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Tecnologia da Construção Civil Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Dr. Ernesto Silva Fortes Revisão Textual: Prof.ª Esp. Kelciane da Rocha Campos Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução • Introdução; • Sistemas Construtivos; • Estruturas em Concreto Armado. • Abordar o sistema construtivo em concreto armado, conforme as especifi cações da ABNT NBR 14931:2004, que estabelece os requisitos gerais para a execução de es- truturas de concreto, e a NBR 6118:2014, que estabelece os requisitos para o dimen- sionamento de Estruturas de Concreto Armado. OBJETIVO DE APRENDIZADO Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam- bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Introdução Nesta unidade, é abordado o sistema construtivo em concreto armado, conforme as especificações da ABNT NBR 14931:2004, que estabelece os requisitos gerais para a execução de estruturas de concreto. Em particular, esta Norma define requisi- tos detalhados para a execução de obras de concreto, cujos projetos foram elaborados de acordo com a ABNT NBR 6118:2014. A norma de desempenho, ABNT NBR 15575:2013, especifica requisitos ge- rais de Segurança estrutural para os edifícios habitacionais que devem ser atendidas durante a vida útil de projeto, sob as diversas condições de exposição (ação do peso próprio, sobrecargas de utilização, atuações do vento e outros), sendo: 1. não ruir ou perder a estabilidade de nenhuma de suas partes; 2. prover segurança aos usuários sob ação de impactos, choques, vibrações e outras solicitações decorrentes da utilização normal do edifício, previsíveis na época do projeto; 3. não provocar sensação de insegurança aos usuários pelas deformações de quaisquer elementos do edifício, admitindo-se tal exigência atendida caso as deformações se mantenham dentro dos limites estabelecidos nesta Norma; 4. não repercutir em estados inaceitáveis de fissuração de vedação e acabamentos; 5. não prejudicar a manobra normal de partes móveis, como portas e ja- nelas, nem repercutir no funcionamento normal das instalações em face das deformações dos elementos estruturais; 6. cumprir as disposições das ABNT NBR 5629, ABNT NBR 11682 e ABNT NBR 6122:2010 relativamente às interações com o solo e com o entorno do edifício. Antes de apresentar o sistema construtivo em concreto armado, é apresentada a seguir uma breve introdução dos vários sistemas construtivos mais usais no Brasil e as suas vantagens e desvantagens, como se segue. Sistemas Construtivos Para a construção do edifício, a estrutura escolhida deve seguir requisitos gerais de segurança estrutural recomendados pela norma de desempenho, dependendo do sistema construtivo. 8 9 De acordo com Duarte et al. (2013) e definido pela normalização, o sistema cons- trutivo é um processo construtivo de elevados níveis de industrialização e de organi- zação, constituído por um conjunto de elementos e componentes inter-relacionados e completamente integrados pelo processo, pode ser classificado em: Sistema Construtivo em Concreto Armado O dimensionamento e a execução do sistema construtivo em concreto armado seguem as especificações da ABNT NBR 6118:2014, da ABNT NBR 14931:2004 e da ABNT NBR 15696:2009 e obedece aos requisitos da norma de desempenho da ABNT NBR 15575:2013. Edificações de alvenaria de vedação ou convencional compõem-se por vigas, pilares e lajes de concreto armado (Figura 1). Estes elementos fazem parte da estru- tura para a sustentação da edificação, e a alvenaria tem função somente de vedar e separar ambientes. Para isso, normalmente são utilizados os blocos cerâmicos. Este sistema é o mais utilizado no Brasil devido a não necessidade de mão de obra qualificada e especializada, porém isso acarreta muitas patologias no decor- rer da obra, gerando retrabalho e bastantes resíduos. As vantagens e desvantagens do sistema são como se segue: Vantagens: • Suporta grandes vãos; • Grande disponibilidade de mão de obra e materiais; • Pouca exigência de qualificação da mão de obra; • Facilita futuras reformas e mudanças no projeto. Desvantagens: • Maior custo; • Maior tempo de execução; • Gera muitos resíduos. Sistema Construtivo em Estruturas Metálicas O dimensionamento e a execução do sistema construtivo em concreto armado seguem as especificações da ABNT NBR 8800:2008 e obedecem aos requisitos da norma de desempenho da ABNT NBR 15575:2013. Figura 1 – Sistema construtivo em concreto armado Fonte: iStock/Getty Images 9 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução O sistema construtivo metálico consiste do emprego de aço como principal elemento estrutural (Figura 2). Essas estruturas são formadas por peças metálicas ligadas entre si por meio de conectores (parafusos, rebites) ou soldas. São peças com seções transversais limitadas em função da capacidade dos laminadores e seus comprimentos também são limitados em função dos transportes disponíveis. Figura 2 – Ilustração do sistema construtivo em estruturas metálicas Fonte: Acervo do conteudista Sistema Construtivo em Estruturas de Madeira A ABNT NBR 7190:1997 fixa as condições gerais que devem ser seguidas no projeto, na execução e no controle das estruturas correntes de