TRANSPORTE E MONTAGEM

Srie Manual de Construo em Ao Galpes para usos gerais Ligaes em estruturas metlicas Edifcios de pequeno porte estruturados em ao Alvenarias Painis de vedao Resistncia ao fogo das estruturas de ao Tratamento de superfcie e pintura Transporte e montagem

MAURO OTTOBONI PINHO

TRANSPORTE E MONTAGEM

INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUO EM AO RIO DE JANEIRO 2005

2005 INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA/CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUO EM AO

Nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida por quaisquer meio, sem a prvia autorizao desta Entidade. Ficha catalogrfica preparada pelo Centro de Informaes do IBS/CBCA P654t Pinho, Mauro Ottoboni Transporte e montagem / Mauro Ottoboni Pinho. - Rio de Janeiro: IBS/ CBCA, 2005. 144p.; 29 cm. -- ( Srie Manual de Construo em Ao) Bibliografia ISBN 85-89819-08-6 1. Montagem 2. Transporte de estruturas 3. Construo em ao I. Ttulos (srie) CDU 624.014.2:656.025.4(035)

Instituto Brasileiro de Siderurgia / Centro Brasileiro da Construo em Ao Av. Rio Branco, 181 / 28o Andar 20040-007 - Rio de Janeiro - RJ e-mail: cbca@ibs.org.br site: www.cbca-ibs.org.br

DEDICATRIA

Dedicamos este trabalho aos estudantes de engenharia e arquitetura do Brasil.

AGRADECIMENTOS

Ao CBCA - Centro Brasileiro da Construo em Ao, pelo convite. Ao Eng. Ildony Helio Bellei pela contribuio e estmulo. minha esposa e filhos, pelo apoio e pacincia.

SumrioCaptulo 1 1 Introduo 1.1 As estruturas de ao 1.2 Escopo bsico 1.2.1 Projeto de arquitetura 1.2.2 Projeto estrutural 1.2.3 Fabricao 1.2.4 Tratamento anticorrosivo 1.2.5 Transporte 1.2.6 Montagem 1.3 Tipos de estruturas 1.4 Concepo de projeto visando a melhoria de produtividade 1.5 Comentrios finais Captulo 2 Transporte de estruturas 2.1 Introduo 2.2 Planejamento de transporte 2.3 Transporte rodovirio 2.3.1 Tipos de veculos 2.3.2 Pesos e dimenses mximas 2.3.3 Cargas indivisveis 2.4 Transporte ferrovirio 2.4.1 Plataforma de piso metlico 2.4.2 Gndola com bordas tombantes 2.5 Transporte martimo 2.6 Transporte fluvial 2.7 Transporte areo Captulo 3 Equipamentos de montagem 3.1 Introduo 3.2 Equipamentos de iamento vertical 3.3 Equipamentos de transporte horizontal 3.4 Equipamentos auxiliares Captulo 4 Tcnicas de iamento 4.1 Introduo 4.2 Clculo da carga 4.3 Clculo do centro de gravidade 4.4 Acessrios de iamento 4.5 Composio de foras 4.6 Roldanas e reduo de cargas 4.7 Consideraes sobre iamento de peas 15 16 16 16 16 17 18 18 18 19 21 22 25 26 26 27 28 29 30 32 32 32 33 34 35

37 38 38 44 44

47 48 48 48 49 52 54 55

Captulo 5 Ligaes soldadas e parafusadas 5.1 Generalidades 5.2 Ligaes Soldadas 5.2.1 Introduo 5.2.2 Processos de soldagem 5.2.3 Mquinas de solda 5.2.4 Caractersticas das ligaes soldadas 5.2.5 Controle e garantia da qualidade 5.2.6 Ensaios no destrutivos 5.3 Ligaes parafusadas 5.3.1 Generalidades 5.3.2 Tipos de parafusos 5.3.3 Modalidades de ligaes 5.3.4 Controle de torque 5.3.5 Mtodos de protenso dos parafusos de alta resistncia 5.4 Corte maarico 5.4.1 Generalidades 5.4.2 O aparelho de maarico Captulo 6 Montagem de edifcios e galpes 6.1 Introduo 6.2 Tipos de edifcios 6.3 Montagem de edifcios de mltiplos andares 6.3.1 Verificao das fundaes 6.3.2 Alinhamento 6.3.3 Nivelamento 6.3.4 Esquadro 6.3.5 Prumo 6.3.6 Montagem 6.3.7 Plano de rigging 6.4 Montagem de galpes 6.5 Medidas e tolerncias Captulo 7 Montagem de pontes, viadutos e passarelas 7.1 Introduo 7.2 Classificao quanto ao tipo de estrutura suporte 7.2.1 Pontes com longarinas de perfis de alma cheia 7.2.2 Pontes aporticadas com longarinas de perfis de alma cheia 7.2.3 Pontes com longarinas tipo caixo 7.2.4 Pontes com longarinas treliadas 7.2.5 Pontes em arco 7.2.6 Pontes estaiadas 7.2.7 Pontes pnseis 7.3 Classificao quanto ao tipo de tabuleiro 7.3.1 Pontes com tabuleiro em concreto armado 7.3.2 Pontes com tabuleiro em concreto protendido 7.3.3 Pontes com tabuleiro em placa ortotrpica

59 60 61 61 62 65 67 68 69 72 72 73 73 74 76 78 78 78 81 82 82 82 83 83 84 84 84 85 87 89 92 95 96 96 96 96 96 97 97 97 98 98 98 98 99

7.3.4 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.5 7.6 7.6.1 7.6.2 7.6.3 7.6.4 7.7 7.7.1 7.7.2 7.7.3 7.7.4 7.7.5 7.7.6 7.8 7.8.1 7.8.2

Pontes com tabuleiro em madeira Classificao quanto a posio relativa do tabuleiro Pontes com tabuleiro superior Pontes com tabuleiro intermedirio Pontes com tabuleiro inferior Montagem de pontes Processos de montagem de pontes Montagem pelo solo Montagem por balsa Montagem de pontes por lanamento Montagem por balanos sucessivos Equipamentos utilizados na montagem de pontes Introduo Derricks Travellers Trelia lanadeira Guinchos Macacos trepadores Montagem de passarelas Generalidades Recomendaes

99 99 99 99 99 99 100 100 100 101 108 109 109 110 110 111 111 111 111 111 112

Captulo 8 Outros tipos de estrutura 8.1 Introduo 8.2 Montagem de torres 8.3 Montagem de tanques e reservatrios 8.4 Montagem de esferas 8.5 Montagem de chamins e vasos de presso 8.6 Montagem de estruturas espaciais Captulo 9 Planejamento e oramento de montagem 9.1 Introduo 9.2 Definio do processo de montagem 9.3 Planejamento de montagem 9.4 Recursos 9.5 Cronogramas 9.6 Oramento 9.7 Clculo do preo de venda e proposta 9.8 Contrato Referncias Bibliogrficas Anexos

113 114 114 116 118 118 119 121 122 123 124 126 128 128 132 134 137 141

ApresentaoNa construo em ao cada pea possui seu lugar especfico na estrutura e desempenha um papel na constituio da obra. O ato de se unirem as peas no canteiro de obras para formar o conjunto da estrutura chama-se montagem. Porm, antes disso necessrio transportar a estrutura do local onde foi produzida at o canteiro de obras, onde ser montada. Este manual abordar estas duas fases na produo das estruturas em ao: o transporte e a montagem. O setor siderrgico, atravs do Centro Brasileiro da Construo em Ao - CBCA, tem a satisfao de tornar disponvel para o universo de profissionais envolvidos com o emprego do ao na construo civil, este manual, o oitavo de uma srie relacionada construo em ao. Centro dinmico de servios, com foco exclusivamente tcnico e capacitado para conduzir uma poltica de promoo do uso do ao na construo, o CBCA est seguro de que este manual enquadra-se no objetivo de contribuir para a difuso de competncia tcnica e empresarial no Pas.

Captulo 1Introduo

Introduo1.1 As estruturas de ao As estruturas de ao se caracterizam por serem produzidas parte fora do local da construo e parte na prpria obra. Por definio, isto construo industrializada, ou seja: realizao de atividades em local diverso do canteiro de obras destinadas preparao prvia de elementos padronizados que sero levados ao canteiro para formar a edificao. As estruturas de ao so constitudas por um grupo de peas, que aps serem unidas, formaro um conjunto estvel que sustentar a construo. A fabricao das peas se realiza em uma unidade industrial, onde esto centralizados os meios de produo como mquinas e equipamentos, operrios e administrao, matrias-primas, etc. Na construo em ao cada pea possui seu lugar especfico na estrutura e desempenha um papel na constituio da obra. O ato de se unirem as peas no canteiro de obras para formar o conjunto da estrutura chama-se montagem. Porm, antes disso necessrio transportar a estrutura do local onde foi produzida at o canteiro de obras, onde ser montada. Este manual abordar estas duas fases na produo das estruturas em ao: o transporte e a montagem. 1.2 Escopo bsico Quando desejar adquirir uma estrutura em ao para qualquer fim, o empreendedor necessitar dos itens apresentados abaixo para obter o produto final, ou seja, a estrutura completa e montada no local da obra. Estes itens podero ser fornecidos por uma nica empresa ou serem partilhados entre diversas outras especializadas. Portanto, antes que se apresentem os aspectos detalhados quanto ao transporte e a montagem, apresentam-se abaixo as fases precedentes da construo em ao: Projeto de arquitetura; Projeto estrutural;16

Fabricao; Tratamento anticorrosivo. 1.2.1 Projeto de arquitetura Toda obra se inicia pela concepo arquitetnica. crescente o nmero de projetos em que o arquiteto tira partido do material, direcionando seu projeto para a utilizao do ao. O arquiteto deve estar consciente das caractersticas das estruturas em ao ao iniciar a concepo de seu projeto. Procurando a modulao certamente estar contribuindo para que os custos finais sejam menores. A simplicidade representada pelo alinhamento das colunas e vigas em eixos ortogonais em edifcios de mltiplos andares, por exemplo, permite a padronizao de cmodos de maneira a ocorrer uma repetio dos vos livres entre pilares. Isto proporciona a ocorrncia de vigas iguais ou quase iguais, com o conseqente ganho de produtividade. lgico que esta padronizao s tem sentido se serve ao projeto arquitetnico, sem podar a criatividade ou prejudicar a funcionalidade da edificao quando concluda. 1.2.2 Projeto estrutural Os projetos so o ponto de partida para a realizao da obra. So documentos grficos que nos mostram como ser a obra, suas caractersticas e dimenses. Os projetos de estruturas em ao possuem quatro nveis a saber: Projeto Bsico, Projeto Estrutural, Projeto de Fabricao e Diagrama de Montagem. a) Projeto bsico Mostra em linhas gerais a concepo bsica adotada para a estrutura, com representao unifilar, sem o dimensionamento dos elementos. A partir deste projeto estima-se preliminarmente os materiais necessrios a serem utilizados na obra baseando-se em dados prticos histricos, a ttulo de primeira aproximao de peso. Trata-se de um projeto preliminar, que pode e deve passar por evolues no futuro, comparando-se vrios projetos alternativos. Cada alternativa poder representar uma concepo estrutural diferente, para resultar

