concreto - mpf

7/31/2019 concreto - mpf

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MANUAL DE SISTEMAS PR-FABRICADOS DE CONCRETO

Autor: Arnold Van Acker (FIP-2002) Traduo: Marcelo Ferreira (ABCIC-2003) 1

Manual de SistemasPr-Fabr icados de Concreto

Au t or ( FI B/ 2 0 0 2)

A r n o l d V an A c k e r

T ra d u o ( ABCI C/ 2 0 0 3 )

Marcelo de A ra j o Fer re i r a


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Captulo 1: Aspectos Gerais

1.1. IntroduoO uso de concreto pr-moldado em edificaes est amplamente relacionado uma forma de construireconmica, durvel, estruturalmente segura e com versatilidade arquitetnica. A indstria de pr-fabricados est continuamente fazendo esforos para atender as demandas da sociedade, como porexemplo: economia, eficincia, desempenho tcnico, segurana, condies favorveis de trabalho e desustentabilidade.

A evoluo construtiva das edificaes e das atividades da engenharia civil nas prximas dcadas serinfluenciada pelo desenvolvimento do processo de informao, pela comunicao global, pelaindustrializao e pela automao. J existe bastante desta realidade sendo implementada na Europa.Entretanto, h muito mais para ser implementado, especialmente com respeito eficincia dos processosconstrutivos atuais, desde o projeto da edificao at o seu acabamento. Para se mudar a baseprodutiva na construo civil, com uso intensivo da fora de trabalho, para um modelo mais modernocomo a pr-fabricao, envolveria a aplicao de uma filosofia industrial ao longo de todo o processoconstrutivo da edificao.

A pr-fabricao das estruturas de concreto um processo industrializado com grande potencial para ofuturo. Todavia, geralmente a pr-fabricao ainda vista por projetistas inexperientes como se fosseapenas uma variante tcnica das construes de concreto moldadas no local. Nesse caso, aprefabricao significa apenas que partes da edificao so pr-moldadas em usinas fora do canteiro,para serem montadas depois na obra, como se o conceito inicial de uma estrutura moldada no localfosse obtido novamente. Esse ponto de vista completamente errneo. Todo sistema construtivo temsuas prprias caractersticas, as quais para uma maior ou menor influncia no layout da estrutura,largura do vo, sistemas de estabilidade, etc. Para conseguir melhores resultados o projeto deveria,desde o incio, respeitar as demandas especficas e particulares estruturais dos sistemas construtivos

pr-moldados.

1.2. Oportunidades

Comparado aos mtodos de construo tradicionais e outros materiais de construo, os sistemas pr-fabricados, como mtodo construtivo, e o concreto, como material, tm muitas caractersticas positivas. uma forma industrializada de construo com muitas vantagens.

Produtos feitos na fbrica

A forma mais efetiva de industrializar o setor da construo civil transferir o trabalho realizadonos canteiros para fbricas permanentes e modernas. A produo numa fbrica possibilitaprocessos de produo mais eficientes e racionais, trabalhadores especializados, repetio de

tarefas, controle de qualidade, etc. A competitividade e a sociedade esto forando a industriada construo a se atualizar constantemente, melhorando a sua eficincia e as condies detrabalho atravs do desenvolvimento e inovao tecnolgica, de novos sistemas e processosconstrutivos. Desta forma, a automao vem sendo gradativamente implementada. Existemexemplos bem sucedidos de automao no preparo de armadura, execuo e montagem deformas, preparo e lanamento do concreto, acabamentos do concreto arquitetnico, entreoutros. Outras operaes na pr-fabricao tambm so passveis da implementao daautomao.

Uso otimizado de materiais

A pr-fabricao possui um maior potencial econmico, desempenho estrutural e durabil idade doque as construes moldadas no local, por causa do uso altamente potencializado e otimizado

dos materiais. Isso obtido por meio do uso de equipamentos modernos e de procedimentos defabricao cuidadosamente elaborados.


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A pr-fabricao emprega equipamentos controlados por computador para o preparo do concreto.Aditivos e adies so empregados para conseguir os desempenhos mecnicos especficos, para cadaclasse de concreto. O lanamento e o adensamento do concreto so executados em locais fechados, comequipamentos otimizados. A relao gua/cimento pode ser reduzida ao mnimo possvel e oadensamento e cura so executadas em condies controladas. O resultado que o concreto pode serperfeitamente adaptado aos requerimentos de cada tipo de componente para otimizar o uso dos

materiais mais caros e exaustivos. Alm disso, a eficcia da mistura melhor que o concreto moldado nolocal.

O concreto de alto desempenho CAD (com resistncia superior a 50 MPa) bem conhecido na indstriada pr-fabricao e muitas fbricas j esto empregando-o diariamente. Os maiores benefcios dasestruturas pr-moldadas esto relacionados com a eficincia estrutural que permite elementos maisesbeltos e o uso otimizado de materiais. Outra caracterstica positiva o aumento da durabilidade contracongelamento e contra agentes qumicos. As maiores vantagens so alcanadas dos elementoscomprimidos, especialmente os pilares. A Figura 1 mostra a influncia da resistncia compresso nacapacidade de carga das sees transversais dos diferentes pilares. Isso demonstra que, a capacidadeportante relativa est aumentando entre 100 e 150%, quando a resistncia do concreto vai de 30 a 90MPa.

Para vigas, a utilizao de resistncias mais altas para o concreto permite a utilizao da protenso. Issosignifica a possibilidade de se empregar um nmero maior de cabos de protenso e, consequentemente,uma maior capacidade ltima de flexo, maior momento de fissurao e maior carga de servio.

O concreto auto-adensado (auto-adensvel) uma soluo nova e bastante promissora para o processode pr-fabricao. Enquanto que a alta resistncia est enfocada na otimizao do desempenho doproduto (resistncia e durabilidade), o concreto auto-adensado apresenta um impacto benfico aoprocesso de produo, pois o mesmo no necessita de vibrao e, por isso, apresenta muitas vantagens,tais como: menos barulho durante o processo de moldagem dos elementos pr-moldados; menorpresso nas formas; maior rapidez e facilidade no processo de moldagem, principalmente para seesdelgadas e complicadas, gerando menos bolhas de ar na superfcie da pea, sendo fcil de bombear. Odesenvolvimento desta tcnica e a sua aplicao vem crescendo rapidamente na indstria de pr-moldados na Europa e, se espera que em poucos anos, este procedimento seja empregado como uma

tcnica convencional no dia a dia.

Figura 1.1 capacidade de carga relativa dos pilares em funo da resistncia do concreto

Columns without danger of buckling

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,25

30 40 50 60 70 80 90

Concrete grade according to EC2

Relativeloadc

arrying

capacity 200/200 with 4-20

300/300 with 4-25

400/400 with 4-25

Calculated according to NS 3473


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O concreto protendido muito empregado na pr-fabricao, principalmente pela facilidade da utilizaodas pistas de protenso, mas tambm pelo uso da protenso por torqumetro em barras rosqueadas paraligaes. Esta tcnica no s apresenta todas as vantagens do concreto protendido, como tambm,proporciona economia por causa da ausncia de equipamentos caros, como macacos hidrulicos, e maiorfacilidade de execuo.

Menor tempo de construo menos da metade do tempo necessrio para construo convencionalmoldada no local

Por causa da lentido dos mtodos tradicionais de estruturas de concreto moldadas no local, oslongos atrasos na construo so geralmente aceitos. Entretanto, a demanda atual por um rpidoretorno do investimento est se tornando mais e mais importante: a deciso de iniciar a construopode ser adiada at o ltimo momento, mas vez iniciada, o cronograma inicial da obra dever sercumprido. Alm disso, os projetos esto se tornando mais complexos, que no favorvel paraconstrues em um curto espao de tempo.

A instalao pode continuar mesmo no inverno rigoroso, com temperatura de 20C.

O trabalho no canteiro deve parar assim quando a temperatura atinge 5C. O processo de pr-fabricao independe das condies adversas do clima e normalmente, a produo continua no

inverno. Qualidade

O termo qualidade tem um significado amplo, o objetivo final conseguir que os produtos eservios respondam as expectativas do usurio. Isso se inicia no estudo preliminar do projeto,continuando com a produo de componentes e com o respeito ao cronograma de entrega e demontagem do sistema construtivo pr-fabricado.

A garantia da qualidade durante a fabricao se baseia em quatro pontos: 1) mo-de-obra; 2)instalaes e equipamentos na fbrica; 3) matria-prima e processos operacionais; 4) controlede qualidade na execuo. Geralmente, a superviso da qualidade baseada num sistema deautocontrole, podendo haver ou no a superviso de uma terceira parte. O sistema de controlede produo da fbrica consiste de procedimentos, instrues, inspees regulares, testes e

utilizao dos resultados dos equipamentos de controle, matria-prima, outros insumos,processos de produo e produtos. Os resultados da inspeo so registrados e ficam disponveisaos clientes. Muitas empresas de pr-fabricao possuem certificao ISO 9000.

Isso oferece ao cliente enormes vantagens de acordo com as tendncias atuais presentes naconstruo civil.

Oportunidade para boa arquitetura

Dentro do contexto da pr-fabricao aberta, o projeto do edifcio no est restrito aoselementos de concreto produzidos em srie e quase todo tipo de edificao pode ser adaptadaaos requisitos dos fabricantes ou do arquiteto. No h contradio entre elegncia arquitetnica,variedade e eficincia. No se usa mais a industrializao em larga escala de unidades idnticas;pelo contrrio, um processo de produo eficiente pode ser combinado com trabalho

especializado que permite um projeto arquitetnico sem custos extras. Neste sentido, apadronizao de solues construtivas apresenta-se como uma ferramenta ainda maisimportante do que a modulao dos elementos.