madeira, tais como pontes, pontilhões, coberturas, pisos e cimbres. Além das regras desta Norma, devem ser obedecidas as de outras normas especiais e as exigências peculiares a cada caso particular. O método de construção desse sistema é muito parecido com o Steel Frame. A diferença é que no lugar dos perfis de aço galvanizado são utilizados perfis de madeira, normalmente de reflorestamento, como o pinus. Este sistema constru- tivo é constituído por perfis de madeira maciça, contraventados com chapas de OSB e estrutura de madeira autoclavada com função de proteger a edificação de cupins e umidade (Figura 3). As estruturas de madeira apresentam as seguintes vantagense desvantagens: Vantagens: • Canteiro de obras organizado e limpo; • Uso de madeira de reflorestamento, única matéria-prima renovável da cons- trução civil; • Ótimo desempenho acústico e térmico; • Agilidade na construção; • Redução de geração de resíduos; • Baixo custo. 10 11 Desvantagens: • Mão de obra especializada; • Limites de pavimentos; • Maiores cuidados com impermeabilização. Figura 3 – Ilustração do sistema de madeira Fonte: iStock/Getty Images Sistema Construtivo em Alvenaria Estrutural A ABNT NBR 15961-1:2011 e a NBR 15812-1:2010 especificam os requisitos mínimos exigíveis para o projeto de estruturas de alvenaria de blocos de concreto e de blocos cerâmicos respetivamente. A execução e controle das obras para o sistema construtivo em alvenaria estrutural de blocos de concreto e cerâmico seguem as es- pecificações da ABNT NBR 15961-2:2011 e da NBR 15812-2:2010. Na alvenaria estrutural, une-se a estrutura e a vedação da edificação, utilizando- -se blocos cerâmicos ou de concreto, os dois específicos para este fim (Figura 4). O projeto de alvenaria estrutural deve ser muito bem detalhado e já compatibili- zado com os projetos elétrico e hidrossanitário. Deve, também, definir os vãos da edificação de acordo com a modulação do bloco que será utilizado. A alvenaria estrutural necessita de mão de obra mais especializada, pois se as paredes não ficarem niveladas e no prumo, podem ocorrer acidentes, já que as paredes sustentam a edificação. Para edificações com mais de 4 pavimentos, deve-se utilizar barras de aço junta- mente com os blocos de alvenaria estrutural. Apresenta as seguintes vantagens e desvantagens: Vantagens: • Rapidez e facilidade de construção; • Redução da mão de obra; 11 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução • Maior economia; • Maior qualidade na execução; • Menor desperdício de materiais. Desvantagens: • As paredes não podem ser removidas sem se recolocar um elemento estrutural para suprir as cargas; • Limitações estéticas nos projetos arquitetônicos; • Vãos livres limitados. Figura 4 – Ilustração do sistema construtivo em alvenaria estrutural Fonte: Acervo do conteudista Sistema Construtivo em Paredes de Concreto As paredes de concreto consistem em um sistema construtivo em paredes estru- turais maciças de concreto armado (Figura 5). Estas paredes são concretadas com o auxílio de formas de madeira ou metálicas que são montadas in loco de acordo com o projeto arquitetônico. O Sistema Construtivo em Paredes de Concreto segue as especificações da ABNT NBR 16055:2012, que estabelece os requisitos básicos para as paredes de concreto moldadas in loco, com fôrmas removíveis. As instalações hidráulicas e elétricas são embutidas, então não há quebra de pa- redes e retrabalhos. Este sistema é viável para construções de larga escala, onde as fôrmas serão reutilizadas várias vezes, pois o custo das mesmas é alto. Apresenta as seguintes vantagens e desvantagens: Vantagens: • Alta produtividade; 12 13 • Alta resistência ao fogo; • Pouco desperdício de materiais. Desvantagens: • Baixa flexibilidade; • Não tem bom isolamento térmico e acústico; • Devido ao uso de fôrmas, tem alto custo para produção em pequena escala. Ilustração do sistema construtivo em paredes de concreto. Acesse o link: https://goo.gl/p4WCou.Ex pl or Sistema Construtivo em Steel Frame O Steel Frame é um sistema construtivo industrializado e racionalizado. Sua estrutura é formada por perfis de aço galvanizado e seu fechamento é feito por meio de placas cimentícias, de madeira ou drywall (Figura 5). A principal diferença do steel frame para os outros sistemas é a limpeza do canteiro de obras, pois a geração de resíduos é mínima e não há necessidade do uso de água. O sistema construtivo segue as especificações da ABNT NBR 15253:2014, que estabelece os requisitos gerais e métodos de ensaios para os perfis de aço formados a frio, com revestimento metálico, para painéis reticulados utilizados em edificações e destinados à execução de paredes com função estrutural, estruturas de entrepisos, estruturas de telhados e de fachadas das edificações (light steel framing), e os requisitos mínimos da norma de desempenho ABNT NBR 15575: 2013, sendo as principais vantagens do sistema como se segue: Vantagens: • Agilidade na construção; • Redução do peso da estrutura; • Maior precisão na execução; • Melhor isolamento térmico e acústico; • Menor custo. O sistema também apresenta algumas desvantagens construtivas, tais como: Desvantagens: • Limite de pavimentos; • Dificuldade de encontrar mão de obra especializada. 