em uma escolha final, que pode ser uma mescla de duas ou mais hipteses analisadas. O arquiteto, ao projetar uma edificao objetivando a adoo da estrutura de ao, representa o aspecto desejado para estrutura, ainda que sem preocupao com o dimensionamento das peas. Este tipo de projeto de arquitetura trata-se de um projeto bsico. b) Projeto estrutural Este item inclui toda a anlise estrutural com o dimensionamento de todos os elementos, gerao das cargas nas fundaes e a definio geomtrica dos eixos, dimenses e nveis da estrutura, a partir do projeto arquitetnico. Para obter estes elementos, o calculista far o clculo estrutural no qual levar em conta todos os esforos que sero aplicados estrutura, suas combinaes possveis e dar aos seus elementos as dimenses necessrias para oferecer a resistncia adequada. Alm disso, tambm devem constar do projeto o tipo de ligao a ser adotado entre as peas, os perfis e outros materiais, o ao a ser adotado, a classe dos parafusos e eletrodos de solda e os ensaios necessrios para a garantia da qualidade da execuo. Os documentos resultantes do projeto estrutural so as listas de materiais, as memrias de clculo e os desenhos de projeto. c) Projeto detalhado Tambm chamado de projeto de fabricao ou desenhos de detalhe, mostram o detalhamento do projeto estrutural, visando dotar a fbrica de todas as informaes para proceder a fabricao da estrutura. So desenhos de cada pea constituinte da estrutura, o dimensionamento das ligaes entre elas, os materiais bsicos utilizados e as listas de materiais com os pesos. Nestes projetos todas as peas e partes de peas individuais so detalhadas a partir dos materiais encontrados no mercado. Cada pea e parte de pea receber um nome

chamado marca de detalhe. Alguns elementos podem constar em listas separadas, como os parafusos, telhas e acessrios que normalmente no constam no peso da obra. Eventualmente, a rea da superfcie a ser pintada tambm ser fornecida nos desenhos. d) Diagramas de montagem Projetos apresentados na forma de desenhos, que em tudo lembram o projeto estrutural, mas diferem destes por no mostrarem necessariamente os materiais utilizados. O objetivo destes desenhos mostrar a localizao das peas na estrutura para orientao dos servios de montagem, assinalando as marcas de detalhe de cada pea. 1.2.3 Fabricao Antes de iniciar a fabricao, o fornecedor das estruturas deve providenciar a matria-prima e os consumveis de aplicao direta a partir das listas de materiais. Os materiais estruturais como chapas e perfis podero ser adquiridos pelo prprio fabricante ou mesmo pelo cliente. Neste caso, este solicitar aos fornecedores que entreguem os materiais na fbrica da empresa responsvel pela fabricao. Pode ocorrer que o fabricante no receba os desenhos de detalhamento. Um projeto estrutural mais detalhado pode dispensar a necessidade do detalhamento. Caber ao fabricante analisar o nvel de informaes contidas no projeto e contratar o detalhamento caso julgue necessrio. Listas de materiais elaboradas a partir dos desenhos de detalhe so mais exatas que aquelas feitas somente a partir do projeto estrutural. No momento do aprovisionamento dos materiais para fabricao, ser utilizada a ltima lista disponvel. Caso esta seja uma lista imprecisa, isto poder acarretar falta de determinados materiais ou sobra de outros durante17

Introduoa fabricao, com a ocorrncia de possveis atrasos. Estando os materiais disposio, o fabricante dar incio aos seus trabalhos. A fabricao ser a transformao dos materiais em peas atravs das operaes bsicas de fabricao: corte, dobra, furao, soldagem entre outros. 1.2.4 Tratamento anticorrosivo O tratamento anticorrosivo visa interpor uma barreira entre o meio externo e o ao da pea visando retardar o processo de corroso. Isto ser necessrio caso as caractersticas da estrutura, o ao utilizado e a agressividade do meio ambiente levem ao surgimento de processos corrosivos. Estes sero sempre mais prejudiciais medida que prejudiquem a vida til da estrutura, coloquem em risco sua estabilidade ou afetem a esttica da construo. Os principais tipos de tratamento anticorrosivo so a galvanizao e a pintura. A galvanizao a deposio de uma camada de zinco na superfcie da pea, metal este muito mais estvel que o ao carbono. Este processo normalmente mais dispendioso que os sistemas de pintura, mas ser recomendado nos casos em que o meio muito agressivo, a manuteno difcil e as dimenses das peas permitirem. Nos casos mais gerais a pintura ser o processo utilizado. A pintura de base de proteo anticorrosiva poder ser aplicada logo aps a fabricao ainda no interior da fbrica. A pintura de acabamento, quando aplicvel, poder ocorrer: antes da liberao para embarque das estruturas, no interior da fbrica; no canteiro de obras, antes da mon tagem; no canteiro de obras, aps a montagem e antes das obras civis; no canteiro de obras com a estrutura18

totalmente montada e aps as obras civis como lajes ou alvenarias; 1.2.5 Transporte Conforme a modalidade de transporte escolhida, as peas devero possuir dimenses e pesos compatveis com a capacidade dos veculos utilizados. No transporte rodovirio por exemplo, o mais utilizado atualmente, considera-se normal o transporte executado sobre carretas de 27 toneladas de capacidade, com aproximadamente 13 metros de comprimento na carroceria, 2,3 metros de largura transportvel e uma altura mxima sobre a plataforma de aproximadamente 3,0 metros. Acima destes limites situam-se os transportes especiais com excesso no comprimento, excesso lateral ou excesso em altura. Nestes casos o preo por tonelada transportada sobe significativamente, sendo exigidos veculos e licenas especiais, batedores, horrios especiais, etc. Geralmente procura-se limitar as peas das estruturas ao comprimento mximo de 12 metros. Estes tpicos sero abordados mais detalhadamente no Captulo 2.

Figura 1.1 - Carreta convencional com cavalo mecnico

1.2.6 Montagem Antes da montagem propriamente dita, sero executadas a descarga, conferncia e armazenagem das peas no canteiro de obras. As fundaes e outras interfaces sero verificadas topograficamente quanto a exatido dos nveis, distncias e alinhamentos. Aps estas providncias e a correo de eventuais desvios, ser iniciada a montagem das peas da estrutura, que a materializao no canteiro de todo o trabalho das etapas precedentes. Apesar de possurem peso prprio reduzido em comparao com as estruturas de concreto, as estruturas em ao necessitam de equipamentos para sua montagem. A montagem

ser tratada mais detalhadamente no Captulo 3 e seguintes. 1.3 Tipos de estruturas a) Estruturas de edifcios mltiplos andares - Este tipo de estrutura caracterstico de edifcios de mltiplos andares como os destinados a apartamentos, a escritrios ou salas comerciais. Tambm so exemplos alguns edifcios industriais constitudos de diversos nveis, nos quais se apoiaro utilidades, equipamentos de produo e plataformas de manuteno. A constituio tpica destas estruturas aquela formada por colunas verticais e vigas horizontais, contidas por estruturas de contraventamento, que promovem a estabilidade lateral do conjunto. essencialmente uma estrutura verticalizada constituda de perfis de alma cheia.

arco, shed, uma gua, duas guas, etc. As colunas e vigas de prtico podem ser em perfis de alma cheia, treliados, ou ainda uma combinao entre estes. Os outros elementos, como teras, tirantes, vigas de tapamento, contraventamentos, etc. so formados por perfis leves laminados ou dobrados. A exemplo do tipo anterior, a montagem de galpes ser detalhada no Captulo 6.

Figura 1.3 Ginsio de esportes

Figura 1.2 - Estrutura de edifcio de mltiplos andares

c) Estruturas de obras de arte - so as estruturas de pontes, passarelas e de viadutos, que assumem as mais diversas formas e tamanhos. Tratam-se de estruturas destinadas a vencerem vo livres ligando dois pontos. So portanto, estruturas essencialmente horizontalizadas, apoiadas em pilares e encontros nas extremidades dos vos. Podem ser constitudas de perfis de alma cheia, trelias de perfis mais leves, ou mesmo outros tipos especiais que sero abordados no Captulo 7.

b) Estruturas de galpes So as tpicas estruturas para instalaes industriais, constitudas de filas de colunas, uniformemente espaadas em eixos sucessivos, interligadas transversalmente por prticos. Longitudinalmente, os prticos so interligados por vigas de beiral, eventualmente tambm vigas de rolamento de guindastes (pontes rolantes) e estruturas de contraventamento. As vigas transversais que formam o prtico sustentam e do forma cobertura, que poder ser em

Figura 1.4 Ponte em ao 19

Introduod) Estruturas reticuladas o caso tpico das torres, concebidas para sustentao de cabos eltricos, antenas de transmisso e recepo de sinais, postes de iluminao e sinalizao, ou mesmo suporte de equipamentos industriais e chamins. So estruturas verticalizadas treliadas que formam um reticulado tridimensional de perfis muito leves unidos atravs de parafusos.

Figura 1.6 Poste tubular

Figura 1.5 Torre de transmisso de energia

f) Estruturas espaciais - Denominamse estruturas espaciais aqueles reticulados tridimensionais constitudos de perfis leves, tubulares ou no, cujos elementos convergem de diversas direes em ns de interligao. Caso tpico so as estruturas de pavilhes de exposies, aeroportos, estaes rodovirias e terminais de carga, onde se desejam amplas coberturas com o mnimo de apoios. So estruturas que apresentam grandes vos livres, so eminentemente horizontalizadas e dotadas de platibanda que oculta e protege a cobertura.

e) Estruturas tubulares Neste tipo podem-se classificar as torres e postes tubulares para telefonia celular, estruturas de jaquetas de plataformas martimas de prospeco de petrleo, ou ainda chamins e grandes tubulaes. No caso de tubulaes areas, podemse citar grandes adutoras de gua, oleodutos, emissrios submarinos e condutos forados de usinas de gerao de energia. Podem ser feitas de perfis tubulares comerciais (no caso de pequenas estruturas), entretanto o tipo mais comum ser formada por chapas de ao carbono calandradas e soldadas.Figura 1.7 Estrutura espacial 20

g) Estruturas de armazenagem So casos tpicos os silos, tanques e esferas de armazenamento. Possuem como caracterstica principal as paredes relativamente finas formadas por chapas de ao carbono calandradas. Estas estruturas so utilizadas para armazenamento de materiais a granel como gros, lquidos e gases. Os silos e tanques assumem a forma cilndrica, formada pelo fundo, costado (parede lateral calandrada) e o teto. O fundo dos silos possui a forma cnica para melhor escoamento dos gros. O caso das esferas de armazenamento de gases bastante peculiar, sendo a forma esfrica obviamente a mais comum, porm no a nica. h) Estruturas estaiadas ou tensionadas So estruturas que utilizam cabos de ao (ou tubos esbeltos) tracionados para sustentao de coberturas. Este tipo de estrutura procura vencer grandes vos tirando partido da alta resistncia a trao dos cabos de ao. Os cabos de ao so firmemente ancorados em poucos pilares ou na extremidade de anis perifricos, e da pendem em linha reta ou na forma de parbolas sustentadas nas duas extremidades.

