Pilares, vigas e lajes de concreto

Grandes nomes da arquitetura moderna são adeptos desse sistema construtivo. Mas mesmo os defensores do material alertam sobre o risco de desperdícios.

Não existe empreiteiro, mestre-de-obras ou pedreiro que desconheça a utilização do concreto como elemento estrutural. "Isso indica que há mais vantagens do que desvantagens nesse sistema", entende o engenheiro Carlos Holck, professor da Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Entre as estruturas usadas para consturir casas, certamente a de concreto - à vista ou recoberta pela alvenaria - é a mais difundida no Brasil desde o século passado. E essa familiaridade com o método construtivo, com certeza, é um dos motivos pelos quais muitos engenheiros e arquitetos admitem se sentirem mais confiantes quando o incluem em seus projetos. "O fato de o país ter uma grande quantidade de profissionais acostumados a tocar obras desse tipo é outra questão a ser considerada", assinala Holck.

A viabilização de projetos complexos e com curvas acentuadas também conta ponto a favor do método. "Só mesmo a estrutura de concreto permite essa versatilidade, uma vez que sua concepção possibilita o uso de fôrmas com os mais variados desenhos", salienta o arquiteto Jair Valera, sócio há 20 anos do escritório carioca responsável pelas obras de Oscar Niemeyer. A má notícia é que "a desqualificação de alguns operários muitas vezes impede a correta racionalização do canteiro de obras, gerando desperdícios de materiais como madeira, cimento, brita, ferro e até água, que são a base da estrutura de concreto", aponta o engenheiro Paulo Helene, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. "Mas tais perdas e o conseqüente aumento de custos não estão atrelados a falhas no sistema, e sim à desorganização no decorrer do processo", avisa Helene. Ou seja, é perfeitamente possível ter uma obra bem planejada erguida com pilares, vigas e lajes de concreto.

Quais são os tipos de estrutura de concreto?

- Concreto preparado na obra: as fôrmas de madeira são montadas no local exato previsto para pilares, vigas e lajes e preenchidas com o material.
- Concreto usinado: a matéria-prima é entregue por uma empresa especializada e despejada nas fôrmas já preparadas - também nos locais exatos.
- Placas pré-moldadas: a modalidade inclui fôrmas alugadas, que podem ser de madeira, metal ou plástico. Os elementos estruturais são moldados no canteiro de obras, porém não no lugar de sua aplicação.
- Placas pré-fabricadas: quando pilares, vigas e lajes são feitos industrialmente e entregues nos canteiros.

Todas servem para construir casas?
Na opinião de Paulo Helene, as pré-moldadas e as pré-fabricadas não são muito indicadas para a construção de uma única casa. "O custo desses processos, que incluem uma produção em larga escala, costuma compensar só em obras de grande porte, como de edifícios ou conjuntos residenciais." Mas vale lembrar que cabe aos profissionais responsáveis decidir qual a modalidade ideal.

É possível fazer uma estrutura mista?
Sim. Mas são necessários cálculos estruturais mais específicos para que o peso da obra seja corretamente distribuído no esqueleto da construção. "Estruturas mistas, entretanto, não costumam ser econômicas, pois a compra de quantidades menores pressupõe menos poder de negociação", diz o arquiteto Ivanir Abreu, de São Paulo.

Quais os materiais mais indicados para o fechamento das paredes?
Blocos cerâmicos e de concreto são os mais empregados, mas, no caso de uma construção mais leve, é indicado usar bloco de concreto celular ou paredes de gesso.

A estrutura de concreto é mais cara ou mais barata que as demais?
A mão-de-obra especializada custa menos em relação à exigida pelo caso do aço e da madeira. Isso se explica pela vasta quantidade de profissionais disponíveis no mercado. O material que envolve a confecção da estrutura de concreto, de modo geral, também é mais barato que o aço e boa parte das madeiras nobres. Mas isso não significa que o sistema seja mais econômico. "Cada obra tem suas peculiaridades e por isso não é possível confrontar preços de diferentes técnicas", destaca o arquiteto Milton Braga, sócio do escritório paulista MMBB Arquitetos.