13 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Figura 5 – Ilustração do sistema construtivo em Steel Frame Fonte: Acervo do conteudista Estruturas em Concreto Armado A execução da estrutura de concreto deve ser baseada em projetos de estruturas e de fundações, elaborados de acordo com o que estabelecem as Normas Brasilei- ras, por exemplo ABNT NBR 6118:2014, ABNT NBR 6122:2010, ABNT NBR 7187 e as complementares. O material mais utilizado é o concreto moldado in loco e é composto por estru- turas reticuladas com vedação de alvenaria. As vantagens e desvantagens do sistema são apresentadas a seguir: Vantagens do concreto armado: • Moldável; • Alta resistência a compressão; • É resistente às influências atmosféricas e ao desgaste mecânico; • Menor custo em relação a outros sistemas estruturais; • Durabilidade; • Facilidade de execução; • Estrutura monolítica; • Resistência ao fogo; • Impermeabilidade. Desvantagens do concreto armado: • Elevado peso próprio nas estruturas – 2500 kg/m³; • Custo de fôrmas é elevado; • Reformas e adaptações são de difícil execução; • Bom condutor de calor e som; 14 15 • Corrosão das armaduras; • Após a sua cura não pode ser modificado. As estruturas usuais em concreto armado moldado no local, foco desta unidade, se dividem, segundo Albuquerque e Pinheiro (2012), como se segue: 1. Estrutura convencional com lajes maciças Definidas como sendo as estruturas em que as lajes se apoiam em vigas (tipo laje-viga-pilar). A laje maciça não é adequada para vencer grandes vãos. É prática usual adotar-se como vão médio econômico um valor entre 3,5 m e 5 m. 2. Estrutura convencional com lajes nervuradas Esse tipo de alternativa é de fácil execução e pode ser concebido com grandes vãos, como se indica no link da apresentação de alguns tipos de lajes. Variações podem ser obtidas a partir dessa concepção, por exemplo, utilizando-se caixotes de fibra de propileno, utilizando-se tijolos cerâmicos ou utilizando-se lajes treliçadas. As vantagens apresentadas por este tipo de estrutura são: a) defi ne-se o pavimento com poucas lajes, cada uma delas podendo atin- gir até 80 m2; b) a fôrma possui poucas vigas, ou seja, é pouco recortada, facilitando a execução e não interferindo muito na arquitetura; c) o consumo da laje nervurada é muito baixo; d) uso de fck=35MPa para vigas e pilares e fck=20MPa para lajes. 3. Estrutura com laje lisa nervurada Apresenta-se como umas das tendências dos projetos estruturais atualmente (Link a seguir). A estrutura é concebida com laje nervurada, pois com laje maciça o consumo aumenta bastante. Pode ser executada com lajes com caixotes ou com lajes com tijolos. A utilização de vigas nas bordas do pa- vimento traz uma série de vantagens para este tipo de estrutura, sem com isso prejudicar o conceito da ausência de recortes na forma do pavimento, tais como: a) não prejudicam a arquitetura; b) formam pórticos para resistir aos esforços laterais; c) impedem deformações excessivas nos bordos; d) eliminam a necessidade de verifi cação depunção em alguns pilares. 4. Estrutura com laje lisa protendida Este tipo de estrutura faz uso da protensão com monocordoalhas engraxadas, que se apresentam como excelente opção para edifícios, por sua praticidade e sim- plicidade (Link a seguir). Trata-se de um sistema recente no Brasil, mas de eficiên- cia comprovada há muito tempo nos Estados Unidos. De acordo com os autores, como vantagens deste sistema, citam-se: 15 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução a) o pavimento não apresenta recortes, pelo fato de as vigas serem embu- tidas, ou seja, tem características de laje lisa; menor número de pilares e de fundações; b) ausência de pilares internos, que permite liberdade na definição dos espaços internos, o que acarreta grandes vantagens comerciais; c) facilidade no transporte e no desenrolamento das cordoalhas; d) ausência de operação de injeção de nata de cimento; e) o aço já chega ao canteiro protegido pela graxa e pela capa plástica; f) maior excentricidade possível (importante nas lajes finas). Apresentação de alguns tipos de laje no link a seguir: https://goo.gl/tk1GzD Ex pl or Para a execução da estrutura de uma edificação, o responsável pela execução da obra deve dispor e estudar todos os projetos estruturais, e estes devem pro- porcionar as informações necessárias à execução, sendo necessários os projetos complementares de escoramentos e fôrmas, que não fazem parte do projeto estrutural, ABNT NBR 6118:2014 e NBR 14931:2004. Elementos Estruturais de Concreto Armado De acordo com as especificações da ANBT NBR 6118:2014, os elementos es- truturais de concreto armado são aqueles em que o seu comportamento estrutural depende da aderência entre o concreto e a armadura, e nos quais não se aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência. Os elementos estruturais de um sistema construtivo são compostos pela supe- restrutura (ilustração de pilar de concreto armado), sendo, normalmente, lajes, vigas e pilares, e pela infraestrutura, denominada de fundações (Ilustração de uma fundação de concreto armado, sapata), formando, assim, a estrutura da edifica- ção (DUARTE et al., 2013), sendo: a) Laje: estrutura laminar, placa contínua apoiada em seu