1.4 Concepo de projeto visando a melhoria de produtividade A construo em ao como exemplo de construo industrializada possui a vantagem competitiva de se deslocar boa parte das atividades para fora da obra reduzindo o tempo de permanncia no local e o desperdcio de materiais. Entretanto, ganhos suplementares em produtividade podem ser auferidos com a economia de escala. Por exemplo: se duas peas iguais vo ser fabricadas, o ganho relativo de produtividade ser pequeno; entretanto, se vo ser fabricadas 200 peas iguais, haver um ganho progressivo de produtividade. Este ganho ir aumentar at que se tenda estabilizao em um determinado patamar. Qualquer progresso a partir deste nvel depender da utilizao de uma nova tecnologia. Porm, antes que tal salto tecnolgico ocorra, os benefcios j sero sentidos no desempenho das obras em ao, com um resultado bem acima dos processos artesanais. Pode-se analisar os ganhos de produtividade em trs nveis: 1) No primeiro nvel se faz o comparativo entre a construo industrializada e a construo artesanal. Entende-se como construo artesanal aquela que se caracteriza por ser produzida totalmente no canteiro de obras; no apresenta repetio significativa de elementos; exige macio emprego de mo-de-obra; apresenta perdas elevadas de materiais e comumente realizada uma nica vez. 2) Num segundo nvel o comparativo se far entre a construo industrializada simples, repetitiva e padronizada, com outra complexa sem repetio nem padronizao. Em outras palavras, o ganho de produtividade neste nvel depender da complexidade e do nmero de peas iguais da estrutura. 3) No terceiro e ltimo nvel os ganhos de produtividade so atingidos quando ocorre a ruptura do paradigma vigente com o surgimento de uma nova tecnologia.21

Figura 1.8 Esfera de armazenamento

IntroduoAnalisam-se abaixo, de forma simplificada, os ganhos de produtividade que podem ocorrer no nvel 2) descrito acima, ou seja, nas diversas fases da construo em ao: Projetos No clculo estrutural, se existem poucas peas para serem dimensionadas e desenhadas, haver uma economia de tempo durante o projeto, pois a mesma pea ocorre vrias vezes na mesma estrutura. Da mesma forma uma estrutura de simples concepo representar maior produtividade em comparao com outra mais complexa. Claro est que se existirem muitas peas diferentes para serem projetadas ou de dimensionamento trabalhoso, o tempo gasto no projeto ser relativamente maior. Entretanto, este ganho durante o perodo de projeto pequeno, pois os projetos no esto entre as atividades mais onerosas da construo em ao. Por outro lado, um projeto mais elaborado, e portanto mais trabalhoso pode resultar ganhos significativos nas fases seguintes. Fabricao Durante a fabricao temse ganhos de produtividade sempre que as peas forem de simples concepo, ocorrerem diversas vezes cada uma e apresentarem pequeno nmero de operaes para serem concludas. Quanto mais prxima a pea estiver da forma inicial do perfil que lhe deu origem, mais fcil ser a sua fabricao. Por exemplo: uma viga de perfil laminado parafusada, necessitar somente ser cortada no comprimento exato e a seguir sofrer a furao nas extremidades. Em contrapartida, uma viga treliada composta de perfis U e L, necessitar ter um corte para cada uma das cordas, diagonais e montantes; a solda de cada elemento conforme geometria de projeto, a confeco das diversas chapas de ligao, alm da furao para a ligao com as colunas. bvio qual das duas vigas sofrer mais operaes para ser concluda. Transporte Peas de dimenses, forma e peso compatveis com os veculos que sero utilizados no seu transporte, represen22

tam melhor aproveitamento destes. Peas adequadamente armazenadas na fbrica e no canteiro de obras propiciam maior facilidade para serem localizadas, lingadas e iadas. Estruturas bem acondicionadas no veculo tambm levam a operaes de embarque e desembarque mais fceis alm de representar menores gastos com o transporte. Montagem - Durante a montagem da estrutura, se ocorrerem repeties de peas em situaes virtualmente idnticas ou mesmo semelhantes, o tempo de montagem de cada uma ser reduzido progressivamente, at estabilizar. Por outro lado, se as ligaes entre as peas se faz com rapidez, ganha-se tempo em comparao com ligaes difceis e trabalhosas. Erros cometidos nas fases de projeto e fabricao ocasionam grandes perdas de produtividade e atrasos no andamento da montagem, pois no raro exigem correes de dimenses ou furao no prprio canteiro. Erros durante a prpria montagem, como por exemplo uma pea que tenha sido montada no lugar de outra, demanda no mnimo o triplo do tempo para ser montada: o tempo para montala pela primeira vez; para sua desmontagem; e para montar a pea certa em seu lugar. 1.5 Comentrios finais Cada obra em ao o resultado de uma sucesso de decises tomadas desde a concepo da estrutura at a montagem da ltima pea. importante que cada profissional tenha conscincia das repercusses possveis de cada fase sobre as demais. O profissional que est no incio do processo produtivo o projetista de estruturas. O trabalho de projetar as estruturas condicionado pelas disposies normativas obrigatrias e pelo estilo prprio do profissional. Neste mbito, em que h liberdade de tomada de decises, a histria da obra comea a ser escrita, e importante que leve ao xito da obra como um todo.

As obras sero exitosas na medida em que possurem caractersticas de durabilidade, segurana, estticas e de utilizao percebidas pelos usurios de forma a atender os objetivos para os quais foram concebidas. O trabalho dos profissionais envolvidos com a concepo e a construo da estrutura ser percebido pelo usurio leigo partir de seus resultados palpveis: uma obra durvel, segura, bonita e til. Porm, para os profissionais o sucesso da obra no se limitar percepo da boa receptividade por parte da sociedade. Para os protagonistas o sucesso depender tambm dos resultados tcnicos relacionados com os desafios vencidos, o desempenho das equipes envolvidas dentro dos prazos previstos, o resultado econmico obtido no empreendimento e a satisfao de ter participado de uma obra reconhecida como excelente pelos seus pares.

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Captulo 2Transporte de Estruturas

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Transporte de Estruturas2.1 Introduo Embora seja vivel a fabricao de estruturas mais simples no prprio canteiro, a situao mais comum aquela em que a fabricao e a montagem ocorram em locais diferentes. Nestes casos as estruturas de ao devero ser transportadas at o local da montagem aps a fabricao. A matria-prima utilizada nas estruturas, como chapas e perfis, tambm depende de transporte desde a usina siderrgica ou distribuidor at a fbrica. Desde a produo, cada pea da estrutura ser manipulada e transportada de um lado para outro, sendo depositada em um local, para em seguida ser deslocada novamente. Dependendo da pea e do tipo de fabricao, esse deslocamento constante ocorre inclusive dentro da fbrica. Quando os equipamentos de corte e furao, soldagem ou pintura se encontram fixos, as peas devero ser movidas de um local para outro at estarem concludas. Portanto, constantemente a pea iada, deslocada e armazenada em repetidas operaes. Isto requer tempo de pessoal e equipamentos, que demandam recursos financeiros. Para a reduo dos custos de produo, quanto menos manipulao houver, melhor. Tambm no canteiro de obras assim: enquanto se mobiliza uma equipe para a descarga de uma carreta, no haver montagem de peas na estrutura. Esta atividade inevitvel, deve ser prevista nos oramentos. O que se deve evitar o retrabalho, que durante a montagem pode ser uma pea montada em local errado, mas tambm pode significar horas perdidas em busca de uma determinada pea em uma pilha catica de outras semelhantes. Esta desorganizao pode ser causada pela falta de planejamento de transporte, que acarretar maiores custos de montagem. O transporte das estruturas e matriasprimas ser realizado por algum meio de transporte, seja rodovirio, ferrovirio, martimo, a26

reo ou fluvial. Conforme o meio de transporte adotado, existiro determinadas limitaes das peas da estrutura, tanto a respeito de seus pesos individuais e peso total, quanto pelas dimenses mximas e do volume disponvel. A montagem de cada pea em seu lugar na estrutura ser realizada por equipamentos de iamento como gruas e guindastes. Estes meios de levantamento de peas tambm possuem limites de capacidade de carga, que acarretam limitaes no peso das peas. Alm destes, os seguintes fatores podem se constituir em limitaes para as dimenses, pesos e volumes das peas - seja em conjunto, seja individualmente: 1.Problemas relativos ao trajeto de transporte, como limitaes quanto a largura, altura e pesos mximos permitidos (sobre uma ponte rodoviria, por exemplo). 2.Limites impostos pelo processo de montagem ou pela disponibilidade de espao no canteiro de obras. 3.Limitaes relativas estabilidade das peas durante o processo de montagem, seja de uma pea individualmente durante o iamento, seja aps ocupar seu lugar na estrutura. 4.Dimenses dos perfis comercializados. Por estas razes ou outras derivadas destas, as peas devem ser concebidas na fase de projeto e arranjadas para o transporte, de modo a no acarretarem problemas nas fases de transporte e montagem. 2.2 Planejamento de transporte O planejamento de transporte essencial para o sucesso da obra. Obviamente, depende de disponibilidade de peas prontas na fbrica que possam ser enviadas obra. Depende igualmente, de uma anlise do trajeto e de

limitaes dimensionais e de peso. Portanto, pode-se enumerar o aspectos mais relevantes para o planejamento e execuo do transporte das peas da estrutura: 1.Escolha da modalidade de transporte mais adequada para vencer a distncia entre a fbrica e a obra. Para esta escolha devem ser analisadas a disponibilidade de meios e vias de transporte no trajeto. 2.Anlise do veculo mais conveniente para o transporte, verificando-se limitaes dimensionais, capacidade de carga e rendimento. Define-se por rendimento a quantidade de peas transportadas por viagem ou mesmo o menor custo por tonelada transportada. 3.Definio do ritmo de embarques levando-se em considerao as disponibilidades de peas prontas e de espao de armazenagem no local da montagem. No se deve embarcar mais peas do que se consegue armazenar adequadamente na obra. As peas devem ser embarcadas para a obra de acordo com o planejamento da montagem. Nos casos em que no se dispe de rea para estocagem de todas as peas no canteiro, o transporte dever ser programado com grande preciso. Nestes casos, excesso de embarques significaria falta de espao na obra; atraso nos embarques significaria paralisao da montagem. 4.Anlise da ordem de embarque das peas em funo da seqncia de montagem e da maneira de se estocarem as peas no canteiro. Pode ser mais adequado embarcar antes um grupo de peas que sero montadas aps outro grupo. Isto ocorre quando a rea de armazenagem restrita e as peas sero empilhadas umas sobre as outras. As primeiras a serem montadas devem ficar no alto da pilha, o que obtido embarcando-as aps. 5.A disponibilidade de espao na prpria fbrica tambm deve ser analisada ao se elaborar o planejamento de transporte, pois existem limitaes na rea de armazenagem. Caso

o canteiro de obras no possa receber maior quantidade de peas e a fbrica no consiga armazenar as excedentes, dever ser criado um ptio intermedirio de estocagem no trajeto. conveniente que este entreposto fique o mais prximo possvel do local da obra, para que o prprio pessoal do canteiro execute as operaes de transbordo, otimizando a utilizao de equipamentos e veculos de transporte. 6.As peas devem ser acondicionadas de modo que as mais pesadas sejam embarcadas primeiro, e as mais leves sobre aquelas. recomendvel a utilizao de caibros de madeira entre as camadas de peas, facilitando a passagem de cabos ou cintas para as operaes de carga e descarga. 2.3 Transporte rodovirio Esta a modalidade de transporte predominante atualmente no Brasil, apesar das limitaes quanto s dimenses das carrocerias e gabaritos rodovirios. A precariedade das estradas em muitas regies parcialmente compensada pela malha existente que permite acesso a maior parte das localidades. Sabese, entretanto, que somente 10% das estradas nacionais so pavimentadas. As outras modalidades de transporte, como o martimo ou ferrovirio, dificilmente no dependero em algum ponto do trajeto da intervenincia da modalidade rodoviria. Por exemplo, no transporte martimo, a carga de estruturas dever chegar ao porto de origem por transporte rodovirio; e que de igual maneira depender de uma modalidade terrestre no porto de destino. Assim, dependendo da regio, o transporte intermodal ocorrer com os possveis transbordos de um meio para o outro. Um veculo de transporte rodovirio possui a caracterstica de poder ser transportado por outro meio de transporte, seja sobre uma27

