolhas e bicheiras nos produtos.
g) Manuseio
O manuseio e transporte das peças devem ser devidamente estudados, pois as
peças devem ser estocadas respeitando o tempo de cura do concreto, e calçadas
separadamente tanto no pátio da fabrica quanto no transporte nos caminhões, sempre
utilizando de cabos de aço e cintas de içamento dimensionadas para as cargas a
suportar. O manuseio errado das peças pode acarretar fissuras e deformidades nas
peças. Para evitar acidentes todos os cuidados devem ser tomados sempre executando
o plano de rigging e logística de transporte.
21
3 MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia adotada para o desenvolvimento deste trabalho foi baseada no
acompanhamento de uma obra em todas as suas etapas, iniciando no processo de
decisão pelo uso de pré-fabricado, por meio da avaliação do projeto arquitetônico já
aprovado.
A metodologia seguiu os seguintes passos:
• Escolha da obra para estudo;
• Avaliação preliminar do uso do sistema pré-fabricado como sistema
estrutural;
• Solicitação de orçamento da execução do sistema pré-fabricado em três
empresas;
• Avaliação das condições de contorno do terreno, por meio de uma visita
técnica;
• Acompanhamento do desenvolvimento do projeto;
• E finalmente, acompanhamento da execução propriamente dita.
Inicialmente foram realizados três orçamentos da estrutura pré-fabricada em
empresas que trabalham na região de Curitiba e que atendessem os requisitos do porte
da obra e recomendadas no mercado. O maior orçamento foi descartado e o critério de
escolha da empresa vencedora entre as duas restantes, foi à que melhor solucionou a
obra no sistema pré-fabricado pelo valor de R$ 101.196,00, uma vez eleita à empresa
que forneceu a estrutura pré-fabricada se deu o inicio dos estudos iniciais para
execução da obra.
Após a realização de uma visita técnica inicial ao terreno para observação de
itens básicos como eletricidade para utilização de ferramentas elétricas e geradores se
necessário, água para execução do concreto magro nas fundações bem como o terreno
quanto as possíveis interferências de obras vizinhas por construções que invadam o
limite do terreno ou que suas fundações adentre o solo do terreno, alinhamento e
declividade quanto ao indicado no projeto arquitetônico. O acesso ao terreno foi
22
avaliado, além dos portões, o caminho a ser realizado até a obra por caminhões de
grande porte que necessitam de ruas largas para transitarem.
Para correta determinação dos projetos de fundação, foi solicitado à execução da
sondagem para verificação da resistência do solo. O terreno apresentou silte argiloso
até aos 16,69 m de profundidade onde se tornou impenetrável à percussão.
Tendo os dados da sondagem e da visita técnica, começou a elaboração do
anteprojeto estrutural do pré-fabricado analisando o projeto arquitetônico e otimizando
para o melhor custo beneficio, atendendo todos os requisitos arquitetônicos da obra.
Após a execução do anteprojeto foi realizada uma reunião no terreno com o
cliente ou responsável para locação da obra para execução da locação, depois foram
feitos o projetos definitivos para compatibilização com cliente e liberação para
fabricação das peças.
Com a fabricação das peças do pré-fabricado em andamento, simultaneamente se
deu inicio aos trabalhos no terreno de nivelamento, ruas de acesso e execução da
fundação da obra e posteriormente a montagem das peças, todo o processo de
montagem foram realizados com caminhões munck, visto que não há uma única peça
que possa ser manipulada a mão livre, e devido à altura é utilizado linhas de vida,
cordas e redes de segurança.
Uma vez que toda a estrutura que compreende a parte de fundação, pilares,
cobertura, vigas tesouras e terças esta montada, começou colocação das telhas de
cobertura e calhas conforme estabelecido em projeto.
Finalizado a estrutura foi feita à entrega formal da obra junto ao cliente com a
elaboração dos laudos, certificados, entrega dos projetos e assinatura do termo de
entrega da obra.
23
3.1 DADOS DA OBRA
Para o desenvolvimento do trabalho, foi escolhida a obra pertencente à Floriani
Incorporações Ltda., que tem por fim a construção de um barracão que será utilizado
para comércio e serviço setorial. O acesso aos dados e a obra, foram disponibilizados
pela empresa Projepar Estruturas Pré-fabricadas.
A obra em análise trata-se de uma edificação comercial localizada na cidade de
Curitiba-PR, na Rua Rezala Simão, nº 1322, bairro Santa Quitéria.
O projeto tem dimensões de 14,60 m x 19,65 m e pé-direito de 7,85 m, com uma
platibanda total de 2,15 m. Sua concepção adaptou-se bem ao sistema pré-moldado
visto que tem um vão livre de total de 14,60 m, com pórticos modulados de forma
simétrica. Para a cobertura se utilizou de vigas tesouras de concreto e telhas metálicas.