perímetro por vigas e por vezes em colunas, que constitui os pavimentos e tetos de edi- ficações estruturadas em concreto armado (a seguir). Ilustração de lajes de concreto armado no link a seguir: https://goo.gl/dz24eh Ex pl or b) Viga: é uma estrutura reticular, pode ser de madeira, ferro ou con- creto armado (a seguir). Ela pode estar apoiada sobre pilares como também sobre outras vigas. A viga é responsável pela transferência do peso das lajes e dos demais elementos que compõem a construção (paredes, portas, escadas, etc.) para os pilares. Ilustração de vigas de concreto armado no link a seguir: https://goo.gl/XRLZ3B Ex pl or 16 17 c) Pilar: é uma estrutura reticular, pode ser de madeira, ferro ou concreto armado (a seguir). É dimensionado para resistir à compreensão e fl am- bagem e serve para transmitir os esforços das estruturas para outros ele- mentos da construção, como as fundações ou elementos de transição. Figura 6 – Ilustração de pilar de concreto armado Fonte: iStock/Getty Images d) Fundação: estrutura tridimensional monolítica responsável por forne- cer estabilidade e transmitir as solicitações da construção para o solo (a seguir). É projetada de acordo com as necessidades construtivas do projeto e do tipo de solo. Ilustração de uma fundação de concreto armado, sapata no link a seguir: https://goo.gl/8aWFs7 Ex pl or Antes do início da execução de qualquer parte da estrutura de concreto, as es- pecificações de projeto relativas a essa parte devem estar completas e disponíveis, conforme recomendações da ABNT NBR 14931:2004. Etapas da Execução A execução de uma estrutura de concreto (links a seguir), segundo a ABNT NBR 14931:2004, consiste em todas as atividades desenvolvidas na execução das estruturas de concreto, ou seja, sistema de formas, armaduras, concretagem, cura e outras, bem como as relativas à inspeção e documentação de como construído, incluindo a análise do controle de resistência do concreto. Conforme apresentado na ABNT NBR14931:2004, as etapas principais de execução das estruturas de concreto são: • execução da fôrma; • armação e embutidos; • concretagem; • cura; • retiradas de fôrmas e escoramentos. 17 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução • Etapas de execução de uma estrutura de concreto: https://goo.gl/M6TwwP • Etapas de execução de uma estrutura de concreto – cont: https://goo.gl/wLJT9i e https://goo.gl/VSRaRj Ex pl or A Figuras acima ilustram o processo de execução de uma estrutura de concreto armado, ou seja, montagem das armaduras, do sistema de fôrmas, concretagem e cura do concreto e, finalmente, a retirada dos escoramentos e das fôrmas e inspeção do elemento concretado. Armaduras Numa estrutura de concreto armado, o aço tem como função básica resistir aos esforços de tração. Isso ocorre porque o concreto não possui resistência à tração suficiente para absorver os esforços solicitantes de uma edificação (GRAZIANO, 2005). Nessa lógica, durante a realização do cálculo estrutural, as regiões sujeitas aos esforços de tração devem ser armadas. • Por exemplo, no caso de lajes simplesmente apoiadas, sob a ação de cargas verticais dirigidas de cima para baixo, a armadura deve ser colocada na face inferior da laje. As barras e fios de aço destinados a armadura para concreto seguem as especi- ficações da ABNT NBR 7480:2007, sendo barras as com diâmetro maior do que 5 mm e fios os com diâmetros abaixo de 10 mm. Os aços para estruturas, conforme a mesma norma (NBR 7480:2007), são classificados como se segue: • pela resistência ao escoamento: CA 25; CA 50 (barras) e CA 60 (fios); e • pelo processo de fabricação: produzidas por laminação a quente – barras ou por trefilação – fios. De acordo com a ABNT NBR 6118:2014, para serem utilizados como arma- duras, as barras e fios devem respeitar as seguintes principais propriedades, como se segue: • resistência característica de escoamento, fyk, e a tração, fstk; • limite de resistência convencional a ruptura; • alongamento total, et; • dobramento; • coeficiente de dilatação térmica. 18 19 Conforme apresentado na ABNT NBR 14931:2004 e na NBR 6118:2014, em nenhum caso deve ser empregado na estrutura de concreto aço de qualidade diferente da especificada no projeto, sem aprovação prévia do projetista. Produção da Armadura para o Concreto Armado De acordo com Graziano (2005) e Zuchetti (2017), e conforme apresentado também na ABNT NBR 14931:2004, para a produção da armadura para o con- creto armado, alguns documentos de referência devem ser disponibilizados, como se segue: • Projeto de armação (auxiliar na quantificação das barras, solicitação de pedi- dos, instruções de corte, dobra e pré-fabricação, montagem e conferência); • Projeto de estrutura (planta de fôrma); • Plano de corte (Ø > 10 mm); • Projeto de instalações (para-raios). A produção da armadura para o concreto armado segue os seguintes passos, conforme recomendações da ANBT NBR 14931:2004: • Estocagem: local plano, não sujeito a acúmulo ou escoamento de água, evi- tando, assim, a corrosão das armaduras, dividido em baias por diâmetros; • Corte; • Dobra; • Pré-montagem; • Transporte; • Montagem. A primeira etapa para o preparo da armadura é o corte dos fios e barras. Os fios e barras são cortados com talhadeiras, tesourões especiais, máquinas de corte (manuais e mecânicas) e eventualmente com discos de corte, conforme ilustrado no link a seguir. Ilustração dos equipamentos utilizados nocorte do aço no link a seguir: https://goo.gl/Dfc9RaEx pl or Terminada a operação de corte, é necessário que se proceda o controle das peças, verificando as suas dimensões conforme especificações do projeto de ar- maduras, detalhe de armadura de fundação apresentada na Figura 7. 