Como diminuir o desperdício?
O segredo é planejar os trabalhos no canteiro de obras. Fôrmas de madeira empregadas na confecção de pilares, vigas e lajes, por exemplo, podem ser reaproveitadas em outras etapas. O uso de concreto usinado é uma boa alternativa para evitar perdas de materiais - muito comuns quando a mistura de areia, água e cimento é feita no canteiro. "Outra opção que diminui o risco de desperdícios e garante a qualidade do concreto é fazer a mistura in loco, porém respeitando as proporções estabelecidas por um laboratório especializado nesse tipo de análise", avalia Abreu.

A localização e a inclinação do terreno podem inviabilizar o sistema?
Terrenos muito íngremes geralmente complicam a execução das fôrmas e dos elementos estruturais. "Os de difícil acesso podem até inviabilizar a chegada de caminhão e, portanto, impossibilitar que a matéria-prima seja descarregada no local exato da obra", salienta Abreu. Entretanto, não se pode afirmar que o método é inadequado para terrenos inclinados, por exemplo. "É preciso avaliar a situação existente", diz o arquiteto.

Quando deixar a estrutura aparente e quando escondê-la?
Embutir ou não a estrutura é uma opção estética. "Dependendo da dimensão e do conseqüente peso da obra, são exigidos vigas e pilares de espessuras maiores que as das paredes. Tudo isso precisa ser calculado antes da decisão ser tomada", aconselha Braga.

Solar City Tower-- a torre das olimpíadas de 2016

O desafio passou por conceber uma estrutura vertical localizada na ilha de Cotonduba que, além de ter a função de torre de observação, se torne num símbolo de boas-vindas para quem chegar ao Rio de Janeiro por via aérea ou marítima, uma vez que esta será a cidade anfitriã dos Jogos Olímpicos de 2016.

Projectada pelo gabinete RAFAA, sedeado em Zurique, na Suíça, e denominada «Solar City Tower», esta estrutura foi escolhida como a resposta adequada à proposta inicial e tem a potencialidade de gerar energia suficiente não só para a aldeia olímpica, como para parte da cidade do Rio.

A sua concepção permite-lhe aproveitar a energia solar diurna através de painés localizados ao nível do solo, ao mesmo tempo que a energia excessiva produzida é canalizada para bombear água do mar pelo interior da torre, produzindo um efeito de queda de água no exterior. Esta água é simultaneamente reaproveitada através de turbinas com o objectivo de produzir energia durante o período nocturno.

Estas características permitem atribuir o epíteto de torre sustentável a este projecto, dando continuidade a alguns dos pressupostos do «United Nation´s Earth Summit» de 1992, que ocorreu igualmente no Rio de Janeiro, contribuíndo para fomentar junto dos habitantes da cidade a utilização dos recursos naturais para a produção de energia.

A Solar City Tower engloba ainda outras funcionalidades. Anfiteatro, auditório, cafetaria e lojas são acessíveis no piso térreo, a partir do qual se acede igualmente ao elevador público que conduzirá os visitantes a vários observatórios, assim como a uma plataforma retráctil para a prática de bungee jumping.

No cimo da torre é possível apreciar toda a paisagem que circunda a ilha onde estará implementada, bem como a queda de água gerada por todo o sistema que integra a Solar City Tower, tornando-a num ponto de referência dos Jogos Olímpicos de 2016 e da cidade do Rio de Janeiro.

O Engenheiro Civil do Século XXI

No século XX, o prestígio e os vencimentos foram considerados crescentemente como as medidas de sucesso público. No século XXI, a qualidade do serviço prestado à sociedade, a promoção de cultura e a qualidade de vida conseguida serão as medidas do sucesso e do reconhecimento público. O prestígio e os vencimentos derivarão então destes últimos valores.

