PROJETO DE ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO (LUCAS VICENTE)

Prévia do material em texto

PROJETO DE ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO A UMA 
RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR 
Lucas Vicente Nunes¹, Fabiane Krolow ² 
1 Estudante do Curso de Arquitetura e Urbanismo, UNIC, Cuiabá-MT 
2 Professora Mestre do Curso de Arquitetura e Urbanismo, UNIC, Cuiabá-MT 
 
1. RESUMO 
 Popularizado pelo mundo durante o século XX o concreto armado se tornou 
famoso no Brasil com a ascensão do movimento modernista por ser um sistema 
construtivo que melhor se adequava aos padrões e formalidades estéticas buscadas pelos 
projetistas que se alinhavam ao movimento, oferecendo também grande capacidade 
estrutural e maleabilidade para executar formas mais orgânicas, sendo o sistema 
construtivo de grandes obras da arquitetura e engenharia brasileira, como o Museu de 
Arte de São Paulo (MASP), o Conjunto da Pampulha em Belo Horizonte e as diversas 
edificações do plano de Brasília. Ainda hoje, passadas décadas desde a inserção do 
sistema construtivo no país, o concreto armado é o principal método construtivo utilizado 
nas construções brasileiras, tendo se difundido tanto para edificações de grande porte 
quanto para construções de dimensões menores. Desta forma, o presente artigo tem como 
objetivo apresentar o desenvolvimento do projeto de estruturas em concreto armado 
proposto a uma residência unifamiliar do tipo sobrado, elaborado ao logo da disciplina de 
Sistemas Estruturais I. Sendo o produto final do semestre, o artigo apresenta os conceitos 
básicos referentes ao sistema construtivo, como a composição e funcionalidades do 
concreto armado, passando por projetos de referência usados para elaboração do projeto 
de estrutural, apresentado ao final deste artigo. 
 
Palavras-chave: Concreto armado; Sistemas Estruturais; 
 
2. CONCEITOS SOBRE ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO 
O concreto armado consiste na junção de dois compostos, que juntos vencem com 
êxito as forças de tração e compressão, são eles, o concreto, que resulta da mistura de 
cimento, areia e brita, e é a parte do composto responsável por suportar as forças de 
compressão impostas a estrutura, junto a ela, são dispostas as barras de aço, chamadas 
também de armadura, sendo responsáveis por suportar as forças de tração, as armaduras 
são geralmente montadas in loco, através da junção de vergalhões de aço, vale salientar 
que a efetividade do compósito depende da aderência entre os materiais que o compõem, 
devido a isto é comum que os vergalhões, utilizados nas armaduras, possuam ranhuras, 
com o intuito de aumentar a aderência e a superfície de contato entre o aço e o concreto. 
 
Figura 01: Preenchimento de fôrma com concreto 
 
Fonte: Bastos (2019) 
 
Tais estruturas são compostas por lajes, vigas, pilares e fundação e tem como 
função principal receber o peso da edificação e encaminha-las ao solo, contudo, as 
mesmas devem também ser econômicas, visto que estruturas superdimensionadas podem 
não suportar o peso próprio, sabendo disso, grande número de projetos se inspiram na 
natureza para buscar soluções inteligentes e econômicas, visto que as formas da natureza 
evoluíram com o intuito de consumir o mínimo de energia. Tal inspiração em 
ecossistemas e formas da natureza é também conhecida como Biomimética, descrita por 
Liliana Fay (2006). São exemplos de engenharia biomimética as lajes cogumelo (Fig.: 
02), que como o nome sugere, inspiram-se nos cogumelos para permitir a execução de 
lajes mais esbeltas em formas irregulares, dispensando o uso de vigas, as coberturas em 
casca (Fig.: 03) inspiradas nas conchas que abrigam moluscos, vencendo os esforços 
impostos a estrutura por meio de nervuras que enrijecem a o sistema sem o aumento 
significativo do peso, entre outros. 
 