O terreno tem 722,64 m² e apresenta desníveis em todas as laterais, conforme
apresentado na Figura 12.
Figura 12 – TERRENO DA OBRA
Fonte: Google Maps, 2016
24
3.2 AVALIAÇÃO DA LOGÍSTICA
Para a avaliação da logística foi realizada uma primeira visita, após o
conhecimento das características da obra e da composição das peças pré-fabricadas.
Com base nesses dados se deu à definição dos veículos necessários para o transporte
levando em considerado o trajeto realizado da fabrica até o terreno da obra. Visto que
a cidade de Curitiba e sua região metropolitana são altamente urbanizadas nas quais as
regiões comerciais da cidade não são adequadas para a circulação de caminhões e
carretas extensiva.
O terreno da obra deve dar livre acesso aos veículos comportando suas
dimensões e cargas atuantes sobre o solo, sendo necessário que o cliente realize obras
para tornar viável a passagem dos veículos, quebrando muros e ensaibrando o terreno
para ter maior resistência, nesse caso o terreno não apresentava condições para o
trafego de caminhões. Diante disso, foi feito um preparo básico de regularização do
terreno com uso de maquinário próprio da contratada para agilizar o andamento da
obra conforme indicado na Figura 13.
Figura 13 – REGULARIZAÇÃO DO TERRENO
Fonte: O AUTOR (2016)
25
A empresa contratada foi responsável somente pelo fornecimento e montagem do
pré-fabricado, sendo o fornecimento de água e de luz para realização dos trabalhos e
viabilização dos acessos internos e externos para movimentação dos equipamentos
responsabilidades do contratante, sendo solicitado ao o cliente que fornecesse cargas
de saibro para regularizar o terreno deixar em condições de trafego como demonstrado
na Figura 14.
Figura 14 – TERRENO REGULARIZADO
Fonte: O AUTOR (2016)
3.3 IMPLEMENTAÇÃO DA OBRA
Após a liberação do terreno para início da obra foi iniciado o processo de locação
inicial das estruturas, onde foram obtidas as informações em campo referente às
medidas do terreno e interferências, o que permite a execução do anteprojeto
executivo.
Esse trabalho foi desenvolvido por uma equipe de topografia que foi até o terreno
juntamente com o cliente, ou pessoa determinado por ele, para marcar o ponto de
referência inicial da obra. Embora esse ponto esteja indicado no projeto arquitetônico,
muitas vezes não condiz com a realidade, ou sofre mudanças ao longo do processo de
aprovação e execução da obra. Apesar de pequena, essas alterações podem prejudicar a
logística de tráfego e estoque de uma empresa.
26
A equipe realizou todas as verificações do terreno de nivelamento e dimensões.
Foi realizada uma vistoria nas dividas do terreno, buscando encontrar possíveis
interferências de fundações vizinhas.
Todos os níveis em relação ao ponto inicial da obra foram obtidos com o uso de
estações totais e gabaritos como vemos na Figura 15.
Figura 15 – LOCAÇÃO DA OBRA
Fonte: O AUTOR (2016)
3.4 AVALIAÇÃO DOS PROJETOS
3.4.1 Projeto comercial
No processo de venda da obra o departamento comercial fez uma
compatibilização inicial, adequando o sistema de pré-fabricado ao projeto
arquitetônico, elaborando a planta baixa, corte e perspectiva da obra conforme visto na
Figura 16.
27
Figura 16 – PROJETO COMERCIAL
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
Este projeto foi à referência para elaboração do projeto de locação inicial da obra,
coletando todos os dados do terreno e autorizado pelo cliente, começou a execução dos
projetos definitivos.
3.4.2 Planta de cargas
A planta de cargas foi elaborada conforme os dados do projeto de locação
compatibilizado com o arquitetônico pelo departamento de engenharia e foi utilizada
como referência inicial para locação da obra. Depois de feita a locação à equipe de
obra fez todas as anotações das alterações ocorridas no processo e encaminhou ao
departamento de engenharia da empresa, para refazer corretamente e se necessário
seriam feitas novas visitas na obra a fim de se ter a exata situação do terreno para
execução dos projetos estruturais e detalhamento de peças.
28
Com a composição das cargas orientadas conforme projetos arquitetônicos foram
feitos todos os cálculos das cargas levando em conta as cargas de outras estruturas,
alvenarias, cobertura e outras cargas indicadas pelo cliente, sejam estas de ampliações
futuras ou cargas adicionais, uma vez levados em contas todos esses fatores chegou-se
a composição de cargas conforme Tabela 1.
Tabela 01 – PLANTA DE CARGAS
Fonte: O AUTOR (2016)
Baseados na planta de carga foram determinados os tipos dos blocos de fundação
e o número de estacas necessárias, sendo a maior carga da obra de 24 tf. Finalizado
esta etapa foi indicado na planta de locação à correta posição das estacas com seus
eixos e orientações necessárias conforme o padrão do sistema pré-fabricado como
ilustrado na Figura 17 onde é mostrada a planta de cargas da obra.