19 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Figura 7 – Ilustração de um detalhe de armação de uma fundação Fonte: Acervo do conteudista Após a liberação das peças de aço cortadas, dá-se início ao processo de dobra. O processo de dobras das barras de aço pode ser realizado de forma manual ou mecânica, conforme ilustrado no link abaixo. 1. O processo manual É realizado em uma bancada de madeira com pregos ou pinos de aço e com ajuda de uma ferramenta própria para essa função. 2. O processo mecânico É realizado em máquinas de dobramentos automáticas, que têm o uso justificado em um pedido ou obra de grandes proporções, pois além de re- presentarem uma maior qualidade, ainda geram um grande rendimento de serviço por elas executado. Ilustração do processo de dobra manual e mecânica das armaduras, respectivamente no link a seguir https://goo.gl/4Jz4ap e https://goo.gl/PYwb49Ex pl or Conforme se pode observar na Figura 8 e na Tabela 1, após a dobra das peças de aço é feita a montagem, onde as peças cortadas e dobradas são unidas amaran- do-as com arame ou soldadas. Em seguida, as armaduras prontas são posiciona- das, com a ajuda dos projetos de locação dos elementos estruturais e do projeto de fôrmas, e é executada a fôrma, garantindo-se o cobrimento das armaduras com a utilização de espaçadores que garantirão o correto posicionamento da armadura. Amarração das barras cortadas – soldagem nos links a seguir: https://goo.gl/DvwhCM e https://goo.gl/78X1hDEx pl or 20 21 Figura 8 – Amarração das barras cortadas – processo manual com arame recozido Fonte: iStock/Getty Images Uma central de processamento de armadura (Tabela 1) deve ser prevista no can- teiro de obras conforme as especificações da NR 18 e da ABNT NBR 12284:1991, para armazenamento do aço e para a realização dos trabalhos de corte, dobra e pré-montagem das armaduras, conforme especificações da tabela de aço (Tabela 1) e do projeto de armaduras (Figura 9 e Figura 10). Tabela 1 – Resumo do aço para armação de vigas, pilares e lajes AÇO POS BIT (mm) QUANT COMPRIMENTO B1 = B4 = B5 = B6 = B11 = B24 = B55 = B62 (X8) 50 A 50 A 60 B 60 B 1 2 3 4 10 10 5 5 24 24 32 32 190 192 384 384 4560 4608 12288 12288 B2 = B3 = B7 = B8 = B13 = B17 = B35 = B37 = B39 = B44 = B45 = (X19) 50 A 50 A 60 B 60 B 1 2 3 4 10 10 5 5 57 57 114 114 170 172 339 339 9690 9804 38646 38646 Figura 9 – Instruções de corte e dobra Fonte: Acervo do conteudista 21 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Figura 10 – Ilustração de planta de armação de vigas Fonte: Acervo do conteudista De acordo com a ABNT NBR 14931:2004, os aços para as armaduras devem ser estocados de forma a manterem inalteradas as suas características geométricas e as suas propriedades, desde o recebimento na obra até o seu posicionamento final na estrutura. Cuidados no recebimento do aço em obra devem ser observados, como forma de evitar que ocorra troca involuntária quando do seu posicionamento na estrutura, ou seja, cada tipo e classe de barra, tela soldada, fio ou cordoalha utilizado deve ser devidamente identificado. Figura 11 – Ilustração de uma central de armaduras – Divisão das áreas Fonte: Acervo do conteudista Fôrmas De acordo com a ABNT NBR 14931:2004, o sistema de fôrmas, que com- preende as fôrmas, o escoramento, o cimbramento e os andaimes, incluindo seus apoios, bem como as uniões entre os diversos elementos, deve ser projetado e construído de modo a ter: 1. resistência às ações a que possa ser submetido durante o processo de construção, considerando: 22 23 a) ação de fatores ambientais; b) carga da estrutura auxiliar; c) carga das partes da estrutura permanente a serem suportadas pela es- trutura auxiliar até que o concreto atinja as características estabelecidas pelo responsável pelo projeto estrutural para remoção do escoramento; d) efeitos dinâmicos acidentais produzidos pelo lançamento e adensamen- to do concreto, em especial o efeito do adensamento sobre o empuxo do concreto nas fôrmas; e) no caso de concreto protendido, resistência adequada à redistribuição de cargas originadas durante a protensão. 2. rigidez sufi ciente para assegurar que as tolerâncias especifi cadas sejam satisfeitas e a integridade dos elementos estruturais não seja afetada. Conforme especificado pela mesma norma, o formato, a função, a aparência e a durabilidade de uma estrutura de concreto permanente não devem ser prejudica- dos devido a qualquer problema com as fôrmas, o escoramento ou sua remoção. Com base nos requisitos apresentados acima e segundo Nazar (2007), as princi- pais funções de um sistema de fôrmas, conforme normalização (NBR 14931:004) e especificações dos fornecedores, são: • molde: conter o concreto fresco e sustentá-lo até que atinja resistência mecâ- nica necessária, antes da concretagem e depois da concretagem; • proporcionar ao concreto rugosidade superficial requerida, sendo lisa ou texturada; • resistência mecânica a ruptura; • resistência a deformações; • estanqueidade; • geometria especificada; • rugosidade superficial adequada; • estabilidade dimensional; • permitir o correto posicionamento da armadura; • baixa aderência ao concreto; • permitir desforma sem danos; • facilidade para o lançamento do concreto; • economia; • não influenciar negativamente nas características do concreto, ou seja, absorver água do concreto. Verificar o desmoldante a ser utilizado. 