Transporte de Estruturasbalsa, seja sobre uma plataforma ferroviria, o chamado rodotrem. Isto evita as operaes de carga e descarga dos transbordos, os quais alm de representarem custos e prazos maiores, provocam danos as peas da estrutura. Outra caracterstica do transporte rodovirio a possibilidade bastante utilizada de que o mesmo veculo seja carregado no interior da fbrica e ele prprio chega a poucos metros do local onde a estrutura ser montada. Isto, aps vencer todo o trajeto sem transbordo da carga. Esta situao, porta a porta, s seria possvel no transporte ferrovirio, por exemplo, caso a fbrica de estruturas possusse ptio ferrovirio e a obra estivesse ao lado de uma linha frrea interligada ao mesmo sistema. O transporte rodovirio depende essencialmente de um veculo de trao mecnica movido a leo diesel e de uma carroceria acoplada ao mesmo. Nesta carroceria sero acondicionadas as peas da estrutura a serem transportadas. A carroceria poder estar montada sobre o mesmo chassi do veculo tracionador ou no. Nas fases de projeto e detalhamento dever ser dada especial ateno as dimenses das peas de forma a se evitar transportes especiais. Caso o elemento estrutural possua comprimento acima de 12 metros, pode-se subdividi-lo deixando a execuo da unio entre as partes para o canteiro de obras. 2.3.1 Tipos de veculos a) Caminho toco Possui um eixo simples na carroceria que montada sobre o mesmo chassis da cabina do motorista, onde se encontra o outro eixo do veculo. Possui capacidade de carga de aproximadamente 8t. As dimenses aproximadas da carroceria so: Comprimento: 6,9m Largura: 2,4mFigura 2.2 Caminho trucado Figura 2.1 Caminho toco

b) Caminho Trucado ou truck - Com eixo duplo na carroceria, sendo um dos dois o motriz. A carroceria montada sobre o mesmo chassis da cabina, onde se encontra o terceiro eixo do veculo. Possui capacidade de carga de aproximadamente 15t. As dimenses aproximadas da carroceria so: Comprimento: 7,8m Largura: 2,4m

c) Cavalo mecnico com semi-reboque (carreta): composto de dois veculos distintos: o primeiro o veculo trator ou tracionador, o cavalo mecnico, que possui normalmente dois eixos, um frontal bem abaixo da cabina, responsvel pela direo do veculo e o outro eixo motriz na parte de trs. Eventualmente o chamado 3 eixo ser instalado, atrs do eixo motriz. O segundo veculo a carroceria ou semi-reboque que se apoia sobre o eixo motriz na extremidade frontal (onde existe uma articulao) e em trs eixos traseiros em tandem, dotados de quatro rodas cada. Possui capacidade de carga de aproximadamente 27t. As dimenses aproximadas da carroceria so: Comprimento: 14,8m Largura: 2,5m

28

Lotao (L) : peso til mximo permitido para o veculo; a sua capacidade de carga; Tara (T) : o peso do veculo sem carga, com tanque cheio e motorista; Peso Bruto Total (PBT) : Lotao soma da com a Tara de um veculo com cabina e carroceria em um mesmo chassi; Peso Bruto Total Combinado (PBTC): a Lotao somada s Taras dos veculos combinados, quando a cabina est em um veculo e a(s) carroceria(s) em outro(s) chassi(s); Capacidade Mxima de Trao (CMT): a capacidade de trao do veculo trator, normalmente fornecido pelo fabricante.

Figura 2.3 Semi-reboque com cavalo mecnico

Estes primeiros trs tipos de veculo so enquadrados naqueles chamados normais, explicitados no item pesos e dimenses mximas, abaixo. d) Bitrem: Possuem diversas configuraes, mas basicamente so constitudos por cavalo mecnico com 3 eixo e duas carrocerias articuladas, cada uma com 6,5m de comprimento, aproximadamente. A capacidade de carga varia, conforme a configurao, de 34t a 46t no total. Caso as peas da estrutura no ultrapassem os 6,5m de comprimento e possua pequeno ndice de vazios, o bitrem ser vantajoso sempre que o peso total transportado ultrapassar a capacidade das carretas convencionais. Este tipo de veculo no considerado normal e s poder circular com Autorizao Especial de Trnsito AET.

Figura 2.5 Peso Bruto Total Combinado = 48,5t

Figura 2.4 Bitrem

2.3.2 Pesos e dimenses mximas Nos veculos rodovirios existem cinco termos que definem os pesos e as capacidades de carga:

As capacidades mximas dos veculos so definidas pelas autoridades rodovirias em termos de Peso Bruto Total (PBT): Por eixo simples; Por conjunto de eixos; Por veculo (PBT); Por combinao de veculos (PBTC). Segundo a Resoluo N. 12/98 do Contran, as dimenses autorizadas para veculos, considerados normais, so as seguintes: largura mxima: 2,60m; altura mxima com relao ao solo: 4,40m; comprimento total: veculos simples: 14,00m - (exemplo: caminho trucado); veculos articulados: 18,15m exemplo: carreta);29

Transporte de Estruturas veculos com reboque: 19,80m (exemplo: bitrem). Eixo dianteiro do cavalo = 6t Conjunto de dois eixos no em tandem (2 + 3 eixo) = 15t Conjunto de trs eixos traseiros da carroceria (tandem) = 25,5t Total ..............................................= 46,5t (no permitido para veculo normal cujo PBTC mximo de 45t). Como a Tara de um veculo destes de 15,5t a lotao mxima permitida ser de 29,5t para resultar em um PBTC de 45t. A distribuio da carga deve ser feita de forma a que as cargas por eixo ou conjunto de eixos no ultrapassem os valores individualmente, nem do total de 45t. Todas as peas de estruturas que provocarem um excesso em um desses parmetros sero transportadas por veculos chamados especiais. Estes veculos que por sua construo excedem as dimenses normais, sero objeto de licena especial e podero trafegar desde que estejam dentro dos limites abaixo: largura mxima: 3,20m; altura mxima com relao ao solo: 4,40m; comprimento total: 23,0m. Se, ainda assim o veculo possuir dimenses que excedam estes novos limites, ter de obter licena especial temporria e obedecer a horrios restritivos para transitar. Todo tipo de transporte especial mais oneroso que o transporte normal, e por isso deve ser evitado. Raras vezes no se pode tomar alguma providncia, seja no projeto, seja na fabricao, que ajude a evitar que as peas da estrutura ultrapassem os limites dos veculos normais. Quando for impossvel dividir a pea em outras menores, teremos uma pea indivisvel. Ver tabela 2.2. 2.3.3 Cargas indivisveis As cargas indivisveis so consideradas cargas especiais quando ultrapassam as dimenses e pesos da resoluo 12/98. Quando

Figura 2.6 Dimenses mximas

Segundo esta resoluo, os limites mximos de peso bruto total e peso bruto transmitido por eixo de veculo, nos veculos normais, so os seguintes:DESCRIO peso bruto total (PBT) por unidade ou combinaes de veculos (PBTC): peso bruto por eixo isolado: peso bruto por conjunto de 2 eixos em tandem, quando a distncia entre os dois planos verticais, que contenham os centros das rodas, for superior a 1,20m e inferior ou igual a 2,40 m: peso bruto por conjunto de 2 eixos no em tandem, quando a distncia entre os dois planos verticais, que contenham os centros das rodas, for superior a 1,20m e inferior ou igual a 2,40m: peso bruto por conjunto de 2 eixos no em tandem, quando a distncia entre os dois planos verticais, que contenham os centros das rodas, for superior a 1,20m e inferior ou igual a 2,40m: peso bruto por conjunto de 2 eixos, sendo um dotado de quatro pneumticos e outro de dois pneumticos interligados por suspenso especial, quando a distncia entre os dois planos verticais que contenham os centros das rodas for: inferior ou igual a 1,20m..........................: superior a 1,20m e inferior ou igual a 2,40m ........................................................: Tabela 2.1 PESO BRUTO PERMITIDO 45 t 10 t

17 t

15 t

25,5 t

9t 13,5 t

No confundir capacidade mxima de carga com peso bruto mximo por eixo. Considerando uma carreta dotada de terceiro eixo no em tandem, ser:30

uma determinada pea no pode ser subdividida ou formada por vrios elementos que no podem ser separados, constitui uma carga indivisvel. Para regulamentar o trnsito desteTIPO DE EIXO Eixo simples 2 rodas 4 rodas 8 rodas - at 16 t. Eixo duplo, com distncia entre eixos igual ou superior a 1,35 m Eixo duplo, com distncia entre eixos igual ou superior a 1,50 m Eixo triplo, com distncia entre eixos igual ou superior a 1,35 m Eixo triplo, com distncia entre eixos igual ou superior a 1,50 m Quatro ou mais eixos em tandem, com distncia entre eixos igual ou superior a 1,35 m 4 rodas por eixo 8 rodas por eixo

tipo de cargas, o DNER em sua resoluo n. 2264/81 de 07.12.81 determinou os seguintes limites mximos de peso por eixo ou conjunto de eixos:PESO MXIMO 7,5 t 12 t 16 t 22 t 24 t 24 t 28,5 t 34,5 t 30 t 36 t at 9,3 t por eixo at 11,3 t por eixo

NMERO DE RODAS

4 ou 8 rodas por eixo 4 rodas por eixo 8 rodas por eixo 4 rodas por eixo 8 rodas por eixo 4 rodas por eixo 8 rodas por eixo

Quatro ou mais eixos em tandem, 4 rodas por eixo at 10 t por eixo com distncia entre eixos igual ou 8 rodas por eixo at 12 t por eixo superior a 1,50 m Tabela 2.2 - Obs.: Eixos separados entre si por distncia superior a 2,40m sero considerados como eixos simples isolados, para efeito de limite de peso.