Finalizada a planta de cargas, esta foi encaminhada ao cliente ou construtora
responsável, para a contratação de uma empresa de fundação especializada para
realizar a cravação das estacas da obra, tendo que obedecendo rigorosamente ao
projeto fornecido e aos dados da sondagem conforme visto na Figura 18, e ficando a
cargo do cliente arcar com qualquer custo adicional referente execução da fora das
especificações do projeto.
29
Figura 17 – PLANTA DE CARGAS
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
30
Figura 18 – SONDAGEM DO TERRENO
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
31
3.4.3 Planta de locação
A planta de locação foi usada pela equipe de fundação para executar a fundação
da obra, nela o foco é indicar corretamente o eixo da modulação da obra e estacas já
definidos com todas as informações da locação.
Nesta obra houve algumas modificações em relação ao projeto arquitetônico
inicial, no terreno em sua lateral direita foi constatado um desnível no terreno da obra
em relação ao terreno vizinho conforme ilustrado na Figura 19.
Figura 19 – DETALHE DO DESNIVEL NO TERRENO
Fonte: O AUTOR (2016)
Por causa desse desnível foi necessário fabricar todos os pilares do eixo “3” com
1,55 m a mais para compensar a diferença, por estarem localizados na lateral do
terreno não houve necessidade de alterações nos demais pilares, porem ao se escavar o
terreno constatou-se a necessidade da execução de cortina de contenção na divida afim
de evitar qualquer danos a edificação vizinha conforme demonstrado na Figura 20.
32
Figura 20 – CORTINA DE CONTENÇÃO
Fonte: O AUTOR (2016)
No sentido longitudinal da obra constatou-se que o terreno era 35 cm menor do
que o indicado no projeto arquitetônico devido à execução errada do muro do vizinho
no fundo da obra, e mesmo tendo um afastamento de 2,5 m entre o muro e a obra.
Optou-se por não diminuir esta cota devido o terreno apresentar um desnível
acentuado entre eles, e para não ser preciso escavar e executar de imediato mais uma
obra de contenção. Na parte da frente à obra estava entre o limite do recuo mínimo
obrigatório de 5 m e o espaço das vagas locadas para aprovação do projeto, sendo
necessário alterar a cota total longitudinal da obra 20,00 m para 19,65 m conforme
visto na planta de locação demonstrada na Figura 21.
33
Figura 21 – PLANTA DE LOCAÇÃO
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
34
3.4.4 Planta de peças
A planta de peças da obra consiste na indicação de todos os elementos do pré-
fabricado na ordem e sequência correta para montagem da obra.
A determinação das seções dos pilares e vigas utilizados obedece às normas
vigentes da ABNT 6118 (2014), porém a empresa possui também seus próprios
padrões definidos pela limitação de formas de fabricação, podendo variar de 20 cm a
60 cm de seção para pilares e vigas de 30 cm a 100 m conforme o ajuste das formas.
Seria inviável a empresa fabricar todas as secções, mesmo porque o sistema pré-
fabricado tem uma modulação básica conforme o porte da obra que precisam atender,
gerando assim agilidade e eficiência na produção das peças.
Na obra os pilares na lateral esquerda do eixo “1” possuem seção retangular de
25x30 cm e altura total de 10,95 m, a lateral direita do eixo “3” os pilares possuem
seção retangular 25x40 cm e altura total de 12,20 m devido ao desnível na divisa do
terreno de 1,55 m, pilares de oitão na frente e nos fundos do eixo “2” tem seção de
25x35 cm e altura total de 10,95 m. As laterais direita e esquerda da obra possuem
vigas a 2,82 m e 6,00 m de altura com seção retangular de 15x40 cm, na frente e
fundos da obra devido ao seu comprimento de 7,32 m as vigas possuem seção
retangular de 15x50 cm. A cobertura é feita com vigas de seção “T” atirantadas e
terças em concreto armado com seção de 8x18 cm. A disposição de pilares e vigas
pode ser vista na Figura 22 e 23 a seguir.
35
Figura 22 – PLANTA DE PEÇAS INFERIOR
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
36
Figura 23 – PLANTA DE PEÇAS SUPERIOR
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
37
3.4.5 Planta de condutores
Sendo uma obra comercial a preocupação com a aparência da obra é um item
importante. Nesse quesito os condutores de águas pluviais são uns dos elementos mais
impactantes visualmente em uma edificação. Condutores aparentes contrastam com as
obras atuais, cada vez requitandas em seus detalhes arquitetônicos, uma solução para
esse problema são os condutores embutidos nos pilares pré-fabricados conforme visto
na Figura 24, sendo essa solução requisitada pelo cliente na obra.