Eficincia estrutural

O concreto pr-moldado oferece recursos considerveis para melhorar a eficincia estrutural.Vos grandes e reduo da altura efetiva podem ser obtidos usando concreto protendido paraelementos de vigas e de lajes. Para construes industriais e comerciais, os vos do piso podemchegar a 40 m ou mais. Para estacionamentos, o concreto pr-fabricado permite que mais carrossejam colocados na mesma vaga, por causa dos grandes vos e das sees de pilares maisesbeltas. Isso oferece no apenas flexibilidade na construo, como tambm maior vida til daedificao, pois h maior adaptabilidade para novos usos. Dessa maneira, a construo retm

seu valor comercial por mais tempo. Flexibilidade no Uso


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Certos tipos de construes so freqentemente devem ser adaptveis para satisfazer asnecessidades dos usurios, como o caso de escritrios, onde a soluo mais apropriada criarum grande espao interno livre sem nenhuma restrio para possibilitar a adaptao de possveissubdivises com divisrias.

Adaptabilidade

Futuramente, haver muito menos demolio de edificaes inteiras e mais demandas paraadaptar as construes existentes para as novas exigncias do mercado. As razes principaispara essa atitude sero os custos elevados para demolio devido a barulho, poeira, problemascom trfego e muitas outras inconvenincias. Por outro lado, depois de 30 ou 50 anos, umprdio comercial se torna menos atrativo para alugar, e o proprietrio vai querer fazer algumasinovaes, como por exemplo, uma fachada mais moderna. O conceito do projeto deveriafacilitar tais renovaes, sem necessidade de demolir o resto da estrutura. A concepo inicial daedificao por inteira ter que considerar a vida ao longo dos diferentes componentes daconstruo, como: estrutura portante acima de 100 anos ou mais; fachada de 30 a 60 anos;servios 20 anos. Consequentemente, todos os subsistemas, a parte da estrutura principal,devem ser projetados para que possam ser trocados e renovados dentro da vida til daconstruo, evitando assim, a demolio. Devem ser possveis reformas peridicas, modificaes

maiores, substituio e melhorias durante a vida til da construo. Material resistente ao fogo

Normalmente, as estruturas em concreto armado e protendido apresentam resistncia ao fogode 60 a 120 minutos ou mais. Para edificaes comerciais, todos os tipos de componentes pr-moldados sem nenhuma medida especial de proteo atingem a exigncia de resistncia ao fogode 60 minutos. Para outros tipos de edificaes, a resistncia ao fogo de 90 a 120 minutos conseguida aumentando o cobrimento da armadura.

Construo menos agressiva ao meio ambiente

A preservao do meio ambiente est se tornando um assunto globalmente importante. Desdeque as necessidades mais bsicas de qualquer gerao so moradia e mobilidade, o setor daconstruo civil ocupa uma posio central nesse desenvolvimento. Mas, a maioria das atividadesna rea da construo civil ainda gera um impacto desfavorvel sobre o meio ambiente emtermos de consumo de energia, utilizao no racional de recursos naturais, poluio, barulho edesperdcio durante a produo.

No contexto de uma relao mais amigvel ao meio ambiente, a indstria do concreto pr-moldado apresenta-se como uma alternativa vivel: com uso reduzido de materiais at 45%;reduo do consumo de energia de at 30%; diminuio do desperdcio com demolio de at40%. Muitas fbricas esto reciclando o desperdcio do concreto, tanto o endurecido quanto ofresco, e futuramente as indstrias de pr-fabricados funcionaro como um sistema de produofechado, onde todo material gasto processado e utilizado novamente.

1.3. Adequao aos sistemas pr-moldadosMuitas tipologias de edificaes so adequadas para a utilizao da construo pr-moldada. Tipologiascom planos ortogonais so ideais, pois apresentam um grau de regularidade e repetio em sua malharestrutural, nos vos, no tamanho dos membros, facilitando a modulao. De qualquer modo, durante oprojeto de uma edificao, seria sempre interessante conseguir padronizao e repetio de solues nosentido de se conseguir uma maior economia na construo, no apenas em relao ao concreto pr-moldado, mas em qualquer tipo de projeto.

Mesmo layouts irregulares de pavimentos podem vir a ser apropriados para pr-fabricao em vriasocasies, se no totalmente ao menos parcialmente. completamente errneo pensar que o concretopr-moldado no possui flexibilidade arquitetnica. Construes modernas de concreto pr-moldadopodem ser projetadas de forma segura e econmica, com uma variedade de planos e com variaesconsiderveis em relao ao tratamento das elevaes, para edifcios com vinte andares ou mais.


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A pr-moldagem oferece recursos considerveis para melhorar a sua eficincia estrutural. Vos grandese reduo da altura efetiva podem ser obtidos usando concreto protendido para elementos de vigas e delajes. Para construes industriais e comerciais, os vos do piso podem chegar a 40 m ou mais. Paraestacionamentos, o concreto pr-fabricado permite que mais carros sejam colocados na mesma vaga,por causa dos grandes vos e das sees de pilares mais esbeltas. Isso oferece no apenas flexibilidadena construo, como tambm maior vida til da estrutura, pois h maior adaptabilidade para novas

utilizaes. Dessa maneira, a edificao retm seu valor comercial por mais tempo.

Figura 1.2 Pavimentos com layoutsirregulares tambm so apropriados para a aplicao do concreto pr-moldado

1.4. Princpios bsicos do proj eto

Os projetistas devem considerar as possibilidades, as restries e vantagens da utilizao do concretopr-moldado, seus detalhes, produo, transporte, montagem e estados de servio antes de completar oprojeto da estrutura pr-moldada. muito importante a organizao da equipe de projeto e a definiodas rotinas de projeto. recomendado que as empresas de pr-fabricados deixem informaes

referentes ao projeto e produo disponveis ao cliente, ao arquiteto, ao engenheiro responsvel e atodos os demais projetistas e tcnicos envolvidos, de modo a fornecer diretrizes unificadas para toda aequipe envolvida. Isto assegurar que todas as partes esto a par dos mtodos adotados em todas asfases do projeto, levando ao mximo de eficincia e benefcios. Isso muito importante nos estgios deproduo e montagem, onde muitos engenheiros podem no estar familiarizados com alguns dosmtodos usados.

muito importante compreender que possvel se obter um melhor projeto para a estrutura pr-moldada, se a estrutura for concebida com a pr-moldagem desde o projeto preliminar e no meramenteadaptada de um mtodo tradicional de concreto moldado no local. As maiores vantagens em soluespr-moldadas sero obtidas quando no estgio da concepo do projeto forem considerados osseguintes pontos:

a) Respeito filosofia especfica de projetoUm dos objetivos mais importantes com este texto explicar a filosofia especfica de projeto deestruturas pr-moldadas, pois esta a chave para se conseguir uma construo eficaz eeconmica. As instrues bsicas a serem seguidas so apresentadas no Captulo 3:

utilizar um sistema de contraventamento prprio;

utilizar grandes vos;

assegurar a integridade estrutural.

b) Usar solu es padroni zadas sempr e que possvel

A padronizao um fator importante no processo de prefabricao. Isso possibilita repetio eexperincia portanto, custos mais baixos, melhor qualidade e confiabilidade, assim como umaexecuo mais rpida. A Padronizao aplicvel nas seguintes reas:


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modulao de projeto;

padronizao de produtos entre fabricantes;

padronizao interna para detalhes construtivos e padronizao de procedimentos paraproduo e ou montagem.

c) Os detalh es devem ser simplesUm bom projeto em concreto pr-moldado deve envolver detalhes o mais simples possvel.Devem ser evitados detalhes muito complicados ou vulnerveis.

d) Considerar as toler ncias dim ensionais

Produtos de concreto pr-moldados apresentam inevitavelmente diferenas entre as dimensesespecificadas e as executadas. Essas variaes devem ser admitidas e previstas no projeto desdeo inicio, por exemplo:

possibilidade de tolerncias de absoro nas ligaes (entre dois elementos pr-moldados, eentre os elementos pr-moldados e as partes moldadas no local)

necessidade de almofadas (aparelhos) de apoio

conseqncias causadas por curvaturas e diferenas em curvaturas

tolerncia de movimentao, causada por retrao, expanso trmica, etc.

e). Obter vantagem do processo de industrializao

A produo de concreto pr-moldado deve se basear na industrializao. Isso parcialmenteinfluenciada pelo projeto, por exemplo:

a pr-trao permite a produo de elementos em longas pis tas de protenso;

a padronizao de componentes e de detalhes tpicos garante a padronizao do processo;

a posio adequada dos detalhes, por exemplo: barras de espera etc., diminui o tempo dosservios;

simplicidade na descrio do projeto ajuda a evitar erros;

modificaes imprevistas no projeto prejudicam o planejamento da produo, etc.

1.5. Modulao

A modulao um fator econmico muito importante no projeto e construo de edifcios, tanto para otrabalho estrutural como para o acabamento. Em pr-fabricao, isso ainda mais marcante,especialmente em relao padronizao e economia na produo e execuo. Modulao geralmentebem estabelecida para componentes estruturais em construes pr-moldadas. Geralmente, o mdulobsico 3M (M= 100 mm), 12 M uma medida muito usada. Os pilares internos so posicionados nocentro do eixo modular. Os pilares de canto podem ser posicionados com a grade de eixo paralela

direo da face do pilar, mas essa soluo menos recomendada que a anterior. Na primeira soluo,todas as vigas so do mesmo comprimento e a folga deixada no canto do elemento de piso pode serfacilmente preenchida com concreto moldado no local ou com placas de fechamento.

O comprimento dos elementos do piso a princpio completamente livre. A modulao certamenterecomendada, mas ter pouco impacto no custo dos assoalhos. Contudo, possivelmente terconseqncias na modulao das unidades da fachada. Ncleos centrais e poos de elevadores soposicionados de tal maneira que a modulao axial na direo do vo do piso coincida com a parteexterna do ncleo. Na outra direo, a implantao deve, preferivelmente, ser semelhante a todos oselementos do assoalho do compartimento que tm o mesmo comprimento.

Para elementos da fachada, o ponto de vista bem diferente. Indubitavelmente, a modulao desejvel, mas no deve constituir um obstculo para o conceito da arquitetura do edifcio. Cada projeto

desenhado individualmente e, sempre, novos moldes tm que ser feitos. A modulao em conexocom a produo industrial no obrigatria, mas certamente influencia no custo dos elementos. Amodulao deve ser considerada como uma ajuda, no como uma obrigao.