Portanto, o Engenheiro Civil do século XXI deve

- Preocupar-se com o ambiente profissional do seu trabalho, com a qualidade do seu
serviço e com as suas funções e envolvimento;

- Estar atento às necessidades e expectativas da sociedade;

- Ter um compromisso com a difusão de cultura e de qualidade de vida a toda a
Humanidade; e

- Estar consciente das responsabilidades e deveres do Engenheiro Civil em relação com os
ambientes naturais e construídos.
Para isso, o Engenheiro Civil do século XXI deve

- Ter os mais elevados padrões éticos de comportamento;

- Exigir os padrões técnicos mais elevados;

- Informar-se; e

- Reconhecer e aceitar a diversidade.

Estes objectivos têm de ser conseguidos dentro de um ambiente profissional em mudançaconstante, a qual se manifesta na evolução da indústria da construção, na globalização de todos os mercados, na concentração do controlo da actividade económica e financeira, no movimento livre de pessoas, na exigência de salvaguarda do ambiente, da segurança e da qualidade de vida, e, com consequências e implicações sempre superiores ao antecipado, no envolvimento directo da sociedade em todos os processos de tomada de decisão, envolvimento esse amplificado pelos meios de comunicação social e pelos canais poderosíssimos de informação
do presente, e ainda mais no futuro.

fonte: http://www.eccenet.org

Construções Metálicas: O uso do Aço na Construção Civil

A importância do uso do aço pode ser observada na construção civil, principalmente, em susbstituição a elementos convencionais como o concreto."

1. Introdução

Desde o século XVIII, quando se iniciou a utilização de estruturas metálicas na construção civil até os dias atuais, o aço tem possibilitado aos arquitetos, engenheiros e construtores, soluções arrojadas, eficientes e de alta qualidade.Das primeiras obras - como a Ponte Ironbridge na Inglaterra, de 1779 - aos ultramodernos edifícios que se multiplicaram pelas grandes cidades, a arquitetura em aço sempre esteve associada à idéia de modernidade, inovação e vanguarda, traduzida em obras de grande expressão arquitetônica e que invariavelmente traziam o aço aparente.No entanto, as vantagens na utilização de sistemas construtivos em aço vão muito além da linguagem estética de expressão marcante; redução do tempo de construção, racionalização no uso de materiais e mão de obra e aumento da produtividade, passaram a ser fatores chave para o sucesso de qualquer empreendimento.

Essas características que transformaram a construção civil no maior mercado para os produtores de aço no exterior, começam agora a serem percebidas por aqui. Buscando incentivar este mercado e colocar o Brasil no mesmo patamar de desenvolvimento tecnológico de outros países, a COSIPA vem oferecer uma vasta gama de aços para aplicação específica na construção civil.

Produzidos com os mais avançados processos de fabricação, os aços COSIPA têm qualidade garantida através das certificações ISO 9001 e ISO 14001.A competitividade da construção metálica tem possibilitado a utilização do aço em obras como: edifícios de escritórios e apartamentos, residências, habitações populares, pontes, passarelas, viadutos, galpões, supermercados, shopping centers, lojas, postos de gasolina, aeroportos e terminais rodo-ferroviários, ginásios esportivos, torres de transmissão, etc.

2. Vantagens no uso do Aço

O sistema construtivo em aço apresenta vantagens significativas sobre o sistema construtivo convencional:

• Liberdade no projeto de arquitetura - A tecnologia do aço confere aos arquitetos total liberdade criadora, permitindo a elaboração de projetos arrojados e de expressão arquitetônica marcante.
• Maior área útil - As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito importante principalmente em garagens.
• Flexibilidade - A estrutura metálica mostra-se especialmente indicada nos casos onde há necessidade de adaptações, ampliações, reformas e mudança de ocupação de edifícios. Além disso, torna mais fácil a passagem de utilidades como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc.
• Compatibilidade com outros materiais - O sistema construtivo em aço é perfeitamente compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes e painéis de concreto, painéis "dry-wall", etc).
• Menor prazo de execução - A fabricação da estrutura em paralelo com a execução das fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviços simultaneamente, a diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais.
• Racionalização de materiais e mão-de-obra - Numa obra, através de processos convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura metálica possibilita a adoção de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdício seja sensivelmente reduzido.
• Alívio de carga nas fundações - Por serem mais leves, as estruturas metálicas podem reduzir em até 30% o custo das fundações.
• Garantia de qualidade - A fabricação de uma estrutura metálica ocorre dentro de uma indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo o processo industrial.
• Antecipação do ganho - Em função da maior velocidade de execução da obra, haverá um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela rapidez no retorno do capital investido.
• Organização do canteiro de obras - Como a estrutura metálica é totalmente pré-fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido entre outros à ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o inevitável desperdício desses materiais. O ambiente limpo com menor geração de entulho, oferece ainda melhores condições de segurança ao trabalhador contribuindo para a redução dos acidentes na obra.
  
• Reciclabilidade - O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas.
  
• Preservação do meio ambiente - A estrutura metálica é menos agressiva ao meio ambiente pois além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emissão de material particulado e poluição sonora geradas pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira.
• Precisão construtiva - Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é medida em centímetros, numa estrutura metálica a unidade empregada é o milímetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalação de elevadores, bem como redução no custo dos materiais de revestimento.

3. Aspectos de Projeto

3.1. Definição do Partido Arquitetônico

Estrutura metálica aparente ou revestida? Essa é a primeira decisão que o arquiteto deve tomar ao trabalhar com estrutura de aço. Ao contrário do que muitos possam pensar, a maior parte das obras em aço existentes no exterior são realizadas com o aço revestido. Essa solução, que pode significar redução nos custos de pintura e proteção contra incêndios, deve ser adotada quando o que importa são as inúmeras vantagens do aço como material estrutural e não a "estética do aço". Cabe ao arquiteto definir qual a solução mais adequada para cada obra. Nessa etapa do projeto é interessante uma consulta a um calculista que poderá orientar sobre as melhores alternativas.

3.2. Detalhamento

É necessário um bom detalhamento do projeto estrutural que leve em conta possíveis interferências com os projetos de instalações elétricas, hidráulicas, ar condicionado, etc. e evitar improvisações no canteiro de obras. Independentemente do tipo de aço e do esquema de pintura empregados, alguns cuidados básicos nas etapas de projeto, fabricação e montagem da estrutura podem contribuir significativamente para melhorar a resistência à corrosão:

• Evitar regiões de empoçamento de água e deposição de resíduos;
• Prever furos de drenagem em quantidade e tamanho suficiente;
• Permitir a circulação de ar por todas as faces dos perfis para facilitar a secagem;
• Garantir espaço suficiente e acesso para realização de manutenção (pintura, etc.);
• Impedir o contato direto de outros metais com o aço para evitar o fenômeno de corrosão galvânica;
• Evitar peças semi-enterradas ou semi-submersas.

3.3. Ligações

Outro ponto importante na etapa de projeto, é a definição do sistema de ligação a ser adotado entre os elementos que compõem a estrutura metálica como: vigas, pilares e contraventamentos.

É fundamental que os elementos de ligação (chapas, parafusos, soldas, etc.) apresentem resistência mecânica compatível com o aço utilizado na estrutura. A escolha criteriosa entre um sistema de ligação soldado e/ou parafusado, pode significar uma obra mais econômica e tornar a montagem mais rápida e funcional. Alguns aspectos são importantes para essa escolha:

• Condições de montagem no local da obra
• Grau de dificuldade para fabricação da peça
• Padronização das ligações

Se a intenção do projeto for deixar as estruturas aparentes, o desenho das ligações assume uma importância maior. O formato, posição e quantidade de parafusos, chapas de ligação e nervuras de enrijecimento, são alguns dos itens que podem ter um forte apelo estético se convenientemente trabalhados pelo arquiteto em conjunto com o engenheiro calculista.

Ligações Soldadas

Para que se tenha um maior controle de qualidade, as ligações soldadas devem ser executadas sempre que possível na fábrica. É o tipo de ligação ideal para união de peças com geometria complicada.