Figura 24 – DETALHE DOS CONDUTORES EMBUTIDOS
Fonte: O AUTOR (2016)
Em pilares pré-fabricados para alocar os tubos dos condutores de águas pluviais é
preciso analisar sua passagem junto às ferragens dos pilares, estes pilares são muitas
vezes constituídos por vários consolos de apoio de vigas e cada consolo possui
ferragens horizontais que prejudicam a passagem dos tubos. O diâmetro do tubo
38
influência diretamente seção dos pilares que são dimensionados pela menor seção
possível para a carga a suportar, retirando a área de resistência às cargas aplicadas da
seção do pilar que precisam ser redimensionados.
Mesmo embutido os tubos precisam ficar aparentes na altura da calha para fazer
a ligação na calha para passagem da água, um estudo da altura da entrada d’água foi
realizado para ficar entre o forro e o inicio da cobertura, por mais simples que pareça,
a sempre por parte do cliente a intenção de se ter sempre o maior pé direito livre
possível, em alguns casos as obras são projetadas com o pé-direito mínimo para
utilização e para acomodar os condutores se faz necessário elevar o pé-direito da obra
acima do forro.
Os sentidos de saída dos condutores estão todos orientados da mesma forma bem
como suas alturas para serem posteriormente todos ligados, a determinação da altura
do piso acabado e nivelamento do terreno determinam como será alocado conforme
ilustrado na Figura 25.
Figura 25 – DETALHE DO NIVELAMENTO DO CONDUTOR EMBUTIDO
Fonte: O AUTOR (2016).
A planta dos condutores orienta a equipe de montagem em como posicionar os
pilares quanto à saída das águas pluviais, embora os pilares apresentem aspectos
39
diferentes, em muitas obras estes só pode ser diferenciada por sua saída d’água, a
planta indica não somente os sentindo da saída mais o diâmetro tubo e numeração dos
pilares, pois cada pilar conforme sua posição sofre diferentes áreas de influencia de
captação de águas pluviais.
A manutenção desses tubos se faz necessária com tempo para o perfeito
funcionamento do sistema. Uma planta com todas as especificações conforme
ilustrado na Figura 26, foi entregue ao cliente para orientação quanto à instalação das
ligações dos condutores as calhas.
40
Figura 26 – PLANTA DE CONDUTORES
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
41
3.4.6 Cortes
Todas as informações obtidas na locação da obra de nivelamento e detalhamentos
da planta de peças foram representadas nos cortes da obra. Onde foi apresentadas
informações como cotas do terreno, nível do piso e gabarito da obra e compatibilizado
com o arquitetônico para determinação do pé-direito da obra, as vigas de cintamento
estão colocadas conforme a altura das janelas.
No sistema pré-fabricado as vigas tesouras tem uma inclinação padronizada de
11º. No corte indicou-se o numero de terças necessárias para apoiar as telhas, e essas
foram distribuídas conforme o modelo das telhas escolhidas pelo cliente.
Foram necessárias cotas de nivelamento para identificar a altura total da obra,
conforme a Figura 27 e 28.
Os cortes são usados em obra para visualização de montagem da obra e
conferência de níveis e também contem as informações como:
• Altura de vigas;
• Nível de topo da obra;
• Cotas que permitam a determinação do nível de todas as peças.
42
Figura 27 – CORTE EIXO A
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
Figura 28 – CORTE EIXO B
Fonte: Projepar Estruturas Pré-fabricadas (2015)
43
3.5 COMPATIBILIZAÇÃO
Finalizado todos os projetos da obra foi realizada uma reunião com o cliente e
engenheiro responsável, onde foram discutidos todos os pontos da obra e apresentado
às soluções empregadas.
É importante salientar que na compatibilização ocorreu a liberação definitiva da
obra por parte do cliente, dando inicio a fabricação das peças pré-fabricadas e uma vez
produzidas não puderam ser mais modificadas para atender alterações de ultima hora.
Apesar de o sistema ser padronizado quanto ao tipo de formas e processo
produtivo na fabrica, devido à exigência cada vez maior da parte arquitetônica, poucas
são as obras que podem ser consideradas padrão em sua totalidade, o que faz que suas
peças na maioria dos casos sejam únicas e especificas para sua edificação.
3.6 DADOS DA FUNDAÇÃO
Em paralelo a fabricação das peças, a planta de cargas foi encaminhada ao cliente
para a contratação de uma empresa de fundação de sua preferência, para realizar a
cravação das estacas, conforme os valores de cargas fornecidos e sondagem do terreno
realizada pelo cliente. A locação das estacas na obra foi realizada pela empresa de pré-
fabricados.
44
Acabado o serviço de estaqueamento iniciou-se a fundação do pré-fabricado,
primeiramente foi feita abertura das valas para recebimento dos blocos de fundação,
conforme demonstrado na Figura 29.