Figura 2.7 Transporte especial 31

Transporte de Estruturas2.4 Transporte ferrovirio A caracterstica principal desta modalidade de transporte se deslocar sobre trilhos. Onde no existem trilhos, as composies no chegam. O mais freqente o tipo de composio em que um veculo de trao (locomotiva) reboca outros veculos de carga (vages). As locomotivas no Brasil so impulsionadas em sua maioria por motores diesel. Existem composies com uma ou mais locomotivas, dependendo da carga, do traado e da topografia do trecho a ser percorrido. Segundo a ANTT (Agncia Nacional de Transportes Terrestres), a malha ferroviria brasileira atinge 29.706 km de extenso, o que representa menos de 10% da malha norte-americana, cujo territrio equivalente ao brasileiro. Ou ainda, igual a malha japonesa cuja extenso territorial 22 vezes menor que o Brasil (Guia Log). No final da dcada de 1950, a malha ferroviria do Brasil atingia 38.000 km (ANTF). Mesmo assim, o sistema ferrovirio brasileiro responde por 21% do total da carga transportada no pas, representa o maior sistema da Amrica Latina e o stimo do mundo em volume de carga (ANTT). A matria prima das estruturas, as chapas e perfis de ao, so transportados em grande parte por ferrovias a partir das usinas siderrgicas. Entretanto, isso no significa necessariamente que esta modalidade ser a mais adequada para o transporte das estruturas produzidas a partir daqueles materiais. Uma caracterstica do transporte ferrovirio a formao das composies, ou seja, o carregamento dos diferentes vages em conjunto com uma ou mais locomotivas. O tempo despendido nesta operao pode variar bastante e atrasar o transporte das peas. O transporte ferrovirio ser utilizado com vantagens em obras de viadutos e de passarelas sobre a linha frrea. Quando o local possuir duas linhas paralelas, o guindaste ferrovirio32 Figura 2.10 Vago Gndola

ser posicionado numa das linhas e a outra ser utilizada para levar as peas da estrutura sobre uma composio. O guindaste ocupar a posio mais favorvel para a montagem, e as pranchas ferrovirias com as peas sero movidas para prximo dele. Os vages mais utilizados para o transporte de produtos siderrgicos so as plataformas convencionais com piso metlico e eventualmente os do tipo gndola. 2.4.1 Plataforma de piso metlico Estes vages so formados por uma plataforma plana horizontal dotada de barras verticais espaadas em toda a volta (fueiros). Principais caractersticas: Tara 16t Lotao Nominal 64t Largura til 2,497m Comprimento til 13,850m Altura do piso ao trilho 0,951m Altura til sobre a plataforma 1,300m.

Figura 2.9 Vago Plataforma

2.4.2 Gndola com bordas tombantes Estes vages so formados por um piso plano cercado de laterais mveis. Principais caractersticas: Tara 14,2t Lotao Nominal 49,8t Largura til 2,40m Comprimento til 12,00m Altura do piso ao trilho 0,996m Altura til da caamba 0,804m.

Os demais tipos de vages no se aplicam ao transporte de estruturas em ao. Nota-se que as dimenses das plataformas so aproximadamente iguais as carretas rodovirias, mas com uma capacidade de carga bem superior. Quando o tipo de carga possuir pequeno ndice de vazios (como chapas de ao planas empilhadas umas sobre as outras), o transporte ferrovirio ser mais eficiente que o rodovirio. Neste caso, a capacidade ser limitada pelo peso e no pelo volume. Uma carreta rodoviria transportar no mximo uma pilha de 12 chapas de 9,5x2440x12000mm, por exemplo, que pesam no total aproximadamente 26t. A plataforma ferroviria transportar 29 chapas (63t), sem que se ultrapassem seus limites de dimenses ou de peso. Entretanto, deve-se considerar que este tipo de peas formado por chapas planas, so aplicveis a um nmero restrito de estruturas. Na sua grande maioria, as peas das estruturas sero bem diferentes, com grande ndice de vazios. Uma anlise da viabilidade de se adotar o transporte ferrovirio em prejuzo do rodovirio certamente passar pelo aspecto econmico. 2.5 Transporte martimo O tipo de carga formado pelas estruturas dificulta a unitizao da carga. Como unitizao entende-se a formao de fardos de carga, reduzindo o nmero de operaes de carga e descarga. Exemplo de unitizao so os contineres, que comportam em torno de 22 toneladas de pequenos volumes, que de outra forma seriam descarregados manualmente. O continer evita estas operaes manuais, especialmente nos transbordos, limitando a carga e descarga manuais somente na origem e no destino final. Entretanto, as peas das estruturas raramente sero acondicionadas em contineres comuns. Uma maneira vivel de utilizao do

transporte martimo para as estruturas em ao, seria o transporte por meio de navios cargueiros convencionais ou multipurpose, na navegao de cabotagem ao longo da costa, ou mesmo na exportao. Para a navegao de cabotagem se tornar vivel para o transporte de estruturas, dever ser entre estados da federao distantes o suficiente para compensar os custos porturios, ou que sejam inacessveis por via rodoviria ou ferroviria. A grande cabotagem, ou exportao de estruturas por via martima para pases do Mercosul, tambm ser vivel quando atender a cidades dotadas de portos ou prximas destas. Nesta modalidade ocorre um perodo considervel do tempo de transporte em que a empresa que contratou o frete das estruturas no possui controle sobre a carga. No transporte rodovirio, por exemplo, este perodo unicamente o do trajeto do veculo entre a fbrica e a obra (considerando-se o transporte realizado por terceiros), pois as operaes de carga e descarga so realizadas pela empresa fabricante ou pela montadora. No caso do transporte martimo, so os portos com seu equipamento e pessoal que executaro as operaes de carga e descarga dos navios e no a construtora. Os possveis perodos de espera por disponibilidade de vaga nas docas, no cais, de equipamentos e tambm de pessoal devem ser considerados quando da anlise de viabilidade da modalidade de transporte martimo. Isto se aplica de certa forma tambm ao transporte ferrovirio. Deve-se levar em conta nesta anlise os custos porturios, que incluem as operaes de carregamento e descarregamento, alm da manobra e estacionamento do navio, que devero ser somados aos custos da embarcao no trajeto. Devido ao tipo de carga formado pelas estruturas (no unitizada), os custos sero33

Transporte de Estruturasproporcionalmente maiores, pelas dificuldades que representa. Outro aspecto a ser considerado na adoo do transporte martimo so as avarias passveis de ocorrer nas peas mais delicadas, principalmente arranhes na pintura e empenamentos. interessante notar que os perfis e as chapas de ao, principais matrias primas das estruturas, so exportadas e importadas, via martima, num constante fluxo entre pases dos cinco continentes. Porque esta facilidade no aplicvel s estruturas? Isto se deve ao ndice de vazios. Bobinas de chapas e feixes de perfis formam cargas unitizadas, de elevado peso, com fator de estiva (proporo entre volume e peso) bastante favorvel. As estruturas no possuem necessariamente as mesmas caractersticas da matria prima. Uma viga de edifcio que tenha uma chapa ou cantoneira de ligao no poder formar feixes com outras vigas (como o perfil que lhe deu origem), devido a dificuldade de se aproximar uma da outra representada pelas chapas de ligao agregadas pea. Outro caso tpico so as trelias formadas por cordas, montantes e diagonais soldadas na fbrica, que alm de possurem elevado ndice de vazios, no resistem bem a esforos ortogonais ao plano da pea. Alm disso, os montantes e diagonais so freqentemente formados por pequenos perfis, que podem facilmente ser amassados por impactos ou grandes cargas pontuais provocadas por empilhamento excessivo. Quando os custos de transporte so significativos, como no caso de transporte martimo de longo curso, as peas devem ser o mais possvel unitizadas, formando feixes ainda dentro da fbrica. No caso citado de uma trelia, o mais adequado o envio das peas (montantes, cordas e diagonais) separadamente, para serem parafusadas ou mesmo soldadas no canteiro. Esta providncia significa menor ndice de vazios alm de uma maior proteo contra empenamentos visto que nos feixes, as34

peas so firmemente amarradas umas as outras, formando uma unidade solidria, onde a resistncia do conjunto protege cada elemento que o constitui. 2.6 Transporte fluvial Apresenta problemtica semelhante ao transporte martimo com fins de utilizao no transporte de estruturas. Ou seja, esta modalidade porto a porto, e no porta a porta como o transporte rodovirio. O transporte fluvial feito atravs de hidrovias. Entende-se por hidrovia os caminhos navegveis interiores, artificiais ou no, com infraestrutura mnima de portos e cartas de navegao, que permitam a um determinado tipo de barco transitar com segurana. O Brasil possui uma distribuio desigual de vias navegveis, estando a maior parte localizada no centro-norte do pais. Infelizmente, o maior volume de cargas se situa no centro-sul, o que traz uma utilizao relativamente baixa desta modalidade de transporte em comparao com outros pases. Principais Hidrovias do Brasil: Araguaia-Tocantins 1100 km; So Francisco 1300 km; Madeira 1500 km; Tiet-Paran 1250 km; Taguari-Guaba 686 km. O transporte hidrovirio depende de outras modalidades terrestres nos pontos de transbordo, o que prejudica sua utilizao para o transporte de estruturas em ao, devido aos danos causados por repetidas operaes de carga e descarga. Por outro lado, pontos distantes do territrio nacional so atendidos somente por esta modalidade, o que possibilita a integrao destas reas ao comrcio de mercadorias. Esta modalidade tambm utilizada em combinao com o transporte martimo, depen-

dendo do acesso ao oceano, do calado permitido no trajeto e nos portos de destino. Outra caracterstica do transporte por hidrovia a baixa velocidade, associada entretanto, com elevada capacidade de carga (1.500 toneladas em algumas barcaas) por um baixo custo. Algumas hidrovias dependem do volume de gua da estao das chuvas para se tornarem navegveis, o que no permite o transporte em qualquer poca do ano. Outro modo de transporte hidrovirio o transversal, ou seja, a utilizao de balsas e barcaas na travessia de cursos dgua no servidos por pontes, em rodovias. Os veculos rodovirios so transportados sobre as balsas para o outro lado, onde a estrada continua. Neste tipo de transporte intermodal no ocorre o transbordo da carga, o que benfico para a estrutura, evitando danos. 2.7 Transporte areo O transporte por avies muito pouco utilizado para enviar as estruturas em ao da fbrica para o canteiro. Mesmo que seja utilizado, devido a suas limitaes, a quantidade de estruturas ser pequena, sem considerar os elevados custos relativos. Em casos excepcionais, de emergncia, recorre-se ao transporte areo para o envio de peas pequenas destinadas a obras muito distantes, sempre que a rapidez for decisiva no importando os elevados custos. Em determinadas obras de montagem em pases de grandes extenses territoriais, em reas de topografia acidentada ou inacessveis por outro meio, so utilizados helicpteros para o transporte de estruturas. Casos tpicos so as torres de transmisso de energia eltrica, que atravessam regies acidentadas no servidas por estradas regulares, nem passveis de serem acessadas por caminhos provisrios. Nestes casos, ser criado um en-

treposto de pr-montagem em um ponto estratgico, o mais prximo possvel dos locais de montagem de algumas torres. As torres ou partes de torres sero iadas no entreposto, transportadas at o ponto onde esto suas fundaes e ento montadas pelo prprio helicptero especial de alta capacidade.