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preferably modulated on floor width

Figura 1.3 Exemplo de sistema modular para estruturas pr-moldadas

1.6. Padronizao

A padronizao de produtos e processos amplamente difundida na pr-fabricao. Fabricantes de pr-moldados tm padronizado seus componentes adotando uma variao de sesses transversaisapropriadas para cada tipo de componente. Geralmente, a padronizao se limita a detalhes, dimensese geometria das sees transversais, mas raramente ao comprimento das unidades. Produtos tpicospadronizados so: pilares, vigas e lajes de piso.

Produtos padronizados so produzidos em formas preestabelecidas. O projetista pode selecionar ocomprimento, dimenses e capacidade de carga dentro de certos limites. Essa informao pode serencontrada em catlogos dos fabricantes.

Geralmente, os elementos de painis tm espessura padronizada, mas a altura e largura so livresdentro de certos limites, claro. As aberturas para as janelas e portas so, normalmente, livres. Asfachadas so geralmente projetadas individualmente para cada projeto. Algumas vezes, os painis defechamento para edifcios de uso geral so disponveis nas dimenses padronizadas.

Figura 1.4 exemplos de padres de sees transversais

A pr-fabricao tambm pode ser aplicada para componentes no padronizados. Alm dos elementosda fachada j mencionados, elementos em concreto arquitetnico, a indstria de pr-moldados tambm

preferably modulated

on 0.30 m grid


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est produzindo componentes para outras finalidades, por exemplo: escadas, rampas; sacadas;elementos de formato especiais, etc.

A padronizao constitui-se tambm num fator econmico importante no processo de pr-fabricao, porcausa dos baixos custos das formas, industrializao do processo de produo com alta produtividade,larga experincia em execuo, etc. A padronizao tem tambm, um impacto benfico em uma srie de

componentes idnticos, resultando em uma grande reduo de trabalho por unidade produzida. Mas, osprodutos no padronizados tambm tm papel importante no custo da produo.

Os fabricantes de pr-fabricados tm desenvolvido manuais com rotinas de projeto que auxiliam osprojetistas a elaborarem e organizarem os projetos. A padronizao de sistemas construtivos,componentes, ligaes, etc., no significa apenas a industrializao da produo de componentes, mas arepetio de tarefas tambm significa evitar erros e experincias negativas.

1.6. Tolerncias dimensionais

Sempre haver diferenas inevitveis entre as dimenses especificadas e as dimenses reais doscomponentes e da construo final. Essas variaes devem ser examinadas e permitidas. O concreto pr-moldado geralmente fabricado com variaes relativamente pequenas, mas os projetistas devem terconhecimento da real variabilidade dimensional. essencial considerar essa forma desde o incio doprojeto preliminar e discutir as tolerncias o mais cedo possvel com os fabricantes de pr-moldados.

As tolerncias ocorrem na fbrica e no canteiro. As tolerncias de produo na fbrica incluem variaesdimensionais dos produtos, superfcies no lineares ou no planas, falta de ortogonalidade da seotransversal, variaes na curvatura dos elementos protendidos, posio de incertos, etc.

As tolerncias no canteiro dizem respeito aos desvios dos eixos e dos nveis no incio da construo.Alm disto, os desvios de montagem durante o levantamento da estrutura ocorrero com relao posio e ao alinhamento entre os elementos.

Informaes sobre as tolerncias permitidas podem ser encontradas nos manuais das associaesinternacionais de pr-moldados, nas normas tcnicas e em catlogos de fabricantes.

Figura 1.5 combinao das tolerncias da construo

Tolerncias Totais

Produo

Marcao

Montagem

Dimensional

Alinhamento

Forma

Posicionamento

Alignment

Posicionamento

Alinhamento


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1.7. I nstalaes Prediais

As instalaes podem ser parcialmente integradas nas unidades pr-moldadas. Por exemplos dutos,caixas ou aberturas para adaptao eltrica podem ser moldadas nos elementos de painis. Outroexemplo so os tubos de gua pluvial que so moldados dentro das colunas ou nos elementos de

fachada. Grandes condutes pr-fabricados para ventilao e outras tubulaes podem ser instaladasdentro dos forros duplos ou ao longo de elementos em arco para fachada durante a montagem dasunidades pr-moldadas.

Existem certas vantagens e tambm alguns problemas especficos. A maior vantagem que a estruturapr-moldada pode ser projetada de acordo com as necessidades especficas dos equipamentos demontagem. Os elementos podem ser fornecidos com uma variedade de nichos, as fixaes podem sermoldadas nos componentes, e outras formas adicionais ainda esto disponveis no canteiro depois damontagem da construo pr-moldada.

No caso da pr-moldagem todos os componentes e subsistemas que devem ser moldados dentro doselementos pr-moldados devem ser planejados em estgios anteriores. Ambos, os servios deengenharia e arquitetura devem estar prontos para definir os requisitos de projeto a fim de que os

fabricantes possam preparar os seus projetos de produo. Daqui em diante, o estudo final dasinstalaes precisam serem feitos antes do habitual, mas isso tambm pode ser visto como umavantagem.

O processo de pr-moldagem tambm oferece certas vantagens em relao s tcnicas de construo.Por exemplo: a massa trmica do concreto tem sido usada satisfatoriamente para armazenar energiatrmica em pisos de laje alveolar, resultando em economia substancial em relao a equipamentos deaquecimento. Os alvolos das placas de piso so utilizados para ventilao antes que o ar entre noambiente. No inverno, o excesso de energia que vem das mquinas, da luz eltrica, da luz solar e dosusurios estocada durante o dia e recuperada durante a noite. No vero, os pisos so resfriadosdurante a noite pelo ar de fora. Esse sistema permite uma economia de energia superior a 30 %. Essesalvolos tambm podem ser utilizados para incorporar dutos e tubulaes na parte interior dos pisos.

Figura 1.6 unidades de laje alveolar com labirinto interno para circular o ar.


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Capt ulo 2 - Sistemas Constr ut ivos Pr -m oldados

2.1. Consideraes Gerais

Cada material ou sistema construtivo tem suas prprias caractersticas, as quais de forma maior oumenor influenciam a tipologia, o comprimento do vo, a altura da edificao, os sistemas decontraventamento, etc. Isso tambm ocorre no caso dos sistemas construtivos em concreto pr-moldado, no apenas em comparao com as estruturas de ao, de madeira e de alvenaria, mastambm em relao ao concreto moldado no local. Teoricamente, todas as juntas e ligaes entre oselementos pr-moldados deveriam ser executadas de modo que a estrutura pr-moldada tivessenovamente o mesmo conceito monoltico de uma estrutura moldada no local. Todavia, esta pode setornar uma soluo mais cara e trabalhosa, onde muitas das vantagens da pr-moldagem podem serperdidas.

Para que todas as vantagens do concreto pr-moldado sejam potencializadas, a estrutura deve serconcebida de acordo com uma filosofia especfica do projeto: grandes vos, um conceito apropriado para

estabilidade, detalhes simples, etc. Os projetistas devem, desde o incio do projeto, considerar aspossibilidades, as restries e as vantagens do concreto pr-moldado, seu detalhamento, produo,transporte, montagem e os estados limites em servio antes de finalizar um projeto de uma estruturapr-moldada.

2.2. Sistemas est ru t urai s

Considerando a industria de pr-moldados, existe aparentemente um grande nmero de sistemas esolues tcnicas para as construes pr-moldadas. Entretanto, todos estes fazem parte de um nmerolimitado de sistemas estruturais bsicos, onde os princpios do projeto so semelhantes. Os tipos maiscomuns de sistemas estruturais de concreto pr-moldados so:

Estruturas aporticadas, consistindo de pilares e vigas de fechamento, que so utilizadas paraconstrues industriais, armazns, construes comerciais, etc.

Estruturas em esqueleto, consistindo de pilares, vigas e lajes, para edificaes de alturas mdias ebaixas, e com um nmero pequeno de paredes de contraventamento para estruturas altas. Asestruturas em esqueletos so utilizadas principalmente para construes de escritrios, escolas,hospitais, estacionamentos, etc.

Estruturas em painis estruturais, consistindo de componentes de painis portantes verticais e depainis de lajes, as quais so usadas extensivamente para a construo de casas e apartamentos,hotis, escolas, etc.

Estruturas para pisos, consistindo de vrios tipos de elementos de laje montados para formar umaestrutura do piso capaz de distribuir a carga concentrada e transferir as foras horizontais para os

sistemas de contraventamento. Os pisos pr-moldados so muito usados em conjunto com todos ostipos de sistemas construtivos e materiais.

Sistemas para fachadas, consistindo de painis macios ou painis sanduche, com ou sem funoestrutural. Apresentam-se em todos os tipos de formato e execues, desde o simples fechamentoat os mais requintados painis em concreto arquitetnico para escritrios e fachadas importantes.

Sistemas celulares, consistindo de clulas de concreto pr-moldado e, algumas vezes, utilizados parablocos de banheiros, cozinhas, garagens, etc.

Muitos destes sistemas podem ser combinados numa mesma edificao. A seguir, sero apresentadasdiretrizes gerais para escolha de sistemas estruturais.


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2.2.1. Sistem as Estru tu rais em Esquelet o e Sistem as Aport icados

Sistemas aporticados e em esqueleto consistem de elementos lineares vigas, pilares, de diferentesformatos e tamanhos combinados para formar o esqueleto da estrutura. Estes sistemas so apropriadospara construes que precisam de alta flexibilidade na arquitetura. Isto ocorre pela possibilidade do uso

de grandes vos e para alcanar espaos abertos sem a interferncia de paredes. Isto muitoimportante para construes industriais, shopping centres, estacionamentos, centros esportivos e,tambm, para construes de escritrios grandes.

Figura 2.1 sistema de estrutura aporticada pr-moldada.

O conceito da estrutura em esqueleto oferece maior liberdade no planejamento e disposio das reasdo piso, sem obstruo de paredes portantes internas ou por um grande nmero de pilares internos.

Figura 2.2 estrutura pr-moldada em esqueleto


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Pelo fato de que nas estruturas em esqueleto o sistema portante ser normalmente independente dossubsistemas complementares da edificao, como os sistemas de fechamento, sistemas hidrulicos eeltricos, etc., fcil adaptar as edificaes para mudanas no seu uso, com novas funes e inovaestcnicas.