Figura 29 – VALA ESCAVADA
Fonte: O AUTOR (2016).
A equipe faz a conferência de nivelamento para arrasamento das estacas e do
posicionamento de todas as estacas na obra conforme demonstrado na Figura 30.
Figura 30 – CONFERENCIA DE NIVELAMENTO
Fonte: O AUTOR (2016).
45
Após o arrasamento das estacas e limpeza da vala, temos a base regularizada
pronta para o recebimento dos blocos de fundação conforme visto na Figura 31.
Figura 31 – BASE REGULARIZADA
Fonte: O AUTOR (2016).
O lançamento dos blocos de fundação foi realizado com o auxílio de caminhão
munck, todos os blocos são posicionados nas bases e ficam prontos para solidarização
aos pilares conforme visto na Figura 32.
Figura 32 – LANÇAMENTO DO BLOCO
Fonte: O AUTOR (2016).
46
Para solidarização aos pilares e refeita a conferência do nivelamento, prumo e
conferência dos eixos e níveis em toda a obra conforme demonstrado na Figura 33.
Figura 33 – NIVELAMENTO, PRUMO E CONFERENCIA DOS EIXOS.
Fonte: O AUTOR (2016).
Como visto o sistema empregado foi de fundação indireta, onde o bloco de
fundação foi colocado sobre uma base de concreto magro e solidarizado à estada já
arrasada, posteriormente também e feito uma base de concreto no fundo do bloco para
regularizado do nível de assentamento do pilar que é solidarizado ao bloco de
fundação, como ilustrado na Figura 34.
Figura 34 – SISTEMA FUNDAÇÃO INDIRETA.
Fonte: O AUTOR (2016).
47
3.7 FABRICAÇÃO E MONTAGEM
3.7.1 Fabricação
A vantagem do sistema pré-fabricado esta na rapidez no trabalho de fabricação e
montagem da obra, mas todo esse processo tem rigorosos métodos de controle e
qualidade no processo de produção aliado sempre ao uso de novas tecnologias.
As armaduras de aço para peças em concreto devem ser armadas conforme
projetos e instruções específicas, com a marcação de dimensões, dobras e montagem
da armadura sempre com as instruções do encarregado e conferência das dimensões
para liberação e montagem nas formas de concretagem.
Todas as peças padronizadas são fabricadas em formas metálicas como visto na
Figura 35, e são de extrema importância para garantir resistência mecânica à ruptura,
deformação, estanqueidade e textura dando agilidade na produção e com uma
durabilidade infinitamente superior as de madeira convencional.
Figura 35 – FORMA METÁLICA
Fonte: O AUTOR (2016).
48
O processo de fabricação das peças é feito com concreto usinado e devido à
necessidade da rápida fabricação e retirada das peças concretada da forma, é utilizado
o concreto CPV-ARI de alta resistência inicial que atinge resistência em três dias
superiores a 30 MPa conforme laudos de ensaio a resistência à compressão realizados
diariamente para o controle de qualidade, o que proporciona o ciclo mínimo de 24
horas, em que a peça e sacada levada ao estoque, onde fica por alguns dias para
continuar o processo cura como visto na Figura 36, sendo que em poucos dias a peça
pode ser montada.
Figura 36 – PEÇAS EM ESTOQUE
Fonte: O AUTOR (2016).
As peças produzidas possuem suas superfícies lisas devido à utilização de formas
metálica, concreto usinado que garante a qualidade da mistura, mas devido a
propriedades do concreto, problemas decorrentes de imprevistos, fissuras, bolhas como
vista na Figura 37, as peças esteticamente precisam passar por um processo de
estucagem e caldeamento dando uma aparência homogenia em toda a superfície da
peça para passar pelo controle de qualidade e transporte para obra.
49
Figura 37 – ACABAMENTO
Fonte: O AUTOR (2016).
3.7.2 Montagem
A vantagem do sistema pré-fabricado esta na rapidez no trabalho de fabricação e
montagem da obra, mas todo esse processo teve rigorosos métodos de controle e
qualidade buscando sempre o uso de novas tecnologias. O uso caminhões munck
facilita o trabalho e para seu uso foi necessário realizado um estudo de rigging para
certificar a segurança de operação para montagem da obra conforme ilustrado na
Figura 38. No processo de montagem foi necessário sempre garantir o acesso de dois
caminhões simultâneos dentro da obra para execução da montagem, não existindo
assim um espaço para estoque de peças, as mesmos foram enviadas conforme sua
ordem, sendo a montagem sempre do fundo para frente do terreno.
50
Figura 38 – ESTRUTURA MONTADA
Fonte: O AUTOR (2016).
