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Tomás Mesquita Freire PRODUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO, MOLDADAS IN LOCO, PARA EDIFICAÇÕES: CARACTERIZAÇÃO DAS PRINCIPAIS TECNOLOGIAS E FORMAS DE GESTÃO ADOTADAS EM SÃO PAULO CAPÍTULO 3 – A PRODUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO: PARTE RELATIVA À CONCRETAGEM São Paulo 2001 Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Engenharia ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL Área de Concentração: Engenharia de Construção Civil e Urbana Tomás Mesquita Freire PRODUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO, MOLDADAS IN LOCO, PARA EDIFICAÇÕES: CARACTERIZAÇÃO DAS PRINCIPAIS TECNOLOGIAS E FORMAS DE GESTÃO ADOTADAS EM SÃO PAULO Orientador: Prof. Dr. Ubiraci Espinelli Lemes de Souza São Paulo Maio de 2001 Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Engenharia 162 3.4. POSICIONAMENTO DOS EMBUTIDOS NO CONCRETO Os embutidos são elementos que, posicionados dentro do concreto, permitem a integração da superestrutura com outros subsistemas, além de auxiliarem na execução desta. Como esse trabalho tem o objetivo de tratar da execução das estruturas de concreto armado, entendendo os serviços a ela ligados, busca-se abordar as atividades que estão inseridas no conjunto; entretanto, não faz parte do escopo desta pesquisa abordar os outros subsistemas, mas sim mostrar como são embutidos os seus componentes, quais as suas particularidades e influências sobre fôrmas, armação e concretagem, permitindo uma análise da seqüência geral de produção das estruturas. De um modo geral, os embutidos podem ser provenientes de três serviços: instalações elétricas e de comunicação, instalações hidrossanitárias e acessórios para execução da estrutura e fixação de peças e equipamentos. Neste item serão tratados os posicionamentos destes embutidos, utilizando a experiência advinda de várias obras de construção visitadas, de entrevistas com profissionais e da experiência profissional do autor. 3.4.1. Instalações elétricas e de comunicação Esses embutidos têm a função de encaminhar as fiações através dos ambientes, deixando-as escondidas e protegidas, além de permitir seu acesso em pontos pré- determinados. 3.4.1.1. Materiais empregados Os encaminhamentos são constituídos por eletrodutos fabricados em PVC, polietileno, aço galvanizado ou ferro fundido, embutidos principalmente em lajes e vigas. Atualmente, a maioria das obras utiliza os eletrodutos de polietileno, sendo comum verificar-se curvas em aço galvanizado. Os eletrodutos são divididos em três grupos: soldáveis (Figura 3.4.1a e Figura 3.4.1b), rosqueáveis (Figura 3.4.1c) e flexíveis (Figura 3.4.2). Os dois primeiros são rígidos e diferem com relação à forma de conexão entre as peças, sendo fornecidos em varas de 3m de comprimento e bitolas diversas. Por serem rígidos, as curvas são 163 normalmente feitas através da conexão com elementos curvos ou, em alguns casos, pelo aquecimento com maçarico, o que pode danificar o material. Os flexíveis, também em diversos diâmetros, são fornecidos em rolos e possuem a vantagem de não necessitarem de conexões e poderem fazer curvas sem que haja a necessidade do maçarico. As conexões soldáveis utilizam adesivos, enquanto que as rosqueáveis utilizam luvas com roscas. As primeiras são mais comuns pois permitem emendas em qualquer parte do eletroduto, enquanto que no outro caso é necessário abrir nova rosca. Em pontos de luz, tomadas ou interruptores, os eletrodutos são conectados a caixas de passagem ou distribuição, que ficam na face do concreto e permitem a instalação dos acabamentos elétricos ou telefônicos. Essas caixas podem ser retangulares (Figura 3.4.3a) ou octogonais (Figura 3.4.3b), fabricadas em PVC ou ferro, sendo as octogonais as mais encontradas nas instalações em lajes. Nos locais em que o eletroduto, embutido na laje ou viga, vai ser conectado com outro que ficará na vedação vertical, não se utilizam caixas, deixando-se uma ponta, de cerca de 20 cm, do eletroduto para fora, seja para cima ou para baixo da laje. a) b) c) Figura 3.4.1 – Eletrodutos de PVC rígidos: a) conexão soldável tipo “ponto e bolsa”; b) conexão soldável com luva; c) conexão rosqueável. 164 Figura 3.4.2 – Eletrodutos flexíveis a) b) Figura 3.4.3 – Caixas de passagem: a) retangulares 2” x 4” e 4” x 4”; b) octogonal (TIGRE, 2000). 