O conceito de esqueleto tambm oferece uma grande liberdade para o arquiteto na escolha do sistema

de fechamento. As elementos estruturais so bem adaptveis para uma produo racional e processosde montagem.

2.2.2. Estruturas de painis estruturais

Painis pr-fabricados so utilizados para fechamentos internos e externos, para caixas de elevadores,ncleos centrais, etc. Os sistemas de painis pr-fabricados so muito utilizados em construesresidenciais, tanto para casas quanto para apartamentos. Essa soluo pode ser considerada como umaforma industrializada de paredes moldadas no local, tijolos convencionais ou paredes de alvenaria. Ospainis pr-fabricados podem ser portantes ou de fechamento. A superfcie dos elementos lisa nos doislados, e pronta para receber pintura ou papel de parede. Os sistemas de fechamento pr-fabricadosoferecem as vantagens de rapidez na construo, de acabamento liso, de isolamento acstico e de

resistncia ao fogo. Sistemas modernos fazem parte das chamadas tcnicas de construes abertas, osquais significam que a arquitetura livre para criar o projeto de acordo com as exigncias do cliente. Atendncia construir espaos abertos livres entre as paredes portantes e usar divisrias leves paradefinir o layout interno. Com essa tcnica possvel mudar o projeto futuramente, sem maiores custos.

Figura 2.3 exemplo de estrutura de painis combinada com estrutura em esqueleto.

2.2.3. Fachadas de concret o

Fachadas pr-fabricadas so adequadas para qualquer tipo de construo. Podem ser executadas emdiversas cores, alm do concreto cinza, e podem ser projetadas como elementos estruturais ou somentede fechamento. As fachadas que suportam carga tm funo dupla, decorativa e estrutural. Estassuportam as cargas verticais dos pavimentos e dos painis superiores. Os sistemas de fachadas compainis estruturais constituem uma soluo econmica, uma vez que isto dispensa o uso de pilares nasbordas e as vigas para apoio de pisos. Outra vantagem dos painis estruturais o fato de que aconstruo fica protegida internamente num estgio bastante inicial da obra.

As fachadas arquitetnicas de concreto so geralmente empregadas em combinao com as estruturasde esqueleto, onde a estrutura interna composta de pilares e vigas (figura 2.4). Uma tendncia


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moderna dos pases Escandinavos construir escritrios sem pilares internos, onde painis alveolaresprotendidos para piso cobrem vos de uma fachada para outra, acima de 16 a 18 m de comprimento.

Figura 2.4 vista esquemtica de um edifcio com painis estruturais de fachada e compridos painis para piso

Os painis no estruturais para fachadas possuem funes de fechamento e de acabamento. So fixadosna estrutura, que pode ser de concreto pr-moldado, concreto moldado no local ou metlica.Informaes detalhadas sobre as fachadas pr-fabricadas so apresentadas no Captulo 8.

2.2.4. Sistem as pr- moldados para pisos

Os elementos pr-moldados para pisos so um dos produtos pr-moldados mais antigos. O mercadooferece uma variedade de sistemas para piso e cobertura pr-moldados, dos quais podemos distinguir

cinco tipos principais: sistemas de painis alveolares protendidos; sistemas de painis com nervurasprotendidas (sees T ou duplo T); sistemas de painis macios de concreto; sistemas de lajes mistas;sistemas de laje com vigotas pr-moldadas. As vantagens principais dos sistemas pr-moldados parapavimentos so a rapidez da construo, a ausncia de escoramento, a diversidade de tipos, a altacapacidade de vencer vos e a sua economia.

Figura 2.5 - Pisos pr-fabricados e coberturas de grande vos para edifcios de uso geral.


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Os pisos pr-moldados so utilizados extensivamente para todos os tipos de construo, no somentepara estruturas pr-moldadas, mas tambm em combinao com outros materiais, por exemplo emestruturas metlicas, de concreto moldado no local, etc. A escolha do sistema de pavimentos varia paracada tipo de construo e de pas para pas, dependendo do transporte, das facilidades de montagem,disponibilidade no mercado, da cultura construtiva etc. A escolha do tipo mais apropriado dos elementospara pisos definida por um nmero de fatores intervenientes: disponibilidade de mercado,

disponibilidade de transporte, facilidade de montagem, custo de servios, etc. Os critrios maisimportantes so analisados a seguir:

a) capacidade port ante para o vo

Sistemas de lajes com nervuras protendidas so bastante apropriados para grandes vos e cargasem construes industriais, armazns, centros de distribuio, etc.;

Sistemas de lajes alveolares protendidas so apropriadas para grandes vos com cargas moderadas,para apartamentos, escritrios, estacionamentos etc.

Sistemas de lajes com placas pr-moldadas so utilizadas para vos menores com cargasmoderadas, como por exemplo, residncias, apartamentos, hotis, etc.

sistemas de lajes com vigotas pr-moldadas so principalmente utilizados para vos e cargasmenores, principalmente para residncias.

b) Tipologias das faces inf eriores dos elementos de laj e

As faces inferiores dos elementos pr-fabricados para lajes de piso podem ser nervuradas ou planas,lisas ou rugosas para revestimento, com ou sem isolamento trmico. Os elementos com nervurasaparentes inferiores oferecem a possibilidade da embutimento de dutos e tubos entre essas nervuras. Nocaso das lajes alveolares protendidas, com faces planas, o uso combinado da protenso com as nervurasinternas possibilita uma menor altura dos painis. Entretanto, as juntas longitudinais aparentes entre ospainis alveolares nem sempre aceitvel em construes residenciais. Sistemas de lajes com vigotas pr-moldadas necessitam de revestimento para acabamento. Finalmente, as lajes alveolares protendidaspodem ter uma camada de isolamento trmico na face inferior. Essa soluo muito aplicada em regiesmais frias, onde se utiliza em residncias com pisos elevados acima do solo sobre espaos abertos.

c) Peso Prpri o

O peso prprio dos elementos para piso pode variar entre menos de 100 kg, como no caso das lajes comvigotas, para algumas toneladas, como no caso dos painis em duplo T para grandes vos. Assim, aescolha do sistema para piso depende das dimenses dos vos no projeto e da capacidade dosequipamentos de montagem que esto disponveis no mercado.

d) I solamento acsti co

A propriedade acstica um critrio muito importante na escolha do tipo de piso, especialmente emconstrues residenciais. A capacidade de isolamento de rudos propagados no ar depende da massa dospainis por m2. Assim, os pisos de concreto podem facilmente atender aos requisitos mnimos dedesempenho para isolamento de rudos com propagao atmosfrica. Entretanto, a situao diferente

da transmisso para rudos causados por impactos, onde geralmente medidas adicionais devem serconsideradas, por exemplo no caso de mezaninos suspensos, etc.

e) Resistncia ao f ogo

Normalmente, os pisos pr-moldados de concreto armado ou protendido conseguem resistir ao fogodurante 60 a 120 minutos ou mais. Assim, todos os tipos de pavimentos de concreto podem resistir at60 minutos, sem nenhuma medida especial. Para uma proteo de incndio acima de 90 minutos necessrio aumentar o recobrimento de concreto das armaduras.

f) Custos com m o-de-obra

Nos pases onde os custos da montagem so baixos, existe uma menor necessidade de se utilizarsistemas industrializados para pisos como so os casos dos painis em duplo T ou dos painis alveolares,comparados com sistemas mais tradicionais e com maior utilizao de mo-de-obra, como os lajes comvigotas pr-moldadas. No mesmo contexto, tambm a rapidez na execuo pode desempenhar um papelimportante.


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2.2.5. Sistem as celular es

As unidades celulares so algumas vezes utilizadas para algumas partes das construes, como porexemplo para os banheiros, cozinhas, garagens, etc. Esse sistema vantajoso pois rpido, a fabricao industrializada at o trmino, e os equipamentos celulares podem ser montados completamente na

fbrica. Entretanto, estes sistemas apresentam maiores dificuldades para transporte e menorflexibilidade arquitetnica.

Figura 2.6 Esquema da construo com sistema celular.

2.3. Aplicao dos sistemas estru turais

A aplicao dos sistemas estruturais descritos acima em sistemas construtivos pr-moldados estintimamente ligada tipologia da edificao, a qual depende muito da sua funo: residncias;escritrios; comrcio; indstria, etc. A seguir so apresentados os critrios utilizados para escolha dosistema mais apropriado para tipologia de edificao.

2.3.1. Residncias e apartamentos

Residncias e edifcios de apartamentos pr-fabricados so geralmente projetados com sistemasestruturais com painis, onde uma parte dos painis so estruturais e outra parte possui apenas funode fechamento. Esses sistemas so muito utilizados nos pases do Norte Europeu. As fachadas soexecutadas com painis sanduches, com uma camada interna estrutural, com uma camada intermediriade isolamento entre 50 a 150 mm de espessura e com uma camada externa no portante de concretoarquitetnico.

As vantagens do sistema so a rapidez de instalao, o bom isolamento acstico e resistncia ao fogo,onde a superfcie pode estar preparada para receber pintura. As inconvenincias esto relacionadas comuma menor flexibilidade no projeto, onde quase impossvel fazer adaptaes futuras.

Solues mais racionalizadas utilizam painis pr-fabricados s para os fechamentos externos entreapartamentos ou nas fachadas, assim como para os sistemas de lajes, cobrindo toda a largura daresidncia ou apartamento com vos de at 11 m. Neste caso, as divises internas podem ser feitas commateriais tradicionais, tais como blocos de gesso, blocos de alvenaria etc., ou com sistemas maisindustrializados como as divisrias de gesso acartonado.


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As estruturas de painis podem ser projetadas com tipologias em paredes cruzadas (transversais) oucom paredes de contorno. No primeiro caso, as paredes que suportam carga pr-fabricadas so apenasfornecidas na direo perpendicular para a fachada frontal, e a blindagem exterior pode ser executadaem concreto pr-fabricado, ou tijolos de alvenaria tradicionais, ou qualquer outro material da fachada.No segundo, as paredes pr-fabricadas s constituem o contorno total da construo, mais conhecidoscomo paredes para fachada frontal de apartamentos.