Finalizada a fundação e em paralelo a produção das peças na fabrica, iniciou-se o
processo de montagem da obra da superestrutura, o esquema de montagem começou
do fundo para frente observando que na medida em que se monta obra era preciso
manter o acesso do caminhão, o layout precisou ser estudado, sendo que as peças
foram transportadas para obra na sequencia de montagem para que os caminhões
pudessem manobrar e fazer o transbordo das peças enviadas em carretas extensivas e
montadas com caminhões munck de menor porte. Todas as peças foram fixadas com
pinos e com a utilização de neoprenes nos consoles para evitar atrito direto entre as
mesmas. Essas peças ficaram estocadas no próprio canteiro, para acelerar o processo
de identificação e montagem como vista na Figura 39.
51
Figura 39 – LAYOUT DA OBRA
Fonte: O AUTOR (2016).
Os pilares foram às primeiras peças montadas, com um comprimento médio total
10,95 m, depois de transportados para obra à montagem se deu com a utilização
caminhão munck, utilizando uma cinta de alta resistência especifica para levantamento
de peças de alto peso conforme demonstrado na Figura 40.
Figura 40 – LEVANTAMENTO DAS PEÇAS
Fonte: O AUTOR (2016).
52
Após os pilares serem içados conforme a ordem do projeto, eles foram
posicionados sobre os blocos para o acerto do prumo, e grauteado para a solidarização
entre o pilar e o bloco, esta etapa foi executada com um controle rigoroso, e a
montagem só pode continuar com a cura do graute, para maior segurança de que o
pilar não se desloque foram usadas cunhas de madeira que posteriormente foram
retiradas e preenchidos os vazios como vista na Figura 41.
Figura 41 – PILAR COM CUNHAS DE FUNDAÇÃO
Fonte: O AUTOR (2016).
As vigas de cintamento suportam as cargas da alvenaria executadas sobre elas,
fabricadas com seção retangulares e comprimento de 5 m e 7 m, foram ligadas aos
pilares através de pinos nos consoles. As vigas possuem furações para encaixar nos
pinos e foram içadas com cabos de aços por suas alças conforme projeto, para melhor
estética da obra foram utilizados vigas com dentes guerber como visto na Figura 42.
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Figura 42 – VIGA COM DENTE GUERBER
Fonte: O AUTOR (2016).
A cobertura da obra foi montada com vigas tesouras e terças em concreto. As
tesouras foram encaixadas aos pilares que possuem pinos roscados, e presas com
arruelas e porcas. No encontro dos dois braços na cumeeira da obra é colocada uma
chapa metálica de ligação como visto na Figura 43, as terças forma presas as tesoura
por pinos e recebem um chapa de ligação aparafusada.
Figura 43 – CHAPA DE LIGAÇÃO
Fonte: O AUTOR (2016).
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Todo o processo de montagem tem um controle rigoroso de segurança,
acompanhado por técnicos e equipe treinada, com todo o equipamento de EPI de uso
obrigatório, na cobertura para segurança é utilizado linhas de vida, redes de segurança
e cintas para trabalho em altura. Foram necessários dois caminhões munck, cada um
segurando uma tesoura para os funcionários encaixarem as peças, as cordas são usadas
para guiarem a peças com maior exatidão e evitando movimentos indesejados como
vista na Figura 44.
Figura 44 – MONTAGEM DA COBERTURA
Fonte: O AUTOR (2016).
Montadas as tesouras elas foram atirantadas para evitar a força que elas
produzem deslocassem os pilares do pórtico e o próprio sistema com o uso terças faz o
trabalho de travamento entre tesouras.
Com a conclusão da montagem de todas as peças, por causa de suas juntas e
ligações entre os elementos pré-fabricados foram feito o travamento da estrutura com
tirantes que são elementos tracionados entre as peças nas direções longitudinal,
transversal. Com a função de transferir os esforços de ventos e outras forças entre os
elementos dando mais segurança a obra como demonstrado na Figura 45.
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Figura 45 – TIRANTE
Fonte: O AUTOR (2016).
Por ultimo se deu a colocação das telhas metálicas TPR 40 galvalume 0,43 mm
escolhida pelo cliente e montadas conforme especificações do fabricante, e uma
limpeza geral da obra para retirada de recortes e sobras de telhas.
Com termino da obra, foi realizada uma vistoria final juntamente com cliente,
avaliando toda a obra e indicando procedimentos necessários para execução de
alvenarias e as ligações dos condutores de águas pluviais. Além da conservação e
manutenção da obra, estando vistoriados todos os itens, e em de acordo com os
projetos compatibilizados, foi assinado o termo de entrega da obra, e toda a
documentação referente à obra entrega ao cliente.
3.8 CUSTOS DO SISTEMA PRÉ-FABRICADO
A obra no sistema pré-fabricado foi realizada no prazo total de 45 dias, e seu
custo final ficou em R$ 101.196,00 com demonstrado na Tabela 2 a seguir:
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Tabela 02 – TABELA DE CUSTO DO SISTEMA PRÉ-FABRICADO
Fonte: O AUTOR (2016).