3.4.1.2. Posicionamento dos embutidos Para os elementos relativos às instalações elétricas e telefônicas, a mão-de-obra é formada por eletricistas e ajudantes. Para locar os elementos, utilizam-se os eixos de referência utilizados para as fôrmas, primeiramente posicionando-se as caixas para pontos de iluminação. Para isso, devem ser contemplados, nos projetos de instalações, os eixos referenciais da obra e, a partir deles, locados os elementos. Algumas obras, no entanto, não utilizam os eixos para a locação, e sim a posição das paredes que serão construídas, marcando nas fôrmas as suas posições. Com as paredes marcadas, esticam-se duas linhas diagonais ao ambiente, locando o centro da caixinha. 165 A marcação da posição das caixinhas pode ser feita com pregos, tinta (Figura 3.4.4) ou riscos nas fôrmas, sendo a segunda e a terceira opções bastante utilizadas quando a estrutura é repetitiva, pois torna desnecessário locá-las em todos os pavimentos. Utilizando-se tintas, pode-se adotar cores diferentes para indicar diferentes tipos de embutimentos. Figura 3.4.4 – Marcação, na fôrma da laje, da posição das vedações verticais (faixas). Depois de locadas, as caixinhas são pregadas na laje, sendo que, para evitar a entrada da pasta do concreto, enchem-se as mesmas com pó de serra, papel ou areia. Além de definir as posições das caixas, é necessário locar os pontos onde os eletrodutos irão atravessar as fôrmas, seja no fundo das lajes ou das vigas. O processo de locação é o mesmo adotado para as caixas; no entanto, será necessário furar o molde, para que os eletrodutos possam passar. Esse furo pode ser feito com um trado (Figura 3.4.5) ou com uma “serra-copo” acoplada a uma furadeira, e ficará incorporado à fôrma até que o molde seja substituído. No item 3.1.3 foi citada a importância da manutenção de cada painel do sistema de fôrmas, andar a andar, na mesma posição. Ressalta-se, também, a importância de tal postura, visando a manutenção das locações dos embutimentos. 166 Figura 3.4.5 – Utilização de trado manual para furar a fôrma e passar os eletrodutos. Depois de locar as caixas e fazer os furos, baseando-se nos projetos de instalações, distribuem-se os eletrodutos pela laje, ligando as caixinhas (Figura 3.4.6a), e passando os mesmos pelos furos na fôrma, “espetando-os” para baixo. Os pontos que ficam para cima devem ser posicionados e fixados na posição com o auxílio de um suporte, como um “caranguejo” (Figura 3.4.6b). a) b) Figura 3.4.6 – Instalações elétricas na laje: a) eletrodutos ligados à caixa de passagem; b) utilização de “caranguejo” para fixar os eletrodutos que saem para o lado superior da laje. Os eletrodutos que ficam para fora da laje, na parte superior, devem ter a sua ponta fechada para evitar que o concreto entre e obstrua a tubulação.Para fechar, pode-se, com o auxílio do maçarico, derreter e dobrar a ponta ou utilizar tampões. 167 Além dos eletrodutos com caixas, podem, ainda, ser utilizados elementos para passagem das prumadas, conhecidos como shafts. Essas passagens podem ser feitas posicionando-se caixas de madeira na fôrma, que, depois da concretagem, formarão vazios. Além de caixas de madeira, que podem ser cheias com areia, pó de serra ou papel, utilizam-se blocos maciços de isopor (Figura 3.4.7a) e elementos pré-moldados (Figura 3.4.7b). A locação das passagens dos shafts é semelhante a das caixinhas e furos, podendo tanto obedecer aos eixos quanto às marcações das vedações verticais. Entretanto, é interessante que a parte superior dos elementos utilizados para formá-los tenha a altura exatamente igual à espessura da laje, servindo como referência e ajudando no seu sarrafeamento. a) b) Figura 3.4.7 – Componentes para passagem: a) blocos de isopor; b) caixas pré-moldadas (SOUZA, 1996a). Verifica-se que, independentemente do método adotado, a locação dos pontos, furos e passagens deve ser bastante precisa, de modo a evitar retrabalhos ou quebras para integrá-los às vedações. A Figura 3.4.8 apresenta um exemplo de falha na locação dos eletrodutos, gerando prejuízos e desperdícios à obra. 168 Figura 3.4.8 – Problema na locação dos eletrodutos na laje gerando desvios para adequá-los à alvenaria. 3.4.2. Instalações hidrossanitárias Devido aos problemas de infiltração de água, evita-se, embutir as tubulações de água ou esgoto no concreto. Com isso, o que fica embutido na estrutura são os elementos que formam as passagens das tubulações. Tais passagens podem ser divididas em dois grupos: verticais (passagens de shafts ou tubulações isoladas), ou horizontais (para tubulações niveladas ou com caimento). 