Sistema de paredes transversais com painis de fachada Sistema de painis perimetrais

Figura 2.7 Edifcios de apartamentos com estruturas de paredes estruturais

Os sistemas de lajes para pisos normalmente se estendem na direo dos maiores vos. Para ossistemas integrais de paredes, as lajes podem ser posicionadas em ambas as direes, mas a soluoideal ter todos os elementos de laje em uma direo paralela.

Os seguintes tipos de elementos de piso so utilizados:

Em residncias, os critrios de projeto so empregar vos pequenos a moderados (4 a 11m), comsobrecarga leve ( 2 kN/m2), com sistemas de lajes com as faces inferiores planas e lisas, comelementos j acabados ou com revestimento, e resistncia ao fogo de aproximadamente 60 min. Juntaslongitudinais aparentes no so muito aceitas. Contudo, h tcnicas de preenchimento das juntas, ondese consegue uma superfcie final lisa. Outros critrios para a escolha dos tipos de sistemas para pisosso as sries de casas no mesmo contrato, o qual pode variar entre 1 at mais de 100 casas, oequipamento de montagem disponvel, a presena de grandes aberturas nos pisos, tradio construtiva,etc.

A soluo mais simples para pisos utilizar as lajes com vigotas pr-moldadas. Os elementos so leves efceis de serem montados, a superfcie inferior da laje spera e necessita de reboco. O escoramentodurante a execuo depende do tipo da vigota. Qualquer layout para o pavimento pode ser conseguido,onde a modulao no sempre necessria, mas desejvel. Esse tipo de piso bastante empregado noBrasil e em outros pases onde o custo da mo-de-obra baixo na construo civil.

Pequenos elementos de lajes alveolares em concreto armado ou protendido so provavelmente ossistemas de piso mais utilizados para residncias na Europa. Essa soluo mais industrializada que as

lajes com vigota e pode ser montada com equipamentos leves, sendo freqentemente utilizado umcaminho com guindaste com brao mecnico. O layout do pavimento deve ser, preferencialmente,retangular e tambm h a necessidade de reboco. No so necessrios escoramentos intermediriosdurante a construo.

As placas grandes para pisos em concreto armado s so empregadas para importantes sries de casasporque necessrio o uso de equipamentos de suspenso de maior capacidade. As placas precisam deapoio temporrio para o preenchimento no local de uma camada de concreto. a superfcie inferior da laje lisa, e o layout do pavimento no precisa ser totalmente retangular. Aberturas para tubulaes,escadas, etc. podem ser planejados em qualquer local.

Os elementos do laje alveolar protendida de 1.20 m de largura so apenas empregados para casas empases industrializados, com uma grande tradio em pr-fabricados. As vantagens esto na montagem

seca e rpida, mas tambm na capacidade de vencer maiores vos. Nos pases do Norte Europeu, a


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presena da juntas longitudinais na superfcie inferior da laje no significa problema algum. A superfcie sempre acabada com uma pintura granular (texturizada).

Em edifcios de apartamentos o volume do empreendimento geralmente grande o suficiente parainstalar uma grua (guindaste alto), e a tipo de piso escolhido ser normalmente maior e mais pesado doque no caso de residncias. O nvel da carga moderado. Alm disso, a esbeltez do piso, o tipo da

superfcie inferior do elemento de laje e a rapidez da montagem so fatores com um papel importante naescolha do sistema de piso. No caso de edifcios de apartamentos, os sistemas mais apropriados sero aslajes alveolares protendidas e as estruturas mistas para pisos com painis de concreto.

2.3.2 Edifcios para Escritrios

Normalmente, os modernos edifcios para escritrios requerem alto grau de flexibilidade eadaptabilidade, onde o espao interior deve ser livre. Geralmente, os edifcios de escritrio soconcebidos como sistemas de estruturas com ncleos de contraventamento. As fachadas podem serexecutadas em qualquer material. As fachadas pr-fabricadas em concreto arquitetnico podem ou noser portadores de carga. No caso das paredes estruturais, a soluo mais clssica o uso de painissanduche na fachada, enquanto no caso das paredes s para fechamento, emprega-se mais os painis

macios de concreto.

Figura 2.8 exemplo de um edifcio para escritrios com estrutura em esqueleto e com fachadas em concreto arquitetnico.

A tendncia atual para edifcios de escritrios criar grandes espaos internos com os vos dos pisos deat 18 a 20 m. Quando a largura total do edifcio se encontra dentro dessas dimenses, a soluo maisapropriada utilizar paredes estruturais nas fachadas, onde os elementos de piso esto apoiados

diretamente nos elementos de fachada. Para pavimentos muito largos, o mesmo sistema completadopor uma ou mais linhas de vigas e pilares internos. Os ncleos de contraventamento so executados compainis pr-moldados.

As lajes alveolares protendidas compe o sistema para piso mais apropriado para edifcios de escritrio,devido sua grande capacidade de alcanar grandes vos e por permitir pisos com menores espessurasnos pavimentos. uma prtica comum empregar um elemento de laje alveolar com 400 mm deespessura para um vo de 17 m para uma sobrecarga de 5 kN/m2. Elementos de laje com 500 mm deespessura permitem vos de 21 m para a mesma sobrecarga, mas esse tipo de elemento ainda no estdisponvel no mercado em qualquer lugar. A reduo da altura da construo na verdade umparmetro muito importante para edifcios de escritrios, especialmente em reas urbanas.

Para vos menores, com at 6 m, sistemas mistos com elementos de placa tambm so empregados.

Todavia, eles precisam de escoramento durante a fase da construo.


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Figura 2.9 edifcio de escritrio com grandes vos.

2.3.3. Hotis e hospit ais

As edificaes para hotis e hospitais possuem, geralmente, grandes dimenses em planta, podendo tervrios pavimentos. Por esta razo, permite-se a utilizao de sistemas mais industrializados comosistemas estruturais com traves planas e sistemas estruturais em paredes portantes. Os vos para ospisos so grandes e a sobrecarga da ordem de 5 kN/m 2. Neste caso, indicado o uso de laje alveolarou elementos de laje com nervuras. Os sistemas de fechamento para as fachadas so anlogos aosutilizados nos edifcios para escritrios.

2.3.4. Prdios escolares

As construes escolares so caracterizadas com larguras para vos que variam de moderada paragrande, que variam entre 8/12 m para escolas para mais de 24 m para auditrios em universidades,onde a sobrecarga de 3 a 4 kN/m2. As construes escolares so executadas tanto com estrutura emesqueleto quanto em sistemas em parede estrutural. As universidades so geralmente construdas comestrutura em esqueleto. As fachadas so caracterizadas por suas grandes aberturas para janelas, semque os painis podem ser ou no ser estruturais.

Nos sistemas para pisos so empregados elementos em concreto protendido, como as lajes alveolares eos painis em duplo T. Esse ltimos so indicados para vos maiores. Os pisos para auditrios emuniversidades podem ser projetados com degraus (tipo arquibancada). Para apoio deste tipo de piso,existem solues apropriadas em concreto pr-moldado, como por exemplo as vigas inclinadas comdegraus na parte superior (tambm conhecida como viga-jacar).

2.3.5. Edifcios industr iais e armazns (galpes de uso ml t iplo)

Normalmente, as construes industriais requerem vos maiores e solues simples para coberturas efachadas. As construes so normalmente projetadas com sistemas com traves aporticadas, onde aestabilidade conseguida pelo engastamento dos pilares nas fundaes. Pisos intermedirios(mezaninos) podem aparecer em toda a construo ou em partes da mesma. Neste caso, os vos variamentre 8/12 m e 15 m ou mais, onde a sobrecarga varia entre 5 kN/m2 at 1.5/2 kN/m2. Para acombinao para os maiores vos e sobrecargas, os elementos de painis nervurados protendidos em

dublo T so a nica soluo. Para outros casos, tambm utiliza-se elementos de laje alveolar protendida.


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Os sistemas para cobertura podem ser em concreto, concreto celular ou materiais leves como telhascorrugadas de cimento com fibras ou metlicas. A escolha para o tipo de cobertura dependebasicamente das condies climticas. Em regies frias, predominam os painis nervurados de concreto,principalmente devido sobrecarga de neve, mas tambm por requisitos de durabilidade. Por outro lado,em pases quentes a cobertura de concreto mais interessante do que a metlica devido suacapacidade trmica.

Figura 2.10 exemplo de construo industrial com traves aporticadas

Uma soluo alternativa para o sistema de trave aporticada consiste em empregar um elemento de lajenervurada em duplo T com mesa em duplo caimento para telhado duas guas, sendo que este elementoapoiado diretamente em painis estruturais na fachada (Figura 2.11). Essa soluo oferece grandesespaos internos abertos, com vos de at 32 m, com comprimento modulado em 2,4 m. O p direitopode alcanar at 8 m. Os pisos intermedirios podem ser utilizados em partes ou em toda a planta daconstruo. Os painis nervurados protendidos em duplo T so caracterizados por sua leveza e porvencerem grandes vos.

Figura 2.11 grande espao aberto com paredes portantes e cobertura de laje com elemento em duplo caimento.

2.3.6. Edifcios comerciais

Em geral, as construes comerciais tambm requerem grandes reas livres de pilares. Este tipo deconstruo emprega, normalmente, os sistemas estruturais aporticados.


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2.3.7. Estacionament os

Em edificaes para estacionamentos, os requisitos de projeto so grandes vos abertos com poucospilares internos, reduo da altura da construo total, esttica, etc. Este tipo de construo empregageralmente sistemas de estrutura em esqueleto. Existem solues alternativas, como no caso doestacionamento dividido em nveis, com rampas retas entre os pisos intermedirios, que constituem a

rea de estacionamento (Figura 2.12).A estabi lidade global assegurada pela ao em balano dos pilares engastados na base em conjuntocom a ao enrigecedora dos ncleos de contraventamento formado pelas caixas de escada eelevadores. Os vos para os sistemas de pisos variam entre 12 a 16 m, onde so utilizadas lajesalveolares e painis em duplo T. As fachadas podem ser de qualquer material, como por exemplo comelementos pr-moldados formando arcos arquitetnicos.