23 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Elementos do Sistema de Fôrmas Nazar (2007), e também conforme especificado pela NBR 14931:2004, reco- menda que a execução do sistema de fôrmas deve prever a retirada de seus diver- sos elementos separadamente, se necessário. Os elementos que formam o sistema de formas são: 1. Molde: define o formato e a rugosidade e pode ser: a) Madeira; • Materiais componentes dos moldes de madeira » Madeira Serrada – sarrafos, tábuas e pontaletes. São elementos de estruturação e/ou sustentação das chapas de madeira compensada. » Chapa de Madeira Compensada – é a principal responsável pela definição da textura superficial do concreto, ou seja, todo o contato do concreto com a fôrma se dá através deste material. Exemplo: compen- sado plastificado ou resinado. b) Metálico; c) Fôrma de plástico e fibra de vidro; d) Fôrma de papelão. 2. Escoramentos: função de transmitir os esforços da estrutura do molde para um ponto de suporte. Podem ser de Aço (tubos, torres) e de Madeira (bruta, aparelhada), sendo: a) escoras metálicas; b) pontaletes metálicos; c) escoramentos de madeira. 3. Acessórios: são as peças complementares (prumos, níveis, etc.) do siste- ma de fôrmas. Os links a seguir e a Figura 12 apresentam dois exemplos de um sistema de fôrma para laje, incluindo o detalhamento de todos os elementos que compõem os sistemas. Ilustração geral de um sistema de fôrma de laje nos links a seguir: https://goo.gl/PVzw7W e https://goo.gl/Z9U7ZWEx pl or 24 25 Figura 12 – Sistema de fôrma com detalhe do escoramento a) Subsistemas de fôrmas para lajes tradicionais Na Figura 13, é apresentado o sistema de fôrmas tradicional mais uti- lizado, para lajes maciças. Figura 13 – Ilustração de um subsistema de fôrma para lajes tradicional – com guias 25 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução O mercado tem apresentado diversos tipos desistemas de fôrmas para laje, buscando o desempenho das mesmas, aumento de produtividade na execução e melhoria da qualidade do acabamento da superfície de concreto. Na Figura 14 e o link a seguir, são apresentados dois exemplos desses siste- mas de fôrmas de lajes racionalizados: • Sistema Skideck – Peri; • Sistema topec sh. Figura 14 – Sistema de fôrma racionalizada para laje, Sistema Skideck (Peri) Sistema de fôrma racionalizada para laje, sequência de montagem, Sistema Topec - SH no link a seguir: https://goo.gl/zCTnkrEx pl or Existe no mercado uma grande variedade de sistemas de fôrmas devido ao grande número de empresas trabalhando na sua produção e melhoria. A seguir são apresentados alguns desses sistemas, desde o tradicional aos mais inovadores: b) Subsistemas de fôrmas: pilares – tradicional Na Figura15, é apresentado o sistema de fôrmas tradicional comum para pilares. Fôrmas de pilares no link a seguir: https://goo.gl/zCTnkr Ex pl or Figura 15 – Fôrmas de pilares 26 27 c) Subsistemas de fôrmas: Pilares – Racionalizados Com o intuito de melhorar o desempenho, a produtividade e a quali- dade dos trabalhos de montagem das fôrmas dos pilares, empresas têm desenvolvido sistemas de fôrmas racionalizadas para pilares, conforme ilustrado na Figura 16. Figura 16 – Sistema de fôrmas racionalizado para pilares Na Figura 17, é detalhado um esquema de fôrmas para pilares, com foco na racionalização de materiais e mão de obra, melhoria da qualidade da superfície do pilar e aumento da produtividade. Figura 17 – Ilustração de fôrma para pilares d) Subsistemas de fôrmas para vigas As fôrmas para vigas também vêm sofrendo melhorias, tanto no subsis- tema em si como na utilização de novos materiais. Para o subsistema de fôr- mas para vigas, encontra-se no mercado o tradicional, conforme ilustrado na Figura 18 e na Figura 19, e essas podem ser em painel estruturado ou em painel de plástico. Também se encontram no mercado algumas opções de formas racionalizadas para viga, conforme Figura 20. 