3.4.2.1. Materiais empregados Para deixar passagens no concreto, utilizam-se materiais que tenham estabilidade e rigidez para suportar as vibrações e solicitações da concretagem, tenham pequena deformação, sofram pouca movimentação e sejam de fácil remoção depois da concretagem. Grande parte das obras ainda utiliza caixas de madeira, fechadas ou cheias de pó de serra, papel ou areia; todavia, elementos pré-moldados, também com enchimento, blocos maciços de concreto celular ou de isopor e tubos de PVC também são bastante utilizados. 3.4.2.2. Posicionamento dos elementos As passagens dos shafts hidráulicos, analogamente aos elétricos, são espaços deixados na laje de concreto por onde passam as prumadas de água fria ou quente, de esgoto, de águas pluviais, de combate a incêndio etc. 169 As passagens isoladas são espaços deixados, também nas lajes, normalmente destinados às passagens de ralos, caixas sifonadas, vasos sanitários, prumadas isoladas ou, eventualmente, tubulações dos ramais de água quente ou fria (Figura 3.4.9). Para essas passagens utilizam-se as mesmas técnicas das passagens elétricas, inclusive com relação às alturas dos elementos, que devem ter a mesma dimensão da espessura da laje. Figura 3.4.9 – Blocos de isopor para passagens de prumadas isoladas na laje. As passagens horizontais para tubulações niveladas são, normalmente, voltadas para as tubulações de água e situadas a uma mesma altura ao longo de diversas vigas (Figura 3.4.10). Vigas Passagens horizontais niveladas Caminho da tubulação nivelada Assoalho da laje H H H Figura 3.4.10 – Corte esquemático mostrando as passagens niveladas nas vigas por onde passará a tubulação de água. As passagens horizontais para tubulações com caimento, deixadas nas vigas, são voltadas para as tubulações de esgoto ou água pluvial, devendo, para uma mesma 170 tubulação, haver um desnível entre as passagens nas vigas, de modo a permitir o escoamento das águas. Como essas passagens são deixadas dentro das fôrmas das vigas e, como são colocadas junto com as armaduras (Figura 3.4.11), dois aspectos devem ser observados. O primeiro, é a vedação entre as fôrmas e os componentes inseridos, evitando-se a entrada da pasta do concreto. Para isso, os componentes devem ser totalmente preenchidos com pó de serra, isopor ou papel, e devem entrar de forma justa nas fôrmas. O segundo, é a garantia do posicionamento das passagens, tanto no comprimento, como na altura das vigas. Para o comprimento, obedece-se aos eixos de referência ou marcações deixadas nas fôrmas. Para a altura, pode-se prender um arame no elemento e na parte superior da armadura da viga, permitindo o ajuste da altura depois de a armadura ser colocada na fôrma. Esse ajuste deve ser baseado no projeto, obedecendo-se ao caimento necessário à tubulação, podendo-se marcar, no projeto, a distância da parte superior do componente até o assoalho da laje, para as diversas passagens (Figura 3.4.12). Figura 3.4.11 – Tubos de PVC, com enchimento de isopor, posicionados na armadura da viga. Vigas Passagens horizontais niveladas Caminho da tubulação com caimento Assoalho da laje H1 H2 H3 H1< H2< H3 Figura 3.4.12 – Corte esquemático com passagens horizontais para tubulação com caimento. 171 Nas passagens para as instalações hidrossanitárias, também é de grande importância a precisão na locação dos elementos, evitando-se quebras ou ajustes posteriores. 3.4.3. Acessórios para execução da estrutura e fixação de equipamentos Para facilitar a execução da estrutura, podem ser deixados elementos incorporados ao concreto; entre esses elementos estão: - ganchos para transferência do eixo de referência – feitos de aço, são cortados e dobrados na central de armação e posicionados parcialmente dentro do concreto, deixando-se para fora a parte onde será marcado o eixo (Figura 3.4.13); Figura 3.4.13 – Gancho de aço incorporado ao concreto para transferência do eixo. - cones e tubos de PVC – utilizados para garantir a espessura dos elementos estruturais, a associação de tubos com cones plásticos (Figura 3.4.14) permite que as barras de ancoragem ou tensores passem por dentro de pilares, vigas ou paredes, e que sejam retirados posteriormente, além de servirem como limitador de espessura da peça; 172 a) b) Figura 3.4.14 – a) vista interna da fôrma do pilar, com utilização de cones e tubos de PVC para passagem das barras de ancoragem; b) vista do pilar concretado com o cone plástico incorporado. - ganchos para esticadores – feitos de aço, são deixados no concreto para amarrar esticadores e cabos que garantem o posicionamento das fôrmas de pilares e vigas, principalmente de borda. a) b) Figura 3.4.15 – Ganchos para esticadores: a) junto com a armação da laje antes da concretagem; b) segurando o esticador da viga de borda. Além desses, outros podem ser utilizados para a fixação de peças ou equipamentos, como ganchos para os estais da torre do elevador (Figura 3.4.16a), ganchos para suporte da bandeja de proteção (Figura 3.4.16b) e inserts para fixação da grua; contudo, todos devem atentar para os cuidados na locação, na interferência com outras atividades e, no caso especial dos metálicos, para os riscos de corrosão. 