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Captulo 3Equipamentos de Montagem

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Equipamentos de Montagem3.1 Introduo Para a montagem de quaisquer estruturas, sempre sero utilizados equipamentos mecnicos que possibilitem o iamento das peas. A fora muscular humana ou de animais no conseguiria por si s mover as peas do lugar. Alm disso, a necessidade de se deslocar peas para posies elevadas em relao ao solo, requer um ponto de iamento acima destas. Outra necessidade o deslocamento horizontal de peas de um ponto ao outro do canteiro, o que exige certos tipos de veculos para este fim. 3.2 Equipamentos de iamento vertical Esto entre os principais equipamentos de qualquer obra de montagem. Sua utilizao permite que as peas sejam deslocadas verticalmente, atingindo sua posio na estrutura. Entretanto, exigem cuidados em sua operao, pois erros podem levar ao colapso da estrutura, ou mesmo a morte de operrios. Os dois tipos mais comuns de equipamentos de iamento vertical so as gruas e os guindastes. As gruas se caracterizam por possurem uma torre vertical na qual se apia uma lana horizontal. Os guindastes mais comuns so formados por um veculo de deslocamento sobre o solo, do qual parte uma lana que se projeta para cima formando variados ngulos com a horizontal. So apresentadas abaixo as principais variantes destes dois tipos de equipamentos: Gruas So utilizadas principalmente na montagem de edifcios de mltiplos andares, galpes e em ptios de estocagem de peas. Existem modelos estacionrios, ascensionais (que se elevam junto com a estrutura) e mveis. As gruas estacionrias so as mais comuns. Estes modelos devem ser localizados em determinado ponto junto estrutura e a permanecerem durante toda a obra. As gruas mveis se deslocam sobre trilhos e so aplicveis na montagem de estruturas lineares e na movimentao de peas horizontalmente em ptios de estocagem ou entrepostos. Gruas estacionrias Grua Fixa - Este o tipo mais comum de grua, onde a lana gira sobre a torre que fixada no solo sobre um bloco de fundao de concreto dotado de chumbadores para ancoragem. Dependendo da altura, a grua poder operar livre, sem travamentos laterais. A partir de uma determinada altura, a torre necessitar de travamentos laterais em pontos que garantam a sua estabilidade. Este travamento pode ser feito na prpria estrutura do edifcio ou por meio de estais de cabos de ao ligados ao solo. A torre pode ser formada de diversos estgios, que so instalados medida das necessidades da montagem, variando sua altura (ver figura 3.1). A lana dividida em duas partes opostas, com a cabina do operador no centro. Na poro mais longa da lana instalado um trole, que desliza ao longo de seu comprimento. O gancho de levantamento das cargas est suspenso pelo trole por duas ou mais pernas de cabo de ao. Outro conjunto de cabos de ao responsvel pela translao do trole ao longo da lana. A outra parte da lana mais curta onde fica o contrapeso e o guincho. Este contrapeso est instalado diametralmente oposto carga em relao torre para proporcionar equilbrio ao conjunto.

Figura 3.1 Grua de torre 38

As capacidades das gruas so fornecidas pelos fabricantes em momento mximo de tombamento, que o produto do raio pelo valor carga, expresso em t x m, ou fornecendo a carga mxima na ponta da lana em cada comprimento de lana. As gruas possuem grande versatilidade pois operam em um raio de 360. Grua Ascensional - A grua montada dentro do edifcio. Sua torre de pequeno comprimento apoiada em alguns pontos dos ltimos pavimentos montados. medida que o edifcio progride na vertical, a grua iada mais um pavimento por um mecanismo telescpico que envolve a torre. Grua de lana mvel (Luffing) - A lana parte da mesa giratria e assemelha-se a de um guindaste treliado. No h trole, pois a carga pende da ponta da lana, que varia de inclinao.

Grua automontante - Esta grua tem a base da sua torre instalada sobre um chassis dotado de pneus ou patolas. A torre formada por estgios telescpicos ou treliados dobrveis, que acionados pelo guincho passam a ter o comprimento final. A lana, da mesma forma, formada por dois estgios articulados entre si (telescpicos em alguns modelos) que quando desdobrados, resultam no comprimento final. As gruas de menor capacidade so montadas por acionamento remoto. A base da torre gira sobre o chassis, permitindo a operao em 360. A lana no gira em relao torre, e o contrapeso fica localizado na base. Grua sobre prtico - A base da torre fixada sobre um prtico duplo, que desliza sobre trilhos, normalmente utilizada em portos ou grandes ptios de manipulao de cargas. Grua sobre caminho - montada sobre chassis de caminho, possuindo tambm o giro da base da torre sobre o mesmo. Grua sobre esteiras - montada sobre chassis dotado de esteiras. Certos modelos so completamente autnomos graas ao acionamento por motor a diesel. Operao das gruas As gruas possuem uma caracterstica que as diferenciam dos guindastes que o fato da lana nascer em uma cota acima do solo. Esta caracterstica reduz o nmero de interferncias pois as cargas sempre pendem de um ponto acima de qualquer ponto da estrutura. Um estudo adequado de sua localizao torna virtualmente impossvel algum choque entre a grua e a estrutura. Escolha da Grua A grua deve cobrir toda a projeo da estrutura, com capacidade de iar as cargas mais distantes. A rea de estocagem de peas deve estar dentro de seu raio de operao. O que39

Figura 3.2 Grua de lana mvel (luffing)

Gruas mveis Grua sobre trilhos - A base instalada sobre chassis metlicos dotados de rodas que andam sobre uma linha frrea. Sobre este chassis so colocados blocos de concreto formando um lastro para baixar o centro de gravidade do conjunto dotando-o de maior estabilidade.

Equipamentos de Montagemcomanda nas gruas o momento de tombamento. Por isso dever ser feito um exame detalhado de toda a estrutura, determinando as peas e situaes de iamento mais exigentes, para se especificar a capacidade necessria para a grua. Para auxiliar nesta anlise, apresentam-se abaixo alguns dos principais parmetros que devem ser levados em considerao: Altura mxima da estrutura; Determinar a maior carga a ser iada, considerando os acessrios necessrios para o iamento como estropos, etc.; Melhor localizao da grua, que deve ficar o mais prximo possvel ao centro de gravidade da edificao; O maior raio de operao que deve cobrir toda a projeo da obra; O maior momento de tombamento, dado por: carga X raio. Guindastes Os guindastes so equipamentos de iamento de cargas que so montados sobre um veculo. Por isso so tambm chamados de guindastes mveis. Possuem uma lana conectada base do veculo que se projeta para adiante do equipamento. A lana possui variados movimentos, podendo formar diversos ngulos com relao a um plano horizontal, variando sua inclinao. Isto permite que o guindaste levante cargas em diferentes posies sobre o solo. Outro movimento possvel o giro da lana segundo um eixo vertical, com um raio de ao que pode se estender a 360 ao redor do guindaste. O iamento da carga se faz pela elevao proporcionada por cabos de ao que pendem da ponta da lana e que transferem o peso da pea para o guincho do equipamento. A distncia horizontal entre o centro da mquina e a projeo vertical da carga chama-se raio de operao. Este determinado pelo comprimento e o ngulo da lana. A capacidade mxima de um guindaste depende de fatores que combinam a resistncia do estrutural do equipamento, a capacidade do guincho e a sua tendncia de tombar sob o efeito da carga.

Figura 3.4 Determinao de raio de operao e comprimento da lana

Figura 3.3 Operao de Grua em montagem de edifcio

A resistncia ao tombamento propiciada pelo contrapeso, que representa o momento equilibrante. Este momento equilibrante deve superar o momento de tombamento causado pela carga. Ambos momentos so calculados em relao distncia at os apoios do

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guindaste sobre o solo. O primeiro do centro de gravidade do contrapeso, e o segundo do centro de gravidade da carga. Os guindastes geralmente so dotados de mecanismos de iamento formados por um grupo de roldanas instalado na ponta da lana e outro grupo junto ao gancho. Esta instalao, com diversas voltas do cabo de ao, promove uma reduo da carga aplicada no guincho, permitindo o iamento de grandes cargas com reduo da velocidade de iamento. Um guindaste identificado pelo seu tipo e por sua capacidade mxima. Esta capacidade obtida quando a lana est na configurao de p-e-ponta, ou seja, com o raio mnimo, menor comprimento de lana e o maior ngulo desta com a horizontal. Tipos de guindastes Guindastes Treliados Os guindastes treliados so assim denominados por possurem lana treliada, de seo quadrada ou triangular, composta por tubos ou cantoneiras. A lana no varia de comprimento por acionamento do operador. Ela exige pr-montagem, pois dividida em sees: a primeira, conectada ao guindaste, o p, e a ltima, de onde pende o cabo de ao de iamento, a ponta. Entre o p e a ponta, podem ser instaladas diversas sees treliadas de comprimento fixo, intercambiveis, unidas de forma a dotar a lana do comprimento total desejado. O comprimento escolhido para a situao mais exigente de cada obra, e com este comprimento permanecer do incio ao fim da montagem. O levantamento e abaixamento da lana so feitos por cabos de ao acionados pelo guincho. Existem alguns tipos principais de guindaste treliados:

Figura 3.5 Guindaste treliado

Guindastes sobre caminho - Operam do lado oposto cabina do caminho, ou seja, r. No permitido o iamento de cargas sobre a regio que contm a cabina do caminho. Guindastes sobre esteiras So instalados sobre um veculo de esteiras, operando com mais segurana em terrenos difceis. So mais pesados e geralmente de maior capacidade do que aqueles sobre pneus. Guindastes com mastro Estes guindastes possuem diversas configuraes quanto forma de instalao da lana e do mastro. As variantes mais comuns so: O tipo sky horse dotado de um mastro situado atrs da lana principal, de onde pende um grande contrapeso. Este mastro est ligado ponta da lana por meio de cabos de ao e aciona seu levantamento e abaixamento, permitindo o iamento de cargas elevadas, sendo mais freqente sobre esteiras; e a variante formada por dois estgios interligados e articulados entre si, permanecendo o primeiro que est com sua base no guindaste em posio prxima da vertical e o segundo funcionando em posies prximas da horizontal.

Figura 3.6 Guindaste treliado com lana e mastro

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Equipamentos de MontagemGuindastes Veiculares Este caminho possui montado sobre o chassis, junto cabina do motorista, um brao hidrulico telescpico com capacidade de levantar cargas e carreg-las sobre sua prpria carroceria. Equipamento bastante verstil e de baixo custo, capaz de executar a montagem de pequenas estruturas. Guindastes Hidrulicos Estes guindastes possuem esta denominao porque as mudanas de comprimento e de ngulo da lana so feitas por acionamento hidrulico. Tambm recebem a denominao de guindastes telescpicos, devido sua capacidade de variar o comprimento da lana. Dispensam a montagem da lana que j vem acoplada ao equipamento. Apresentam acentuada queda de capacidade aumentando-se o comprimento da lana. Existem trs tipos principais de guindastes hidrulicos: Guindastes Auto-Propelidos - So montados sobre um chassis exclusivo, possuindo somente uma cabina e dois eixos; Operao de guindastes Para especificao de um guindaste, necessria uma anlise de toda a estrutura, verificando se o mesmo atende as exigncias em todas as situaes da obra. Cada fabricante fornece tabelas de operao e caractersticas de seus equipamentos, que sero objeto de anlise para a escolha do equipamento principal de montagem. As tabelas fornecidas pelo fabricante apresentam as capacidades de carga em funo de quatro variveis: O raio de operao, o comprimento e o ngulo que a lana e a altura mxima alcanada pelo gancho de iamento. Fixando-se dois destes, os demais sero determinados. Por exemplo, fixando-se os valores do comprimento e do ngulo da lana, obtm-se o raio e a altura mxima a ser alcanada. Se forem fixados o raio e a altura mxima, sero obtidos valores para o comprimento de lana e o ngulo resultante. As tabelas de capacidade de um guindaste so utilizadas para indicar a carga mxima sob cada combinao de raio, lana e ngulo. Freqentemente os valores obtidos para a operao recaem entre dois nmeros constantes da tabela. Quando isto ocorrer, deve-se utilizar o raio imediatamente superior e a capacidade inferior. Os valores constantes das tabelas de capacidade so finais, considerando-se a carga bruta total. Devem ser somados ao peso da pea os pesos da extenso da lana, do moito, cabos de ao e demais acessrios. Com esta carga bruta, procura-se nas tabelas aquele valor igual ou maior, dentro das condies de raio, etc. Para determinar o guindaste mais adequado para a montagem de uma estrutura, sugere-se a seguinte seqncia: a) Calcular a carga lquida, ou seja, o peso da pea mais pesada a ser iada; b) Calcular a carga bruta, determinando o