Os processos de soldagem mais utilizados são a solda a arco elétrico, que pode ser manual ou com eletrodo revestido e automática, com arco submerso. Quando a obra empregar aços resistentes à corrosão atmosférica (família COS AR COR) deve-se empregar eletrodos apropriados.

Ligações Parafusadas

As ligações parafusadas podem utilizar dois tipos de parafusos:

• comuns: apresentam baixa resistência mecânica, sendo portanto utilizados em ligações de peças secundárias como guarda-corpos, corrimãos, terças e outras peças pouco solicitadas
• alta resistência: são especificados para ligações de maior responsabilidade. Devido à característica de alta resistência, as ligações geralmente tem um número mais reduzido de parafusos, além de chapas de ligação menores.

É importante destacar que, quando a obra empregar aços resistentes à corrosão atmosférica (família COS AR COR) deve-se empregar parafusos de aço com as mesmas características.

Não é recomendada a utilização de parafusos e porcas galvanizados sem pintura em estruturas de aço carbono comum ou resistentes à corrosão atmosférica. A diferença de potencial eletroquímico entre o revestimento de zinco e o aço da estrutura pode ocasionar uma corrosão acelerada da camada de zinco.

4. Peso da Estrutura

Para a elaboração de estimativas de custo, é necessário se conhecer o peso da estrutura metálica. Apresentamos a seguir, para efeito ilustrativo, uma tabela com o peso estimado da estrutura metálica em função dos diversos tipos de construção.

5. Fechamentos

As estruturas metálicas permitem grande flexibilidade quando o assunto é a escolha dos sistemas de fechamento horizontal (lajes) e vertical (paredes). De maneira geral, podemos dizer que é possível utilizar todas as alternativas de fechamento existentes no mercado, desde as mais convencionais até as mais inovadoras.

A especificação dependerá do tipo de projeto e de suas características específicas: exigências econômicas, estéticas, necessidade de rapidez de execução, etc. Dessa forma, o arquiteto tem total liberdade para optar pelo uso da solução mais adequada.

5.1. Fechamentos Horizontais

Dentre os diversos tipos de lajes usualmente empregadas, podemos destacar as seguintes: • laje de concreto moldada "in loco"; • laje de painel armado de concreto celular; • laje pré-fabricada protendida; • pré-laje de concreto; • laje mista; • laje de painel de madeira e fibrocimento; • laje com forma metálica incorporada - "steel deck".

5.2. Fechamentos Verticais

Igualmente como acontece com as lajes, as estruturas metálicas possuem compatibilidade com uma grande diversidade de materiais de vedação. Destacamos abaixo algumas dessas soluções:

• alvenarias: de tijolos de barro, blocos cerâmicos, blocos de concreto ou de concreto celular;
• painéis: de concreto celular, concreto colorido, solo-cimento, aço, gesso acartonado ("dry-wall").

É importante deixar claro que não existem fatores de ordem técnica que impeçam o uso de estruturas metálicas em conjunto com alvenarias.

Para tanto é necessário apenas que o projetista detalhe as uniões entre os diferentes materiais o que evitará o aparecimento de patologias como trincas ou fissuras. Entre os detalhes mais comumente empregados podemos destacar:

• junta pilar/alvenaria: utilização de barras de aço de espera (também conhecida como "ferro cabelo"), com 5 mm de diâmetro e 30 a 40 cm de comprimento, soldadas ao perfil aproximadamente a cada 40 cm e solidarizadas à alvenaria durante o seu assentamento;
• junta viga/alvenaria: aplicar entre a face inferior da viga e a alvenaria, material deformável (cortiça, isopor ou poliestireno) arrematados por mata-juntas ou selantes flexíveis.

Com relação aos demais materiais utilizados como fechamento, é necessário consultar os catálogos técnicos de seus respectivos fabricantes, onde poderão ser encontradas informações úteis com relação às melhores soluções de detalhamento entre a estrutura e o conjunto de vedação.