Figura 2.12 estacionamento dividido em nveis

2.3.8. Complexos esportivos

Existem diferentes tipologias para complexos esportivos, cada uma com suas prprias exigncias deprojeto. As seguintes solues em concreto pr-moldado so empregadas em complexos esportivos:

Sagues grandes so projetados com estruturas com traves aporticadas. A largura mxima destastraves de aproximadamente 40 m.

Arenas e arquibancadas so normalmente compostas por sistemas em esqueleto combinadas comparedes estruturais. Os sistemas de pisos so compostos por elementos protendidos de laje alveolarou em duplo T.

As coberturas em balano para arquibancadas podem ser compostos por vigas protendidas, fixadas notopo dos pilares por meio de chumbadores especiais parafusados (chumbadores rosqueados protendidostipo Dywidag ou similares). As vigas para as arquibancadas possuem dentes sobre o seu topo paraapoiar os elementos de piso. Os elementos de piso so geralmente projetados em elementos da lajealveolar com espessura reduzida.

H exemplos para pista de esqui no gelo, em que a laje da fundao da pista feita com elementos delaje alveolar na fundao das vigas.


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Figura 2.13 estrutura para arquibancada em concreto pr-moldado


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Capt ulo 3 - Estabi lidade Est ru t ural

3.1. I ntr oduo

No captulo 2 foi destacada a importncia de uma filosofia apropriada para o projeto das estruturas pr-moldadas, as quais possuem um comportamento diferente das estruturas moldadas no local, devidoprincipalmente presena das ligaes, modificando o conceito da estabilidade da estrutura.As estruturas de concreto moldadas no local se comportam como prticos tridimensionais. Acontinuidade dos deslocamentos e o equilbrio de momentos, foras cortante e normal, so conseguidaspela continuidade das armaduras atravs das juntas e ligaes, onde estas possuem a mesma resistnciados elementos estruturais. Entretanto, no caso das estruturas em concreto pr-moldado, o conceito deprticos tridimensionais no aplicado, pois difcil conseguir ligaes resistentes flexo com rigidezsuficiente para promover um comportamento de prtico. Neste caso, a estabilidade das estruturas pr-moldadas deve ser garantida por meio de sistemas apropriados de contraventamento, de fcil execuono canteiro: engastamento dos pilares nas fundaes, rigidez horizontal das paredes de cisalhamento,diagonais de contraventamento, ao de prticos planos, efeitos de diafragmas das lajes de piso e decobertura, e combinaes dos sistemas anteriores.Os seguintes conceitos para estabilidade estrutural so principalmente usados em:

estruturas no contraventadas (ou estruturas deslocveis), onde a estabilidade fornecida pelaao dos pilares engastados na base na estrutura em esqueleto, com possvel combinao comdiagonais de contraventamento ou com a utilizao de prticos 2-D;

estruturas contraventadas, onde a resistncia contra aes horizontais conseguida pela aode paredes transversais de cisalhamento (contraventamento), por caixas de elevadores encleos centrais. Outros elementos da estrutura pr-moldada so estabilizados (contraventados)na direo horizontal pelos componentes de estabilizao (como pelo efeito de diafragma daslajes de piso). O conceito total para estabilidade horizontal assegura que as aes horizontaisatuantes em qualquer ponto da estrutura seja transferida para os componentes de estabilizao

e, depois para as fundaes.Os pilares, que so engastados nas fundaes por meio de ligaes resistentes flexo, iro atuar comouma haste em balano quando submetida s aes horizontais. A ao de haste em balano dos pilaresengastados na base pode ser utilizada para estabilizao de estruturas pr-moldadas de baixa altura. Umefeito de estabilizao semelhante sobre a estrutura pode ser conseguido em caixas de escadas e emncleos estruturais formados por painis.Quando a estrutura se comporta como um prtico, a estabilidade ento obtida pela continuidade daflexo e do cisalhamento entre os pilares e vigas. Este sistema normalmente empregado em estruturascom prticos bidirecionais, para fornecer rigidez complementar para uma estrutura esbelta nocontraventada ou em esqueleto, ou no caso de aes horizontais intensas, como por exemplo em zonasssmicas.No caso de panos de paredes estruturais, fcil de se conseguir o modo de flexo no plano destas

paredes, bem como a mobilizao aos esforos de cisalhamento nas juntas entre painis e na base daparede, promovendo uma alta rigidez no plano da parede, sendo isto conhecido como ao da paredede cisalhamento (ou paredes de enrigecimento ou paredes de contraventamento).Para transferir as aes horizontais sobre fachadas para componentes de contraventamento verticais,utiliza-se a rigidez no plano horizontal das lajes de piso e de cobertura. Essa ao conhecida comoao diafragma. Estes diafragmas deveriam ser considerados como partes essenciais do sistema decontraventamento. Pela ao de diafragma, a fora horizontal ser distribuda entre os componentes decontraventamento verticais.Quando um componente de contraventamento, como uma parede, um prtico plano ou uma laje depiso, composto de muitos elementos pr-moldados, a interao entre os elementos deve serassegurada por meio de um projeto apropriado das ligaes entre estes elementos. O conceito doscomponentes de contraventamento ser apresentado com maiores detalhes nas sesses seguintes.


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3.2. Estru turas Pr-Moldadas no Cont ravent adas (Estrut uras de Ns Mveis)

3.2.1. Pilares agindo como vigas em balano

Os pilares e painis de paredes pr-moldados podem ser engastados nas fundaes. Isso facilmente

conseguido em solos resistentes ou com a utilizao de estacas de fundao. As solues bsicas para seconseguir ligaes resistentes flexo entre as bases dos pilares e as fundaes so apresentadas nafigura 3.1. No caso de clices de fundao, a solidarizao entre o pilar e a fundao conseguida pormeio de preenchimento com graute ou concreto nos vazios entre o pilar e as faces internas do clice. Emuma outra soluo, armaduras longitudinais so deixadas como esperas da fundao para seremencaixadas em nichos (ou bainhas) no do pilar, os quais sero posteriormente preenchidos com graute.No caso de ligaes pilar-fundao parafusadas, so utilizadas chapas de base ou cantoneiras, as quaisso soldadas armadura longitudinal do pilar, anterior pr-moldagem, as quais sero parafusadas noschumbadores deixados nas bases das fundaes.

Ligao em clice Ligao com chumbadores grauteados Ligao Parafusada

Figura 3.1. ligaes engastadas entre as pilares pr-moldados e fundaes

A ligao viga-pilar geralmente executada com chumbadores verticais e almofada de elastmeroagindo como uma rtula. A figura 3.2 mostra a deformada aproximada de uma estrutura com trspavimentos com pilares contnuos engastados na base e ligaes viga-pilar articuladas. Na realidade,ligaes viga-pilar com chumbadores no so completamente rotuladas, mas semi-rgidas, por causa dacapacidade de rotao limitada no estado limite ltimo. Contudo, os mtodos de clculo para estruturaspr-moldadas no regime ps elstico ainda no so inteiramente compreendidos para seremconsiderados nos projetos estrutura.

Figura 3.2 configurao deformada da estrutura no contraventada.


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3.2.2. Efeit o de prt ico

Quando o engastamento dos pilares nas fundaes no fornecem a rigidez necessria para a estrutura,como por exemplo no caso de estruturas esbeltas em esqueleto ou em traves planas, ou para efeitoshorizontais excessivos em terremotos, a rigidez horizontal adicional pode ser obtida por meio de ligaes

viga-pilar rgidas. Essas ligaes no precisam ser posicionadas sistematicamente em todas asintersees vigapilar, mas devem ser colocadas em locais adequadamente escolhidos. Outra soluoseria utilizar diagonais metlicas de contraventamento em um nmero limitado de aberturas na fachadada estrutura. Maiores detalhes sobre possveis solues sero fornecidas no captulo 5.

Figura 3.3 Configurao deformada de uma estrutura com ligaes rgidas.

3.3. Estru turas Pr-Moldadas Cont raventadas

Em construes com mais de trs pavimentos, os deslocamentos horizontais podem ser excessivos,sendo necessrio empregar sistemas adicionais de contraventamento. Assim, paredes decontraventamento, ncleos centrais ou outras formas de enrigecimento so empregados. A prtica usual conferir a funo de estabilidade para os poos de elefadores, caixas de escada ou paredes internas

de cisalhamento, e interligar o resto da estrutura atravs da ao de diafragma das lajes de piso ecobertura. Neste caso, a estrutura pode ser classificada como contraventada (com ns fixos) (fig. 3.4), eas fundaes podem ser articuladas. Os elementos de contraventamento so to robustos que a rigidezdos elementos do prtico e as ligaes no so importantes. Assim, os momentos fletores devidos aosdeslocamentos so pequenos e os pilares podem apenas fletir entre os pavimentos, como barras bi-rotuladas.

Figura 3.4 Deformada principal da estrutura contraventada

Fuly rigid frame connection

Moment resisting base


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3.3.1 Ao de parede de cisalhamento ( contravent amento)

As paredes de concreto so muito rgidas no seu plano. Por esta razo, elas so muito empregadas tantopara estruturas pr-moldadas como para estruturas de concreto moldadas no local, para enrigecer aestrutura contra as aes horizontais.

Paredes de contraventamento para edifcios com mltiplos pavimentos so formadas por painis que soconectados de forma que a parede toda atue como uma nica viga rgida em balano. A interao entreos painis assegurada pelas ligaes e sistemas de tirantes que transferem as foras de cisalhamento,de trao e de compresso. Se necessrio, armaduras longitudinais de trao so utilizadas para fixar asunidades de parede junto a fundao e para fornecer continuidade entre sucessivas unidades de painisaltos, se no existe suficiente carregamento vertical para estabilizar estes elementos de painis.

Figura 3.5 Ao nos planos das paredes pr-moldadas

3.3.2 Ncleos cent rais e Poos de Elevadores

Os ncleos centrais freqentemente promovem a estabilidade lateral para estruturas com mltiplospavimentos, podendo ser combinados com as paredes de cisalhamento. Os ncleos centrais podem sermoldados no local ou pr-moldados. A soluo pr-moldada mais comum compor o ncleo com quatroou mais elementos da painis (fig. 3.6) conectados entre si por meio de juntas verticais capazes deresistir as foras de cisalhamento.