173 a) b) Figura 3.4.16 – Embutidos para fixação de equipamentos: a) gancho para fixação dos estais da torre de elevador; b) gancho para fixação da bandeja de proteção. 3.4.4. Alternativa ao embutimento de instalações e passagens na estrutura Algumas obras têm optado por não embutir elementos de instalações elétricas, telefônicas e hidrossanitárias nas suas estruturas, passando as tubulaçõespor forros ou pisos, e utilizando máquinas especiais para fazer as furações das passagens depois de o concreto ter endurecido. Durante a execução da estrutura são deixados apenas os elementos para as passagens das prumadas, cujas áreas, relativamente grandes, dificultariam a furação posterior. Para as instalações elétricas e telefônicas, depois de concluída a estrutura, os eletrodutos, derivados das prumadas, são distribuídos pelo forro ou piso – contrapiso ou piso elevado. No caso das instalações hidrossanitárias, as passagens de ralos, de vasos sanitários ou de prumadas isoladas são feitas com máquinas especiais, furadeiras industriais ou extratoras de corpos-de-prova, que cortam, em seções circulares de diversos diâmetros, as lajes ou as vigas, exatamente no ponto especificado. A hipótese de eliminar da execução da estrutura boa parte dos embutidos mostra-se interessante na medida em que há interferência na execução das estruturas, tornando- a mais simples, e, conseqüentemente, mais ágil; entretanto, gera custos, interferências com outros subsistemas e alterações nos padrões usuais de construção. 174 Tal mudança deve ser analisada sistemicamente, comparando-se os benefícios, os custos e as dificuldades a ela relacionados. A Tabela 3.4.1 apresenta algumas vantagens e desvantagens quanto à retirada das instalações elétricas e de comunicação de dentro do concreto, enquanto que a Tabela 3.4.2 analisa a opção de fazer as passagens das instalações hidrossanitárias depois da concretagem. Tabela 3.4.1 – Análise comparativa da adoção de instalações elétricas e de comunicação passadas pelo forro ou piso com relação ao tradicional embutimento na estrutura. VANTAGENS DESVANTAGENS Eliminação ou redução da mão-de-obra necessária durante a fase de estrutura Maior custo com forros e/ou pisos elevados Maior precisão na locação dos elementos Limitações com relação a estruturas reticuladas, em que se torna necessário fazer passagens nas vigas Maior garantia de desobstrução das tubulações Redução do pé-direito Fácil acesso às tubulações e caixas de passagem/distribuição Alteração no padrões convencionais de execução das estruturas Postergação dos desembolsos relativos à mão-de-obra e materiais Maior facilidade na execução da estrutura Menor interferência com fôrmas, armação e concretagem Possibilidade de redução dos prazos Tabela 3.4.2 – Análise comparativa da opção de se fazer as passagens para as instalações hidrossanitárias após a concretagem com relação à tradicional previsão das passagens durante a concretagem. VANTAGENS DESVANTAGENS Maior precisão na locação dos pontos Alto custo associado às furações com equipamentos especiais Maior precisão nas dimensões das passagens Geração de mais uma etapa de serviços Eliminação ou redução da mão-de-obra de instalações durante a fase de estrutura Risco de cortar armaduras de lajes e de vigas Menor interferência com o assentamento de piso Postergação dos desembolsos relativos à mão-de-obra e materiais Maior facilidade na execução da estrutura Menor interferência com fôrmas, armação e concretagem Possibilidade de redução dos prazos 175 A partir dessas análises e estando de posse das informações relativas às características do empreendimento, tais como destinação, sistema estrutural, complexidade das instalações e prazos de execução, além dos recursos disponíveis (equipamentos, mão-de-obra etc), é possível estabelecer qual a melhor estratégia a ser adotada na execução dos embutidos na estrutura.
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