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4 SISTEMA CONVENCIONAL
Dadas às especificações apresentadas da obra realizada, foram necessárias
modificações estruturais no projeto, por conta das limitações do concreto moldado in
loco. Para tanto, foi necessária a redução do tamanho do vão livre nas partes frontal e
traseira da edificação, com a adição e deslocamento de pilares.
A partir das dimensões especificadas no projeto arquitetônico, foi possível
realizar os cálculos necessários para a determinação da quantidade de materiais, e
posterior comparação dos métodos construtivos, em posse da estimativa de materiais
obtida com os cálculos, e tendo como base o Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e
Índices da Construção Civil (SINAPI), dos itens:
• 74254/2 - Armação Aço Ca-50, Diam. 6,3 (1/4) À 12,5mm(1/2) -
Fornecimento/ Corte(Perda De 10%) / Dobra / Colocação;
• 74007/2 - Forma Tábuas Madeira 3a P/ Peças Concreto Arm, Reapr 2x,
Incl Montagem E Desmontagem;
• 74138/5 - Concreto Usinado Bombeado Fck=35mpa, Inclusive
Lançamento E Adensamento.
Foi possível determinar o custo aproximado de materiais e mão de obra para a
execução da estrutura. Por fim, para determinar o tempo necessário para a execução,
foi usado como referência o livro Tabelas de Composições de Preços para Orçamentos
(TCPO - 2013):
• 03 110.8.1. - FÔRMA de madeira maciça para pilares, com tábuas e
sarrafos;
• 03 210.8.1.14 - ARMADURA de aço para vigas, CA-50, corte e dobra
industrial, fora da obra - unidade: kg;
• 03 310.8.13.1 - TRANSPORTE, lançamento, adensamento e acabamento
do concreto em estrutura - unidade: m3.
A relação hora/serviço, possibilitou assim uma estimativa aproximada para o
tempo de execução da estrutura por meio do método convencional de construção.
Os cálculos de fundação, pilares, vigas, tempo de serviço e resultados obtidos são
demonstrados na tabela 3, 4, 5, 6 e 7 a seguir.
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Tabela 03 – CÁLCULO UNITÁRIO DE FUNDAÇÃO
Fonte: O AUTOR (2016).
Tabela 04 – CÁLCULO UNITÁRIO DOS PILARES
Fonte: O AUTOR (2016).
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Tabela 05 – CÁLCULO UNITÁRIO DAS VIGAS
Fonte: O AUTOR (2016).
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Tabela 06 – CÁLCULO UNITÁRIO DO TEMPO DE SERVIÇO
Fonte: TCPO (2013).
Tabela 07 – CUSTOS UNITÁRIO DOS INSUMOS NO SISTEMA CONVENCIONAL
Fonte: SINAPI (2015).
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5 RESULTADOS COMPARATIVOS
Foram analisados os custos dos dois sistemas englobando preparo do terreno,
fundação, estrutura e telha de cobertura. O preço do estaqueamento não esta incluso. O
preço final da obra no sistema pré-moldado foi de 2,56 % mais caro em relação ao
convencional como demonstrado na Tabela 8,
Tabela 08 – CUSTOS DOS SISTEMAS POR ETAPA
Fonte: O AUTOR (2016).
A composição dos custos no sistema convencional compreende:
• Blocos de fundação:
Compreende todo o trabalho de preparação do terreno com corte e
reaterro, infraestrutura, maquinário, regularização com aplicação de
saibro, escavação de valas e execução dos blocos de fundação.
• Pilares
Execução de formas, ferragens e concretagem, os pilares têm
dimensões conforme em anexo.
• Vigas
Execução de formas, ferragens e concretagem, as vigas têm seções de
15x50 cm.
• Estrutura metálica de cobertura
As tesouras e terças no sistema convencional foram orçadas em
estrutura metálica.
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• Mão de obra de cobertura
293,77 m² de mão de obra de cobertura.
• Telhas metálicas
293,77 m² de telhas metálicas TP40 galvalume 0,43 mm.
A empresa de pré-fabricados executou a obra em 45 dias devido à etapa de
fundação e fabricação de peças ocorrerem em paralelo gerando uma enorme economia
de tempo devido não haver a necessidade de espera de conclusão da fundação para
iniciar a estrutura, enquanto no método convencional quantificado conforme normas e
padrões do TCPO que apresenta a relação hora/serviço, possibilitando assim uma
estimativa aproximada para o tempo de execução da estrutura ficou em 126 dias,
gerando um tempo de 2,8x a mais como demonstrado na Tabela 09 a seguir.
Tabela 09 – TEMPO DE EXECUÇÃO
Fonte: O AUTOR (2016).