 
 
 
 
Figura 02: Sistema estrutural baseado em cogumelos 
 
Fonte: Fay (2006) 
Figura 03: Restaurante mexicano projetado usando sistema de concha 
 
 
Fonte: Fay (2006) 
 
Mundialmente usado, o concreto armado possui grande aceitação, por se tratar de 
uma material de baixo custo, permitir as mais distintas soluções projetuais, sendo versátil 
quanto a formas orgânicas, o baixo custo de manutenção durante o uso e por também não 
exigir grande número de mão de obra especializada, o que por sua vez contribui para a 
redução de custos da obra. Contudo o sistema é pouco ecológico devido a origem dos 
materiais usados que exige mineração em grande escala, o uso de madeira para fabricação 
das formas e o grande volume de resíduos gerados quando comparado a sistemas como 
steel-frame e wood-frame. 
 
3. PROJETO REFERÊNCIA 
O projeto da Casa Nakasone serve de referência ao projeto em estudo neste 
artigo. Executado em concreto armado a edificação possui características bastantes 
semelhantes com as constantes no sobrado aqui analisado. 
Figura 04: Fachada frontal da Casa Nankasone 
 
Fonte: ArchDaily (2020) 
 
O projeto se localiza numa região periférica da Cidade do México e fora pensado 
para uma professora aposentada, composto por dois pavimentos de aproximadamente 50 
m² cada. Devido ao orçamento reduzido da cliente o projeto buscou sistemas construtivos 
que poupassem gastos, adotando o concreto armado, associado a fechamentos de 
alvenaria com tijolos maciços, permitindo que o projeto fosse executado por construtores 
locais. Devido a suas proporções reduzidas e o posicionamento dos pilares, foi possível a 
utilização de lajes maciças, dispensando a necessidade de vigas. 
 
 Figura 05: Pátio central Figura 06: Interior da Casa Nankasone 
 
 Fonte: ArchDaily (2020) Fonte: ArchDaily (2020) 
 
4. PROJETO DE ARQUITETURA 
O projeto alvo deste estudo representa um sobrado com cerca de 100 m² de área total, 
construído com estruturas de concreto armado e fechamentos de alvenaria comum com 
espessura de 15 cm, detalhado nas plantas e demais desenhos que seguem. 
Figura 07: Pavimento Terreo Figura 08: Pavimento Superior 
 
Fonte: Autor Fonte: Autor 
 
 
 
 
 
Figura 09: Fachada Frontal Figura 10: Fachada posterior 
 
Fonte: Autor Fonte: Autor 
 
Figura 11: Perspectiva Lateral Direita 
 
Fonte: Autor 
 
O projeto foi pensado para um terreno com 140 m² de área e possui como cotas 
gerais as medidas de 5x11,5 metros. O pavimento térreo se configura de sala de jantar, 
lavabo, sala de tv e cozinha que estão dispostos em um layout aberto, sem divisórias 
físicas, além da lavanderia que se encontra na parte posterior da edificação em uma 
pequena área aberta. Na parte frontal à direita, se localiza a escada, dividida em dois 
lances, que leva ao pavimento superior no qual estão dispostos dois quartos com sacada 
e um banheiro, interligados por uma circulação com cerca de 7 m², ambas as varandas 
foram projetadas em balanço, criando projeções sobre a entrada principal e sobre a janela 
da cozinha. 
 
5. PROPOSTA DE PROJETO ESTRUTURAL 
O desenvolvimento do projeto estrutural ao sobrado apresentado a cima fora 
desenvolvido no decorrer do semestre 2020/01, ao longo das aulas da matéria de Sistemas 
Estruturais I. A elaboração do mesmo iniciou-se pela locação dos pilares (Fig. 12), que 
foram norteados pela posição da escada, que se localiza na parte frontal a direita do 
projeto, em seguida foram alocados os pilares dos cantos dos quartos 01 e 02 e do 
banheiro no primeiro andar, deixando as sacadas dos dormitórios em balanço. No 
pavimento térreo os mesmos pilares se mantem, com a adição de um pilar, o pilar 5 (P5), 
que não sobe ao pavimento superior, situado ao lado da porta da lavanderia, conforme 
mostra a planta de locação dos pilares (fig: 12). 
 