27 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Figura 18 - Esquema de fôrma para vigas Figura 19 – Detalhamento da fôrma de madeira para vigas Figura 20 – Sistema de Escoramento Metálico de Vigas BKS, fôrmas racionalizadas Concretagem De acordo com a ABNT NBR 14931:2004, a especificação do concreto deve levar em consideração todas as propriedades requeridas em projeto, em especial quanto à resistência característica, ao módulo de elasticidade do concreto e à durabilidade da estrutura, bem como às condições eventualmente necessárias em função do método de preparo escolhido e das condições de lançamento, adensa- mento e cura. 28 29 De acordo com a ABNT NBR 14931:2004, o concreto utilizado poderá ser produzido na obra (Figura 21), conforme especificações da NBR 12655:2015, ou comprado em uma central de produção, seguindo-se os requisitos da NBR 12655:2015 e da NBR 7212: 2012 (link a seguir). No entanto, seja qual for sua procedência, deverá ser devidamente controlado antes de sua aplicação, sendo que os ensaios mais comuns, ilustrados na Figura 22, para o recebimento do concreto são o “slump test” e o controle de resistência a compressão, fck. Figura 21 - Produção do concreto em obra – uso de betoneira Fonte: Paulo Barros / e-Construmarket Produção do concreto em central de concreto – uso de carro betoneira no link a seguir: https://goo.gl/6GoMPdEx pl or Figura 22 – Controle de recebimento do concreto, slump test e a moldagem dos corpos de prova Fonte: Acervo do conteudista O slump test mede a consistência do concreto fresco através da medida de seu assentamento, em laboratório e obra, de acordo com as especificações da ABNT NBR NM 67:1998. Já o controle de resistência a compressão, fck, passa pela moldagem de corpos de prova cilíndricos, conforme a NBR 5738: 2016 e ensaios, compressão aos 28 dias, de acordo com a NBR 5739: 2018. Uma vez o concreto liberado, deverá se proceder o transporte para o local onde estão as fôrmas, através de elevadores, gruas, caçambas ou bombeamento (link a seguir). É recomendável o lançamento do concreto em camadas, facilitan- do, assim, a vibração e o adensamento do concreto dentro da fôrma, ABNT NBR 14931:2004 e NBR 6118:2014. 29 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Ilustração dos meios de Transporte do concreto até as fôrmas no link a seguir: https://goo.gl/6GoMPdEx pl or De acordo com a normalização brasileira, ABNT NBR 14931:2004 e a NBR 6118:2014, apresentadas por Duarte et al. (2013) e Zuchetti (2017), poderão ser adicionados aditivos químicos aos concretos com os seguintes objetivos: • acelerar ou retardar a pega; • acelerar ou retardar o desenvolvimento da resistência nas idades iniciais; • reduzir o calor de hidratação; • melhorar a trabalhabilidade; • reduzir a relação água/cimento; • aumentar a compacidade e impermeabilidade; ou • incrementar a resistência aos agentes agressivos e às variações climáticas. Os requisitos para os aditivos químicos destinados ao preparo de concreto de cimento Portland e métodos de ensaios de referência para determinação de pH, teor de sólidos, massa específica, teor de cloretos e análise por infravermelho devem seguir respectivamente as normas da ABNT NBR 11768:2011 e a NBR 10908:2008. Cura do Concreto De acordo com as recomendações da ABNT NBR 14931:2004, logo após a concretagem, procedimentos de cura e proteção devem ser adotados com a finali- dade de evitar a evaporação prematura da água necessária à hidratação do cimento. A este conjunto de procedimentos dá-se o nome de “cura” do concreto. Ainda segundo a mesma norma, a cura e a proteção do concreto têm por finalidade: • evitar a perda de água pela superfície exposta; • assegurar uma superfície com resistência adequada; • assegurar a formação de uma capa superficial durável. De acordo com a ABNT NBR 1493:2004 e a NBR 6118:2014 e conforme discutido por Duarte et al. (2013), a cura, além de promover e proteger a perfeita hidratação do cimento, evita também o aparecimento de fissuras devidas a retra- ção. Na obra, a cura do concreto pode ser feita pelos seguintes métodos: 1. manutenção das superfícies do concreto constantemente úmidas, através de irrigação periódica (ou até mesmo por inundação do concreto), após a pega (link a seguir); Cura do concreto por irrigação periódica no link a seguir: https://goo.gl/KL9igg Ex pl or 30 31 2. recobrimento das superfícies com sacos de aniagem, areia, palha, sacos de cimento mantidos constantemente úmidos (a seguir); Cura do concreto por recobrimento no link a seguir: https://goo.gl/RUWNTQ Ex pl or 3. aplicação de aditivos (agente de cura) (a seguir); Cura do concreto por adição de aditivos no link a seguir: https://goo.gl/7hF9iN Ex pl or Enquanto não atingir endurecimento satisfatório, o concreto deverá ser protegido contra agentes prejudiciais, tais como: • mudanças bruscas de temperatura; • secagem; • chuva forte; • água torrencial; • agente químico. Ainda, durante o processo de cura, o concreto deve ser protegido contra cho- ques e vibrações de intensidade tal que possa produzir fissuração na massa do con- creto ou prejudicar a sua aderência à armadura (DUARTE et al., 2013). A proteção contra a secagem prematura, pelo menos durante os 7 primeiros dias após o lançamento do concreto, aumentado este mínimo quando a natureza do cimento o exigir, poderá ser feita mantendo-se umedecida a superfície ou prote- gendo-a com uma película impermeável. O endurecimento do concreto poderá ser antecipado por meio de tratamento térmico adequado e devidamente controlado, não se dispensando as medidas de proteção contra a secagem (DUARTE et al.,2013 e ZUCHETTI, 2017). Todo processo de cura deve ser contínuo, evitando-se processos intermitentes. Pode-se afirmar que quanto mais perfeita e demorada for a cura do concreto, tão melhores serão suas características de resistência, de impermeabilidade, de durabi- lidade e outras mais. Retirada de Fôrmas e Escoramentos - Desforma Formas e escoramentos devem ser