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6 CONCLUSÃO
Após a analise dos resultados obtidos constatou-se que o sistema pré-fabricado
apresentou nesse caso uma vantagem sobre o sistema convencional. Em questão de
preço, apesar de 2,56% mais caro, não representou uma diferença significativa que
inviabilizasse a execução da obra.
No sistema pré-fabricado a execução foi estimada em 81 dias a menos que no
sistema convencional, o que além de representar uma economia nos custos indiretos da
obra, permite ao cliente final, fazer uso da edificação antes, comprovando que a
rapidez, agilidade de fabricação e montagem resulta-se no adiantamento do
cronograma da obra tornando à melhor opção de sistema construtivo.
Ressalta-se que a conclusão desse trabalho deve ser limitada a obra específica
analisada aqui. Outros casos devem ser analisados individualmente, a extrapolação
desses dados não é correta. É importante lembrar que, em obras de menor porte o
sistema convencional se mostra mais vantajoso que o pré-fabricado. Porém quanto
maior o tamanho da obra essa proporção de inverte dando vantagem ao sistema pré-
fabricado, tornando inviável o sistema convencional no que se diz respeita a custo
beneficio.
Por todos esses motivos a viabilidade técnica executiva do pré-fabricado, é a
melhor opção em obras de médio e grande porte, uma vez analisados todos os
elementos e serviços que constitui a construção da edificação.
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REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: projeto e execução de concreto: procedimento. Rio de Janeiro, 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123: forças devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9062: projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro, 2001. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA CONSTRUÇÃO INDUSTRIALIZADA. ABCI: a história dos pré-fabricados e sua evolução no Brasil. São Paulo, 1980. ACERVO Fotográfico e Projetos. Projepar Estruturas Pré-fabricadas, 2015. BRUNA, Paulo Júlio Valentino. Arquitetura, Industrialização e Desenvolvimento. Editora Perspectiva, 1976. EL BEBS, Mounir Khalil. Concreto pré-moldado: fundamentos e aplicações. São Carlos – EESC-USP, 2000. Evolução dos Pré-fabricados de Concreto. Disponível em: http://www.set.eesc.usp.br/1enpppcpm/cd/conteudo/trab_pdf/164.pdf Acessado em 16/03/2016. FERREIRA, M.A.. A importância dos sistemas flexibilizados, 8p, Apostila, 2003. GUSTAVO, cezar. Análise comparativa entre soluções estruturais em concreto pré-moldado e moldado in locos. 50p. Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Civil – Universidade do Vale do Itajaí. Itajaí, 2010. Histórico do pré-fabricado. Disponível em: http://www.leonardi.com.br/historico-do-pre-fabricado/. Acessado em 16/03/2016. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. Estatísticas históricas do Brasil: série econômicas, demográficas e sociais de 1550 a 1985. Rio de Janeiro, 1987. IRAGARAY. Carreta estensiva. Disponível em: http://www.locadorairigaray. com.br/content/guindastes-e-transportes/produto.aspx?id=121. Acessado em 11/03/2016.
65
Manual de Sistemas Pré-Fabricados de Concreto. Disponível em: http://www.ceset.unicamp.br/~cicolin/ST%20725%20A/mpf.pdf. Acessado em 10/03/2016. MUNTE, Manual. Manual Munte de projetos em pré-fabricados de concreto. 2. ed. São Paulo, 2007. OLIVEIRA, L.A.. Tecnologia de painéis pré-fabricados arquitetônicos de concreto para emprego em fachadas de edifícios. Dissertação de mestrado – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. TCPO 13. Tabela de composição de preços para orçamentos. 13. ed. São Paulo, Ed. PINI, 2010. TÉCHNE, Revista. Engenheiro de rigging: Disponível em: http://techne.kubbix.com/engenharia-civil/195/artigo294071-1.aspx. Acessado em 09/05/2016. SALAS, S. J.. Construção Industrializada: pré-fabricação. São Paulo: Instituto de pesquisas tecnológicas, 1988. SINAPI, Preços de insumos e custos de composições Maio/16. Caixa Econômica Federal, 2016. TÉCHNE, Revista. Engenheiro de rigging: Disponível em: http://techne.kubbix.com/engenharia-civil/195/artigo294071-1.aspx. Acessado em 09/05/2016. VASCONCELOS, A. C.. O concreto no Brasil: pré-fabricação, monumentos, fundações. Volume III. Studio Nobel, 2002.
ANEXOS
DECLARAÇÃO
Declaramos para os devidos fins, que cedemos ao acadêmico Altair da Silva
Primo, aluno do Curso de Engenharia Civil da Universidade Tuiuti do Paraná, acesso
aos dados da obra localizada na cidade de Curitiba-PR, na Rua Rezala Simão, nº 1322,
bairro Santa Quitéria, para fins acadêmicos.
Curitiba, 01 de Julho de 2016.
__________________________________
Responsável Técnico
Eng.Civil Marcos Henrique Sardá
CREA PR 62.329 D