Figura 12: Planta de Locação dos pilares 
 
Fonte: Autor 
 O posicionamento dasvigas assim como os pilares tiveram em inicio sua locação 
baseada no posicionamento da escada, para fim de que a viga 15 (Fig. 13) e a viga 38 
(Fig. 14), servissem respectivamente como pontos de partida e chegada da escada, as 
demais vigas foram posicionada no sentido transversal, para que estas vencessem vãos 
menores, permitindo que não houvessem pilares em meio ao layout do pavimento térreo, 
pensado para que seus ambiente sejam integrados uns aos outros. 
 
Figura 13: Planta de Formas das vigas Baldrames 
 
Fonte: Autor 
Figura 14: Planta de Formas das vigas do pavimento superior 
 
Fonte: Autor 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15: Planta de Formas das vigas do pavimento superior 
 
Fonte: Autor 
 
 A representação 3D do sistema estrutural proposto ao projeto do sobrado 
demonstra de forma representativa a função de cada componente estrutural ao sistema, de 
modo que possa ser entendida uma certa hierarquização entre estes. Representadas em 
verdes, as lajes recebem as cargas impostas pelos móveis e pessoas que circulam pelo 
ambiente, e eventualmente de algumas paredes, tais cargas são transferidas as vigas, que 
estão representadas em laranja, e se somam as cargas das paredes que se encontram 
diretamente sobre estas, as vigas por sua vez transferem as cargas impostas sobre elas aos 
pilares, representados em preto, estes encaminham as cargas verticalmente as fundações, 
neste caso, vigas baldrame e sapatas (representadas em azul) 
 
 Figura 16: Perspectiva paralela frontal Figura 17: Perspectiva paralela lateral esquerda 
 
 Fonte: Autor Fonte: Autor 
 
Figura 18: Perspectiva paralela posterior Figura 19: Perspectiva paralela lateral direita 
 
 Fonte: Autor Fonte: Autor 
 
Figura 20: Perspectiva paralela lateral direita 
 
Fonte: Autor 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Sendo um compósito, o concreto armado é a junção de dois materiais (concreto e 
ferro) com o intuito de gerar um material mais forte, desta forma o concreto armado 
suporta as cargas de compressão e tração impostas a estrutura, além disso o sistema 
possui grande aceitação por sua flexibilidade de formas -visto que pode ser moldado in 
loco-, devido a facilidade de acesso aos materiais que o compõem e por sua baixa 
exigência de mão de obra qualificada. Afora isto, o concreto armado possui alguns 
empecilhos, como seu peso próprio elevado e o fato de este gerar grande volume de 
resíduos, o que se soma a pegada ambiental criada pela extração de minério de ferro e do 
cimento. 
O projeto estrutural é de fundamental importância a qualidade e durabilidade da 
edificação, sendo assim, o mesmo deve ser considerado desde a elaboração do projeto 
arquitetônico, influenciando e sendo influenciado pela escolha dos materiais de 
fechamento e acabamento, visto que para sua elaboração são levados em conta além das 
medidas do projeto, o peso de cada um de seus componentes e o uso de cada um dos 
ambientes a serem construídos. 
 
REFERENCIAS: 
 
BASTOS, Paulo Sérgio dos Santos. FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO. 
Bauru: Unesp - Campus de Bauru/sp, Departamento de Engenharia Civil, 2019. 89 p. 
Disponível em: http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Fundamentos%20CA.pdf. 
Acesso em: 25 abr. 2020. 
 
 "Casa Nakasone / Escobedo Soliz" [Casa Nakasone / Escobedo Soliz] 19 Abr 
2020. ArchDaily Brasil. Acessado 25 Abr 2020. 
<https://www.archdaily.com.br/br/937697/casa-nakasone-escobedo-soliz> ISSN 0719-
8906 
 
FAY, Liliana. Estruturas Arquitetônicas Composição e Modelagem. Rio de Janeiro: 
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 2006. 102 p. Disponível em: 
https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxlc3
RydXR1cmFzdWZqZnxneDo0MTg4MGRmODhjMDA1YzMx. Acesso em: 25 abr. 
2020.