Figura 3.7 Guindaste hidrulico auto-propelido

Guindastes industriais So montados sobre um chassis especial e possuem a capacidade de se deslocarem com uma carga iada. Guindastes sobre caminho - So montados sobre o chassis de um caminho, normalmente com cabinas independentes para o caminho e para a operao. O chassi ocupado pelo mecanismo de iamento e giro.42

peso de todos os acessrios de iamento como moito, cabos de ao, ganchos, manilhas, etc. ; c) Escolher a melhor posio para o guindaste levando-se em conta as condies de acesso, o menor raio possvel nas posies inicial e final da pea; d) Anotar os valores do maior raio no trajeto, carga bruta e da altura de montagem considerando os acessrios; e) Levar estes parmetros para diversas tabelas de guindastes e escolher aquele que atende com uma folga de pelo menos 20%. O coeficiente de segurana do equipamento no deve ser levado em conta nesta margem; f) Repetir os itens a) a d) acima para a pea mais distante, levando-se em conta as dificuldades de acesso do guindaste, a altura de montagem e o comprimento de lana resultante; g) Levar estes novos parmetros para a tabela do guindaste escolhido e verificar se continua atendendo com uma folga de pelo menos 20%; h) Repetir os itens a) a d) acima, para a segunda e terceira pea mais pesada, que estejam localizadas em pontos distantes, levando-se em conta as dificuldades de acesso do guindaste, a altura de montagem e o comprimento de lana necessrio; i) Levar estes novos parmetros para a tabela do guindaste escolhido e verificar se continua atendendo com uma folga de pelo menos 20%; j) Caso contrrio, repetir o procedimento para um guindaste de maior capacidade. A capacidade dos guindastes determinada pela resistncia de seus elementos estruturais e pela sua resistncia ao tombamento. Estas resistncias so levadas em considerao na elaborao das tabelas de capacidade

de cada equipamento. Entretanto, tais valores so admitidos em condies ideais de operao, sem a ocorrncia de foras laterais ou impactos. Existem diversas situaes que podem influir na estabilidade e, conseqentemente, na capacidade de um guindaste. Estas situaes podem ocorrer por impercia da operao ou por foras externas, como por exemplo: a) Solo incapaz de resistir o peso do equipamento nos pontos de aplicao das patolas e pneus. Para se promover um alvio desta presso, colocam-se peas de madeira sob as patolas para aumento da superfcie de contato com o solo; b) solo desnivelado aumentando o raio de operao e causando foras laterais; c) ventos fortes causando foras laterais; d) carga fora do prumo causando foras laterais; e) Impacto ou balano da carga; f) Patolas mal estendidas diminuindo a largura da base.

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Equipamentos de Montagemcom carreta padro de 13 m de comprimento com capacidade de 27 t. A carreta do tipo extensiva, varia seu comprimento de 13 m at 22 m; e finalmente o cavalo mecnico com dolly para o transporte de peas mais longas. 3.4 Equipamentos auxiliares So equipamentos utilizados na execuo das ligaes e em outros servios de campo. As ligaes podem ser parafusadas, soldadas ou mistas, de acordo com as especificaes do projeto e procedimentos executivos especficos da obra. No captulo sobre ligaes, j descrevemos os equipamentos mais utilizados destas operaes. No captulo sobre a montagem de pontes, apresentamos aqueles mais usados na montagem deste tipo de estruturas. Abaixo apresentamos os equipamentos e ferramentas manuais ainda no apresentados:Figura 3.8 Condies que afetam a capacidade dos guindastes mveis

3.3 Equipamentos de transporte horizontal Na montagem das estruturas em ao as peas devem ser descarregadas e armazenadas o mais prximo possvel da obra. Procura-se com isso minimizar o remanejamento de peas no canteiro e o seu transporte horizontal. Estes deslocamentos demandam operaes de carga e descarga que configuram horas no produtivas de mo de obra e guindastes. O ideal que as peas se encontrem dentro do raio de alcance do equipamento, evitando-se o transporte horizontal. Quando isso no for possvel, as peas sero armazenadas em local distante da obra, tornando inevitvel o transporte horizontal. Este transporte feito por caminhes ou reboques, como por exemplo: Caminho de carroceria de madeira, dotada de um ou dois eixos, para transportar peas de at 7 m de comprimento; cavalo mecnico44

Grupos Geradores - Os geradores movidos por motores a diesel so utilizados nas obras onde no h disponibilidade de energia eltrica da concessionria, ou quando esta no suficiente para atender ao consumo da obra. Apresentam custo maior que o fornecimento de energia da rede eltrica, e por isso somente so utilizados em casos de necessidade. Compressores de ar - Os compressores pneumticos so equipamentos utilizados nas obras de montagem com a finalidade de fornecer ar comprimido. Os movidos a diesel so montados sobre um reboque e no dependem de energia eltrica. Os compressores so especificados pela vazo em ps cbicos por minuto (pcm). A disponibilidade do ar comprimido numa obra atende as seguintes ferramentas: mquinas de torque, esmerilhadeiras, escovas rotativas, agulheiros, furadeiras, etc.; fornecem ainda ar comprimido para a tocha goivagem; para corte plasma; guinchos pneumticos e marteletes.

b) Mquinas de torque utilizadas para promover o aperto e o torque adequado aos parafusos estruturais. c) Agulheiros - Utilizada para remover escrias de juntas soldadas; Ferramentas Eltricas:Figura 3.9 Compressor de ar a diesel

Ferramentas de Montagem Sero utilizadas principalmente na execuo das ligaes da estrutura, na fixao de elementos de vedao e outros servios auxiliares nos canteiros de obra. Existem ferramentas manuais, pneumticas ou ainda as movidas por motores eltricos. Ferramentas Manuais: a) Chaves de boca, de estria ou combinadas- utilizadas para pr-aperto de parafusos; b) Espinas - Utilizadas para fazer coincidir por impacto os furos de duas peas a serem parafusadas; c) Nvel de preciso utilizado para auxiliar o nivelamento de bases e vigas; d) Prumo Utilizado para auxiliar no aprumamento de colunas; e) Nvel e teodolito utilizados para determinar o nivelamento, prumo, alinhamento e dimenses; f)Talha de alavanca Utilizada para aproximar duas peas. g) Talha de cabo de ao (tirfor) Utilizada para iamentos, aproximao de peas, estaiamentos e contraventamentos provisrios. Ferramentas Pneumticas: a) Esmerilhadeiras Utilizadas para promover o acabamento de rebarbas e arestas em peas.

a) Esmerilhadeiras Utilizadas para promover o acabamento de rebarbas e arestas em peas; b) Furadeiras manuais utilizadas para furao de chapas finas (telhas, rufos, decks); c) Parafusadeiras manuais Empregadas na fixao de parafusos autobrocantes, auto perfurantes em elementos de vedao; d) Furadeiras de base magntica utilizadas para furao de peas; e) Marteletes utilizados para furao de concreto para introduo de chumbadores de expanso; f) Mquinas de torque (chave de impacto) utilizadas para promover o aperto e o torque adequado aos parafusos estruturais.

Figura 3.10 Furadeira de base magntica 45

Captulo 4Tcnicas de Iamento

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Tcnicas de iamento4.1 Introduo Para a realizao do iamento seguro de peas durante a montagem, ser necessrio conhecer-se todas as cargas e esforos envolvidos. A determinao das cargas til no s para o dimensionamento do equipamento principal, como tambm para garantir que todos os elementos constituintes da operao estejam dentro de seus limites de resistncia. Por vezes so utilizadas verdadeiras estruturas auxiliares para se promover uma operao segura de iamento. Como visto no captulo 3, para que sejam dimensionados os guindastes ou as gruas, ser necessria a determinao da carga a ser suspensa, assim como o clculo do peso dos acessrios de iamento. 4.2 Clculo da carga Conforme procedimento apresentado no captulo anterior, deve-se calcular as cargas lquida e bruta a serem iadas em cada operao. A carga lquida, ou seja, o peso da pea a ser iada, pode ser obtido de duas formas: a) Consultando-se as listas de material constantes nos desenhos de detalhamento da estrutura e l localizando o peso calculado da pea em questo, ou b) Calculando-se o peso a partir de cada elemento constituinte da pea. No primeiro caso, corre-se o risco de adotar no prprio plano de montagem informao obtida de terceiros. O peso constante dos desenhos obtido para a compra de materiais ou para a quantificao da obra, para obteno de seu peso global. Este clculo pode apresentar erros perigosos para o sucesso da montagem, caso subestimem o peso de alguma pea importante para a determinao final do equipamento, por exemplo. Ao se adotar os pesos de desenhos, deve-se ter uma expectativa de resultado para se avaliar a ordem de grandeza dos valores obtidos.48

Na segunda hiptese, o prprio responsvel pelo plano de iamento se encarrega do clculo do peso das peas. O clculo pode ser bastante simples, nas peas bsicas como vigas constitudas de um perfil de alma cheia; ou pode se tornar bastante complexo como no caso de grandes trelias. Nos dois casos o peso obtido pela multiplicao do comprimento de cada perfil pelo seu peso por metro. 4.3 Clculo do centro de gravidade A determinao do centro de gravidade de suma importncia para o iamento de peas. Sabe-se que o centro de gravidade dos corpos tende a colocar-se o mais baixo possvel. Calcular-se o Centro de Gravidade de uma pea significa determinar a sua posio exata. A determinao do CG da pea ser til para a realizao de um iamento estvel. Nas peas simtricas, o CG encontra-se no centro geomtrico, no eixo de simetria. Existe uma tendncia natural de alinhamento entre o gancho do guindaste e o centro de gravidade da pea iada, em uma mesma prumada vertical. Caso sejam dois cabos, o CG da pea ficar alinhado naturalmente com a resultante dos cabos, que coincide com o gancho.

Figura 4.1 Centro de gravidade

Antes de se levantar a pea do solo, o CG da pea dever estar alinhado com o gancho do guindaste. Caso contrrio, a pea se deslocar lateralmente assim que descolar do solo, iniciando movimento pendular at estabilizar o CG na mesma prumada do gancho do equipamento. Este movimento perigoso pois pode provocar choques da pea contra o prprio equipamento ou mesmo contra o pessoal envolvido.