Figura 3.6 exemplo de ncleo central pr-moldado


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3.4 Ao de diafr agma das laj es de piso

Nas construes pr-moldadas, as foras horizontais de vento ou decorrentes de outras aes sogeralmente transmitidas para os elementos de contraventamento por meio do efeito de diafragma daslajes de piso e de cobertura. Por definio, diafragmas so estruturas horizontais planas, onde uma das

funes principais transferir as foras horizontais atuantes em diferentes pontos da estrutura para oselementos de contraventamento vertical.

Os sistemas pr-moldados para lajes de pisos ou cobertura so projetados para funcionar como umaviga parede horizontal. O ncleo central e as paredes de contraventamento ou outros componentes deestabilizao atuam como apoios para uma analogia de viga parede com as aes laterais sendotransmitidas para estes apoios (fig. 3.7). Para resistir a essas foras, a ao de diafragma para o sistemade laje de piso conseguida atravs de ligaes adequadas entre os elementos de laje, ou com o auxliode uma armadura de tirante perimetral com preenchimento de concreto no local.

Figura 3.7 Princpio da ao de diafragma nos pisos pr-moldados

O modelo para uma viga parede geralmente composto por uma estrutura com bielas em arco e tirante(fig. 3.8). O brao da alavanca interno utilizado para o calculo da fora de trao no tirante deve serconsiderado com base nas normas de concreto para vigas parede.

Figura 3.8 Sistema de contraventamento no plano horizontal

As foras de trao, de compresso e de cisalhamento atuantes no diafragma podem ser calculadas emconformidade com os mtodos clssicos. As foras de trao so resistidas pelas armaduras de tirante nopermetro das lajes dos pisos. As juntas longitudinais entre os elementos de laje so importantes paratransferir as foras de cisalhamento, as quais podem ser transferidas por meio do efeito de atrito entreos painis, pelo efeito de agregado de travamento e por meio do efeito de pinos embutidos no concreto.Para resistir a essas foras, necessrio que os elementos de laje estejam interligados entre si, de modoque as foras de cisalhamento possam ser transferidas atravs das juntas, mesmo quando elas esto

Armadura de

contorno

Elementos de laje


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fissuradas (efeito de intertravamento). As sees mais crticas so as juntas entre o piso e as paredes decisalhamento, pois as foras de cisalhamento atingem o seu mximo.

Figura 3.9 distribuio das foras no diafragma do piso

Os pisos formados por elementos de lajes alveolares so apropriados para atuarem como diafragma, porcausa da seo transversal nas suas bordas e pelo grauteamento das juntas longitudinais entre oselementos adjacentes. aconselhvel limitar o valor de clculo no ELU para a tenso mdia decisalhamento horizontal nas juntas longitudinais entre as unidades das lajes alveolares para 0.1 N/mm2.A tenso de cisalhamento, calculada na altura efetiva da junta raramente crtica, de modo que as lajesalveolares de piso normalmente fornecem efeitos de diafragma suficientes sem a ltima capa depreenchimento de concreto, mas as unidades devem ser restringidas aos movimentos relativos.Informaes complementares sobre este assunto so fornecidas no Captulo 6.

Nas lajes pr-moldadas em sees com duplo T sem a capa de concreto moldada no local, ocisalhamento transmitido entre os elementos por meio de barras soldadas em chapas inseridas eancoradas nas mesas dos elementos de laje.

Os elementos de piso com capa de concreto estrutural so geralmente projetados considerando que oselementos de laje pr-moldados so responsveis por resistir s foras de compresso e por previr aflambagem da capa de concreto que relativamente fina. Neste caso, considera-se que o cisalhamentoatravs das juntas seja transferido totalmente por meio da capa de concreto.

Para produzir continuidade, a armadura colocada na capa de concreto deve ser estendida para dentrodas paredes de cisalhamento (contraventamento). No provvel que a resistncia ao cisalhamento dacapa de concreto seja o fator que governe o projeto estrutural. Todavia, preciso cuidado no projetodas lajes de piso, particularmente onde existem aberturas adjacentes para as paredes de cisalhamentoexternas, ou para outros elementos que fornecem estabilidade.

3.5 Arranj os para o sistem a de estabi lizao

Nas estruturas pr-moldadas, os componentes de estabilizao esto combinados e conectados paraformar um sistema de estabilizao global. Os arranjos do sistema de estabilizao variam em funo dotipo de edificao e do sistema estrutural.

Efeito de viga em balano dos pilares engastados na base pode ser utilizado para estabilizar edificaesde baixa altura com sistema em esqueleto com cerca de trs pavimentos. Os pilares so normalmentecontnuos para a altura completa da estrutura. As foras horizontais paralelas s vigas podem serdistribudas pelas vigas de modo que os pilares no mesmo plano da estrutura interajam na flexo (H1 nafigura 3.10). Foras horizontais na direo transversal (H2 na figura 3.10), so resistidas primeiramentepelos pilares extremos. Todavia, por razes econmicas, aconselhvel fazer com que os pilaresinternos participem. Isso pode ser feito em duas maneiras, atravs do efeito do diafragma na coberturaou dos pisos intermedirios, ou com a ajuda de diagonais de contraventamento.


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Figura 3.10 Para estabilidade horizontal, a interao entre os pilares pode ser conseguida pelo efeito de diafragma dos elementosde cobertura.

O efeito do diafragma nas lajes de cobertura conseguido apenas com elementos de cobertura deconcreto ou de concreto celular. As ligaes entre os elementos e os sistemas de tirantes so projetadospara resistirem a todas as foras no plano da cobertura (figura 3.11). Dessa maneira, a fora horizontaltotal atuando na edificao distribudo sob todos os pilares de acordo com a sua rigidez.

Figura 3.11 exemplo de um diafragma de cobertura com lajes de concreto ou elementos de concreto celular. A armadura de tirantenas juntas interligada com as barras projetadas (barras de espera) das vigas de cobertura.

Para as estruturas leves de cobertura onde o efeito do diafragma no pode ser conseguido pela prpriaestrutura do cobertura, a distribuio das foras horizontais nas arestas das paredes, acima dos pilaresexternos e internos, pode ser assegurada por diagonais de contraventamento entre as vigas das

aberturas externas, com ajuda barras e cantoneiras metlicas (fig. 3.12).


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Figura 3.12 Diagonais de ao para contraventamento da cobertura ou de estruturas da fachada.

Os sistemas de contraventamento so a soluo mais eficaz para estruturas de esqueleto em edifcioscom mltiplos pavimentos, devido ao fato de que as caixas de escada e de elevadores j estarempresentes por razes funcionais, de modo que os custos adicionais com elementos de estabilizao sodesprezveis. A concentrao de todos as aes horizontais em apenas alguns componentes selecionadospermite o uso de pilares de menor seo e ligaes mais simples. Neste caso, os detalhes das ligaes, oprojeto e a construo das fundaes so bastante simplificados. As paredes de cisalhamento deconcreto pr-moldado possuem um custo reduzido, rigidez e resistncia elevadas, so fceis de seremmontadas e podem ser integradas com o sistemas vigacoluna quer como paredes embutidas ou comoparedes em balano ou formando ncleos de contraventamento. Paredes de alvenaria de preenchimentoe diagonais metlicas de contraventamento tambm podem ser empregadas.

As paredes de cisalhamento (contraventamento) tambm so freqentemente empregadas paracomplementar a ao enrigecedora dos ncleos de contraventamento, por exemplo em ambas asextremidades de construes pr-moldadas com plantas longas e estreitas com ncleos centrais, ouonde os ncleos so colocados numa posio excntrica (figura 3.13).

Figura 3.13 As paredes de contraventamento so necessrias para equilibrar a toro induzida pela posio excntrica do ncleo .

Paredes de Contraventamento

Diafragmas (lajes)

ncleo


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Quando as paredes possuem grandes aberturas, por exemplo para portas, necessrio checar se a parteda parede acima da abertura da porta pode contribuir. Se isto no acontecer, apenas a parte da paredeque est sem abertura deve ser considerada.

interessante, tanto por razes econmicas quanto estruturais, conseguir a maior regularidade possvel

no layout da estrutura, horizontalmente e verticalmente.As distribuies das aes horizontais entre as paredes e/ ou dos ncleos de contraventamentodependem de um nmero de fatores:

- rigidez dos componentes de estabilizao;

- deslocamentos horizontais no plano dos componentes de estabilizao. Como as flechas porflexo nas paredes em balano, as flechas por cisalhamento nas paredes de embutimentointernas e os deslocamentos dos ns das diagonais de contraventamento;

- posio dos componentes de estabilizao. Idealmente, a estrutura deveria ser equilibradapelo posicionamento dos componentes de estabilizao de acordo com a sua rigidez paraevitar os efeitos de toro na estrutura;

- juntas de expanso nas lajes em diafragma. As juntas de expanso so geralmente providascom intervalos de aproximadamente 80 m entre os diafragmas do sistema de piso, se aestrutura for retangular no plano, ou de aproximadamente 60 m de intervalo se o plano nofor retangular, dependendo das condies climticas, tipo de estrutura, tipo de fundao etc.

Finalmente, com relao ao posicionamento dos elementos de estabilizao, devidas consideraesdevem ser feitas com relao s mudanas dimensionais. necessrio tomar cuidado para que asdeformaes ocorram sem (ou quase sem) o surgimento de grandes fissuras.

3.6 I ntegr idade estrut ural

O propsito essencial do projeto de estruturas pr-moldadas conceber uma estrutura onde os

componentes pr-moldados individuais estejam logicamente ligados entre si. Alguns elementos ou partesda estrutura possuem apenas uma funo de suporte de carga ou uma funo de separao, outrostambm desempenham funes de estabilidade horizontal.

A ligao lgica entre todas essas partes do sistema estrutural obtida por meio de um conjunto deligaes adequadas. No projeto destes desses detalhes, no se deveria apenas considerar transfernciade foras entre os elementos locais, mas tambm a necessidade de continuidade atravs das ligaes ea ductilidade das ligaes, para conseguir integridade estrutural global.