removidos de acordo com o plano de des- forma previamente estabelecido e de maneira a não comprometer a segurança e o desempenho em serviço da estrutura (NAZAR, 2007). Segundo a ABNT NBR 14931:2004, para efetuar a remoção das fôrmas e dos escoramentos devem ser considerados os seguintes aspectos: 31 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução 1. peso próprio da estrutura ou da parte a ser suportada por um determinado elemento estrutural; 2. cargas devidas a fôrmas ainda não retiradas de outros elementos estruturais; 3. sobrecargas de execução, como movimentação de operários e material sobre o elemento estrutural; 4. operações particulares e localizadas de retirada de fôrmas (como locais de difícil acesso); 5. condições ambientais a que será submetido o concreto após a retirada das fôrmas e as condições de cura; 6. possíveis exigências a tratamentos superficiais. Respeitado o tempo mínimo de cura das peças, dependendo do tipo de cura, normal ou acelerada, conforme discutida por Nazar (2007) e por Graziano (2005) e de acordo com especificações da ABNT NBR 6118:2014, os seguintes prazos mínimos são definidos para a remoção das fôrmas e escoramento: 1. faces laterais de vigas e pilares: 3 dias; 2. faces inferiores de vigas e lajes, deixando-se escoras bem encunhadas e convenientemente espaçadas: 14 dias; 3. faces inferiores sem escoras (desforma total): 21 dias. A ANBT NBR 14931:2004 especifica que a retirada do escoramento e das fôrmas seja efetuada sem choques e obedeça a um programa elaborado de acordo com o tipo da estrutura. De acordo com a mesma norma (NBR 14931:2004), para evitar deformações excessivas, portanto inaceitáveis, devido ao baixo valor do módulo de elasticidade do concreto e à maior probabilidade de grandes deformações diferidas no tempo quando o concreto é solicitado com pouca idade, a retirada das fôrmas e do escora- mento só pode ser realizada quando o concreto estiver suficientemente endurecido para resistir às ações que sobre ele atuarem. Finalizadas as estruturas de concreto armado, atividades de inspeção e fisca- lização devem ser realizadas com o objetivo de verificar se a execução está de acordo com as especificações do projeto e da norma, ABNT NBR 14931:2004. 32 33 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites Principais tipos de sistemas construtivos utilizados na construção civil - Escola Engenharia PEREIRA, Caio. Principais tipos de sistemas construtivos utilizados na cons- trução civil. https://goo.gl/WompfA Molde ideal - Téchne TÉCHNE. Lajes. https://goo.gl/7VbrxZ Livros Gerenciamento de obras, qualidade e desempenho da construção SOHLER, F. A. S.; SANTOS, Sérgio Botassi dos. Gerenciamento de obras, qualidade e desempenho da construção. 1ª ed. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2017. (E-Book) Projeto, execução e desempenho de estruturas e fundações SOHLER, F. A. S.; SANTOS, Sérgio Botassi dos. Projeto, execução e desempenho de estruturas e fundações. 1ª ed. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2018. ISBN: 978-85-399-0970-4. Leitura Tecnologia e sistemas construtivos de concreto para edificações. WENDLER, Arnoldo. Tecnologia e sistemas construtivos de concreto para edificações. https://goo.gl/TEgpf2 Sistemas construtivos e seus subsistemas ARQUITETURA E TECNOLOGIAS. Sistemas construtivos e seus subsistemas. https://goo.gl/z9faa2 33 UNIDADE Sistema Construtivo em Concreto Armado - Execução Referências ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14931:2004: Execução de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2004. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15575-4: desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos; parte 4: sistemas de vedações verticais externas e internas. Rio de Janeiro, 2013. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15812-2:2010: Alve- naria estrutural – Blocos cerâmicos - Parte 2: Execução e controle de obras. Rio de Janeiro, 2010. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15961-2:2011: Alve- naria estrutural – Blocos de concreto - Parte 2: Execução e controle de obras. Rio de Janeiro, 2011. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 16055:2012: Parede de concreto moldada no local para a construção de edificações – Requisitos e pro- cedimentos. Rio de Janeiro, 2012. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118:2014: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7190:1997: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 1997. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8800:2008: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro, 2008. DUARTE, Marcelo Adriano; et al. Sistemas construtivos. 1º edição. Curitiba: LT., 2013. ISBN 9788563687777. GRAZIANO, Francisco Paulo. Projeto e execução de estruturas de concre- to armado. 1ª edição. São Paulo: O Nome Da Rosa. Brasil, 2005. I.S.B.N.: 8586872407. NAZAR, Nilton. Fôrmas e escoramentos para edifícios. 1ª edição. São Paulo: Pini, 2007. ISBN-10: 8572661794 e ISBN-13: 978-8572661799. ZUCHETTI, Marcelo. Execução de estruturas em concreto armado: como or- ganizar os processos e reduzir o tempo de ciclo. 2ª edição. Novas Edições Acadê- micas, Brasil 2017. ISBN-10: 6202043970 e ISBN-13: 978-6202043977. 34