Todo iamento deve ser o mais estvel possvel, ou seja, antes que a pea descole do solo at a sua posio final na estrutura, devem ser evitados choques e movimentos bruscos, tanto laterais quanto verticalmente. Isto quer dizer que o sistema guindaste-pea deve ser esttico o quanto possvel, preservando a segurana da operao. O modo mais fcil de se determinar posio do centro de gravidade das peas escolhendo a figura geomtrica a qual elas mais se assemelham. Por exemplo, uma tesoura de cobertura se assemelha a um tringulo isscele. Sabe-se que o CG do tringulo se encontra no seu eixo de simetria a um tero da altura. Caso as peas que compem a tesoura sejam de mesma ordem de grandeza, ou seja, a corda inferior compatvel com a superior, e as diagonais e montantes iguais nas duas metades, pode-se afirmar com razovel aproximao que o CG est no seu eixo de simetria a um tero da altura. Por outro lado, a pea poder ser composta por mais de uma figura geomtrica conhecida. Neste caso, deve-se calcular o momento esttico das figuras planas. Por exemplo: A1 a rea do tringulo superior e A2 a rea do retngulo inferior na figura abaixo.

4.4 Acessrios de iamento Para o iamento de peas so necessrios diversos acessrios. A operao de montagem se apresenta como o ato de dependurar peas no gancho do equipamento por meio de elementos esbeltos dotados de grande resistncia trao como cabos de ao, correntes e cintas. Para que a pea seja levantada do solo necessrio que se fixe firmemente o cabo de ao ou outro acessrio tanto ao gancho do equipamento quanto na pea. A seguir, o guindaste ir levantar o gancho, que tracionar o cabo, e este iar a pea do solo. Feito o clculo do peso da pea a ser iada, deve-se determinar os acessrios necessrios, e calcular seu peso. Pode-se dividir estes acessrios em trs tipos: Acessrios de iamento (rigging) Acessrios do equipamento Estruturas auxiliares de iamento Estes trs itens, se presentes, devem ser somados ao peso da pea para a determinao da carga bruta a ser iada: Acessrios de iamento (rigging) - Como acessrios de iamento entende-se os cabos de ao, manilhas, clipes, olhais e outros itens que promovem a interligao entre a pea e os outros aparatos de iamento. Os acessrios apresentados a seguir se prestam principalmente a promover a unio segura entre o equipamento e a pea. Esta unio deve apresentar algumas caractersticas principais: a) serem capazes de resistir aos esforos de iamento com uma margem de segurana; b) serem desmontveis; c) serem seguras quanto a choques laterais; d) permitirem certos graus de liberdade. So exemplos: a) Laos de Cabos de ao (estropos)- utilizados para iamento de peas;49

Figura 4.2 Clculo do Centro de gravidade

Tcnicas de iamentob) Cintas de material sinttico - utilizadas para iamento de peas; c) Correntes utilizadas para iamento de peas; d) Clipes - Utilizados para fazer um lao na extremidade de cabos de ao; e) Sapatilhas para proteo de laos de cabos de ao; f)Manilhas Utilizadas para promover a unio de laos dos cabos com olhais das peas permitindo fcil desmontagem; g) Patolas utilizadas para o iamento de peas. So instaladas na extremidade de correntes e contam apenas com o atrito entre as superfcies da pea e o ao da patola. No devem ser utilizadas na montagem de estruturas; h) Esticadores Utilizados para esticamento de cabos, em estais e travamentos; Patescas e catarinas so roldanas dotadas de ganchos utilizadas para passagem de cabos de ao em mudanas de direo e suspenso de cargas; Olhal de suspenso utilizados para fixao de manilhas nas peas da estrutura; Cordas de sisal utilizadas para iamento de pequenas peas, travamentos provisrios e contenso de peas suspensas.Figura 4.4 Moito

Acessrios do equipamento So os acessrios dos prprios guindastes que so necessrios para o iamento, dependendo da situao e do equipamento e das especificaes tcnicas de cada fabricante. Os pesos destes acessrios devem ser somados carga lquida. O acessrio mais comum a ter seu peso considerado na carga bruta o moito. O moito, que o bloco de roldanas, responsvel pela reduo da carga a ser aplicada ao guincho do guindaste e pelo iamento propriamente dito. O gancho de iamento parte do moito e est ligado a ele na parte inferior. O valor do peso do moito no est a priori descontado nas tabelas de capacidade do equipamento, pois cada guindaste possui mais de um tipo de moito.

Outro acessrio comum o jib, que uma extenso da lana principal, interligado na sua extremidade atravs de uma ligao articulada. O peso esfrico, o cabo de ao ou outros tipos de extenso da lana podem ter seus pesos acrescidos pea. Os fabricantes fornecero seus pesos nos manuais dos equipamentos, esclarecendo se devem ou no terem seus pesos acrescidos carga.

Figura 4.3 Acessrios de montagem 50 Figura 4.5 Lana auxiliar jib

Estruturas auxiliares de iamento So estruturas auxiliares utilizadas para distribuir as cargas em pontos determinados, modificar o ngulo de pega e determinar o valor da carga em cada linha de iamento. So exemplos as vigas espaadoras, equalizadoras, balancins, contenses laterais entre outros. As vigas espaadoras so normalmente utilizadas para suportar cargas longas durante o iamento. Elas eliminam o risco de tombamento da carga, seu deslizamento ou flexo, bem como a possibilidade de ocorrncia de reduzidos ngulos dos cabos e tambm a tendncia dos cabos esmagarem a carga. Em iamentos de cargas verticais que se encontram na horizontal, auxiliam tambm a transio de ngulos dos cabos em relao carga. Outra vantagem manter verticais os cabos de lingada pea, o que elimina foras componentes de compresso na horizontal que podem ser perigosas em peas esbeltas.

Figura 4.7 Viga equalizadora

A principal diferena entre as vigas equalizadoras e as espaadoras, que nas primeiras o esforo principal de flexo-compresso e nas segundas, predomina a compresso axial. Os balancins so um caso particular das vigas equalizadoras, no qual existem dois pontos de iamento da carga e somente um guindaste. Ambos os tipos de vigas so fabricados para um determinado iamento. Se uma viga no foi projetada para um determinado iamento, deve-se verificar se largura, profundidade, comprimento e material so adequados.

Figura 4.6 Barra espaadora

As vigas equalizadoras so utilizadas para igualar a carga nas duas pernas de cabo e para manter cargas iguais em operaes com dois guindastes em iamentos em tandem. Caso a viga fique inclinada, as cargas nos dois guindastes no mudar. possvel que se queira iar uma carga com dois guindastes de diferentes capacidades. Neste caso, distncia da carga para as extremidades ser diferente: menor para o guindaste de maior capacidade e maior para o de menor capacidade.

A capacidade das vigas com mltiplos pontos de iamento depende da distncia entre estes. Por exemplo, se distncia entre os pontos de pega dobrada, a capacidade da viga ser reduzida. As contenses laterais so estruturas auxiliares utilizadas para preservar a integridade da pea durante o iamento. Isto ocorre sempre que a operao submeter pea a esforos inaceitveis, que causariam algum dano ou colapso.51

Tcnicas de iamento4.5 Composio de foras Conforme j mencionado, o sistema peaguindaste deve estar em equilbrio e constituir um conjunto em equilbrio esttico, ou seja, o somatrio das foras exercidas deve ser nulo. Isto vale para o gancho do guindaste, que deve estar em equilbrio, e tambm para a pea. Na figura abaixo, o sistema constitudo pelos cabos de ao de suspenso, a pea e o gancho do equipamento deve possuir somatrio de foras igual a zero. A determinao dos valores das foras de trao nos cabos necessria para o dimensionamento dos mesmos.

Figura 4.8 Composio de foras 52

As foras de trao C nos cabos de ao so decompostas em duas componentes Rv verticais orientadas para baixo, que equilibram a fora vertical P exercida pelo gancho do guindaste em sentido oposto.

Quanto maior o ngulo A da figura, maior ser o esforo exercido nos cabos de ao. Portanto, o ngulo timo ser este, no qual os cabos formam um ngulo de 60 entre si, descrevendo um tringulo eqiltero com a pea. ngulos menores levam a esforos menores, e ngulos maiores, a valores maiores dos esforos nos cabos de ao. Atentar nas tabelas de dimensionamento de cabos dos fabricantes se os ngulos entre cabos esto indicados em relao ao plano horizontal, entre os cabos ou ainda entre cada cabo e a vertical. Conforme a posio do ngulo, as consideraes so totalmente diversas. Existem outras formas de lingadas, ou seja, de interligao de cabos ou cintas com o objetivo de realizar o iamento de peas. Uma das mais comuns a lingada enforcada ou chocker:

Com este valor de C, procura-se, nas tabelas de dimensionamento dos fabricantes na coluna de simples vertical, o dimetro adequado para resistir carga. Tambm a manilha e o olhal sero dimensionados com este valor. No caso, consultando as tabelas do anexo final, resultar: Dimetro dos cabos de ao: ; Dimetro de cada manilha: ; Dimetro dos olhais de suspenso: 1 1/4 . Observao: logicamente os acessrios devem ser dimensionados para o pior caso de cada obra, exceo feita para as peas que exigirem um iamento diferente, que sero objeto de estudo particular. As foras de trao C nos cabos de ao so decompostas tambm em duas componentes horizontais Rh orientadas em sentidos opostos, que se equilibram entre si. Estas componentes resultam em uma fora de compresso de igual valor aplicada pea entre os pontos de lingada. Tal fora de compresso dever ser levada em considerao na verificao da estabilidade da pea durante o iamento.

Figura 4.9 lingada enforcada

Esta lingada pode ser feita com um ou dois cabos, com a caracterstica de se evitar a instalao de olhais e manilhas para a fixao na pea. Por isso, rapidamente executada no canteiro e ser indicada para peas menores, com peso mximo indicativo de 6t. O ideal para preservar a durabilidade dos cabos enforcados se utilizarem quebra-quinas nas arestas vivas da pea, de forma a minimizar as tenses localizadas. O pessoal de campo deve ser orientado a no golpear o lao de forma a aproximar o mesmo da pea. Este procedi53

Tcnicas de iamentomento tambm ocasiona tenses localizadas no cabo, pelo aumento do ngulo central. A carga admissvel no cabo enforcado se reduz a aproximadamente 70% da simples vertical com cabo singelo. No exemplo acima, se fossem utilizadas duas lingadas enforcadas, as manilhas e os olhais seriam dispensados e os cabos passariam a um dimetro de 5/8. 4.6 Roldanas e reduo de cargas A vantagem mecnica de uma mquina o fator pelo qual a mquina multiplica a fora aplicada nela com o objetivo de iar ou mover uma carga. No caso em estudo, a mquina ser uma polia ou combinao de vrias polias. Existem dois tipos de polias: as fixas e as mveis. Como exemplo de polias fixas temos o grupo localizado na ponta da lana dos guindastes. O moito ou cardenal representa um exemplo de bloco de polias mveis. As polias fixas no possuem outra funo seno de mudana da direo dos cabos. As polias do bloco mvel criam uma vantagem mecnica de 2:1 em cada uma, sem se levarem em considerao as perdas por atrito, que reduzem a vantagem mecnica. Esta caracterstica promove grande reduo na potncia dos guinchos dos equipamentos, ou por outro lado, possibilitam o iamento de grandes cargas com dimetros de cabos de ao relativamente reduzidos.Figura 4.11 Grua de torre

Alm da reduo da carga, na utilizao de blocos de polias ocorre uma reduo da velocidade de iamento proporcional a vantagem mecnica. Esta caracterstica ser sempre positiva, pois quanto mais pesada for a carga, maior o nmero de polias e menor a velocidade de deslocamento, evitando-se as cargas dinmicas. Caso a pea a ser iada seja relativamente leve, o nmero de polias poder ser