Isso pode ser obtido por meio de uma rede tridimensional de tirantes (fig. 3.14). Os tirantes soelementos tracionados que consistem em armaduras contnuas ou por barras rosqueadas, posicionadasdentro de faixas com concreto de preenchimento, bainhas ou juntas entre os elementos pr-moldados,nas direes longitudinal, transversal e vertical. A funo destes tirantes no apenas transferir as

foras normais entre os elementos, originadas das foras de vento ou outras aes, mas tambm darresistncia adicional e segurana para que a estrutura resista, a uma certa extenso, aesexcepcionais: como recalques, exploses de gs, colises de veculos ou aeronaves, tornados, bombas,etc.

As estruturas pr-moldadas so mais suscetveis aos efeitos das aes excepcionais do que outrasformas tradicionais de construo por causa da presena de juntas e ligaes entre os elementosestruturais. Contudo, experincias mostram que, perfeitamente possvel enfrentar estas dificuldadespor meio de um sistema de tirantes efetivo amarrando os vrios componentes da estrutura.

As consideraes seguintes so recomendadas pelo cdigo Europeu 2 para ligaes por tirantes (valoresdo clculo no ELU):

- Tirantes perifricos : Ftie = l.10 kN/m, mas no menos que 70 kN, onde l o comprimento

do vo do piso.


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- tirantes internos : Ftie = (l1+ l2).20 kN/m, mas no menos que 70 kN onde l1, l2 so oscomprimentos do vo (em m) das lajes de pisos nos dois lados da viga.

- Tirantes para ligaes verticais: o Eurocode 2 no fornece nenhuma especificao para asligaes verticais. Os seguintes requerimentos seguem a norma inglesa BS-8110: cada pilare cada parede suportando cargas verticais devem ser ligadas continuamente desde a

fundao at a cobertura. O tirante de continuidade deve ser capaz de resistir as foras detrao relativo mxima combinao de projeto para o peso prprio e sobrecargas recebidaspelos pilares ou paredes de todos os pavimentos e cobertura.

Correntemente no meio profissional, com relao considerao das aes excepcionais, permite-sepossa ocorrer a falha de elementos estruturais individuais, ou colapso de uma parte restrita da estrutura,devido a uma ao excepcional, embora o colapso progressivo de uma parte significante da estruturacomo um resultado da falha local considerada como inaceitvel.

1. tirantes centrais para pisos; 2. tirantes de extremidade para pisos; 3. tirantes nas arestas frontais; 4.tirantes entre elementos de piso e de parede; 5. tirantes de continuidade para vigas internas; 6. tirantesperifricos; 7. tirantes perifricos; 8. tirantes perifricos em pilares de canto; 9. tirantes para continuidadeentre pilares e vigas; 10. tirantes para continuidade vertical entre elementos de pilares; 11. tirantes paracontinuidade vertical entre elementos de parede.

Figura 3.14 tipos de tirantes (armadura de continuidade) em estruturas do esqueleto


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Capt ulo 4 - Ligaes ent re Elementos Pr -Moldados

4.1 Introduo

O assunto de ligaes constitui-se em um dos tpicos mais importantes com relao s estruturas pr-moldadas. O papel das ligaes fazer uma interligao racional entre os elementos pr-moldados paracompor um sistema estrutural capaz de resistir a todas as foras atuantes, incluindo aes indiretasprovenientes da retrao, fluncia, movimentos trmicos, fogo, etc. Para desenvolver adequadamente oprojeto estrutural, os projetistas devem conhecer o fluxo de foras ao longo da estrutura quandosubmetida aes verticais e horizontais, bem como compreender como as ligaes interagem com oselementos dentro do sistema estrutural como um todo.

As ligaes em estruturas pr-moldadas devem atender a diferentes critrios de projeto e de desempenho.A sua funo principal das ligaes a transferncia das foras entre as interfaces dos elementos pr-moldados, de forma que os elementos pr-moldados interajam entre si como um nico sistema estrutural.Tal interao pode ter diferentes propsitos:

Conectar elementos estrutura de apoio;

Garantir o comportamento global pretendido para os subsistemas pr-moldados, como a ao dediafragma nos subsistemas de pisos, ao de contraventamento em paredes compostas por elementosde painis, etc.

Transferir foras do seu ponto de aplicao para um subsistema de estabilizao, como um ncleo ouparede de contraventamento.

Outros aspectos relativos funo e aparncia das ligaes podem resultar em requisitos especficospara projeto ou produo, como por exemplo com relao durabilidade ou quanto aos aspectosestticos. O detalhamento das ligaes tambm deveria atender a requisitos de produo, de transportee montagem dos elementos pr-moldados.

O projeto de ligaes no se limita a uma questo de escolher um dispositivo de ligao apropriado, mas

engloba a considerao da ligao como um todo, incluindo as juntas, os materiais para preenchimentode nichos e juntas, detalhamento das superfcies das interfaces e das zonas nas extremidades doselementos pr-moldados, em regies prximas s ligaes. Estas zonas nas extremidades dos elementospromovem a transferncia das foras dos dispositivos de ligao para dentro dos elementos e devem serdetalhadas e armadas considerando as foras internas e as possveis deformaes.

Ligaes tpicas e padronizadas para estruturas pr-moldadas so apresentadas em manuais de projetoou em catlogos de fabricantes. Todavia, o projeto de ligaes estruturais no apenas uma questo deselecionar uma soluo apropriada a partir de uma lista de solues padronizadas.

Neste captulo, so apresentados os princpios bsicos e critrios de projeto, os quais possibilitam aoprojetista o entendimento da filosofia de projeto de ligaes em estruturas pr-moldadas em geral. Noscaptulos 5 ao 8 so fornecidos exemplos prticos de ligaes entre elementos pr-moldados.

4.2 Crit rio Bsico de Projet o

O projeto de ligaes estruturais em construes pr-moldadas deve considerar uma variedade decritrios relacionados com o comportamento estrutural, tolerncias dimensionais, resistncia ao fogo,durabilidade e manuteno, facilidade de manuseio e montagem. Os principais critrios de projeto soapresentados a seguir:

4.2.1 Comportamento Estrutural

Resistncia

Uma ligao deveria ser projetada para resistir s foras para as quais elas sero submetidas durante avida til da estrutura. Algumas destas foras so causadas por aes diretas, como peso prprio e


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sobrecargas, aes de vento, aes ssmicas, aes devidas ao solo e presso da gua. Outras aesindiretas so causadas pela restrio mudanas de volume dos elementos, ou foras adicionais quepodem aparecer devido inclinaes no intencionais em pilares e paredes portantes ou excentricidadesnesses elementos. Em zonas ssmicas, as ligaes devem ser capazes de garantir a integridade dosistema estrutural.

No projeto de ligaes tambm deve ser considerada a possibilidade de ocorrncia de aes excepcionais(acidentais), como exploses, colises etc. Foras adicionais podem surgir nas ligaes em decorrncia doefeito dessas aes. Todavia, nos casos onde as aes excepcionais causam danos severos na estruturahaver a necessidade no projeto em se prever a redistribuio das foras e a formao de sistemasalternativos para apoio das cargas, de forma a isolar a parte danificada da estrutura. As ligaes, comopartes essenciais do sistema estrutural, deveriam facilitar tais transformaes. Dentro do projeto para taissituaes, no se est interessado apenas na capacidade de transferncia das foras, mas tambm nasqualidades da ligao como deformabilidade e ductilidade ou at mesmo no conhecimento dorelacionamento fora-deslocamento das ligaes.

I nfluncia Decorrent e de Mudanas de Volume

O efeito combinado da deformao por encurtamento devido a fluncia, retrao e reduo detemperatura pode causar tenses de trao nos elementos de concreto pr-moldado e nas ligaes.Existem duas filosofias de projeto que podem ser adotadas, ou se permitindo que os deslocamentosrelativos ocorram nas ligaes, ou fornecendo s ligaes a restrio necessria para evitar osdeslocamentos relativos. Neste ltimo caso, as ligaes devem ser projetadas para absorver forasconsiderveis de restrio. Na prtica, o que ocorre adotar situaes intermedirias, onde as ligaesapresentam deformabilidade na direo do eixo dos elementos de viga. Se algum deslocamento relativo possvel, por exemplo devido s deformaes elsticas de elementos estruturais ou das ligaes, astenses de restrio sero aliviadas. A liberdade parcial aos movimentos tero o mesmo efeito. Nestecontexto, no apenas a capacidade de transferncia de fora da ligao que interessante para serconsiderada no projeto, mas tambm a relao fora-deslocamento e a deformabilidade da ligao.

Movimentos

Ligaes no devem absorver necessariamente todos os movimentos na estrutura. Os movimentosnecessrios sero, na maior parte dos casos, devidos deformaes nas vigas e lajes devido aocarregamento e/ou foras de protenso. Geralmente, este problema aumenta quando um painel defachada conectado a uma viga ou laje em algum lugar ao longo do vo, distante do apoio. Se o detalhepara a ligao no permite o movimento vertical da viga ou da laje, isto pode causar dano na prprialigao, bem como nos elementos. Mesmo que no ocorra o dano, podero surgir foras nos elementosque no foram intencionadas no projeto, ocasionando deformaes indesejadas. A soluo para isto prever algum tipo de detalhamento na ligao que permita algum deslizamento na direo daquelemovimento ou fazer com que a ligao funcione como uma rtula.

Ductilidade

sempre aconselhvel projetar e detalhar as ligaes de modo a evitar rupturas frgeis no caso da ligaoser submetida com foras acima daquelas que foram previstas no projeto, sendo desejvel umcomportamento dctil para as mesmas. A ductilidade a capacidade de uma ligao sofrer deformaesplsticas sem ocorrer uma reduo significativa na sua capacidade de transmitir esforos. A ductilidade geralmente quantificada por um fator de ductilidade, o qual relaciona a deformao ltima com adeformao ao final do limite elstico (incio do escoamento).

A ductilidade no deve ser confundida com a deformabilidade da ligao e tambm no deve estarassociada apenas com a flexo. No caso de carregamentos excessivos, uma ligao dctil ir atingir oescoamento e comear a se deformar de forma plstico. O deslocamento plstico gerar o alvio necessrioda fora de restrio e um novo estado de equilbrio ser formado. Neste caso, mesmo para grandesdeslocamentos uma certa capacidade de transferncia das foras ainda permanece, evitando assim a


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Autor:

concreto - mpf

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