BOAS PRATICAS NA MONTAGEM DE ARMAÇÃO, Manuais, Projetos, Pesquisas de Matérias técnicas

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MONTAGEM DAS

ARMADURAS DE

ESTRUTURAS DE

CONCRETO ARMADO

MANUAL DE

BOAS PRÁTICAS

Jorge Nakajima

Larissa Arakawa Martins

Realização Colaboração

Elementos de fundações,

reservatórios, piscinas e escadas

VOLUME 2

Conteúdo e edição

Jorge Nakajima

Larissa Arakawa Martins

Colaboração

Gerdau

Realização Colaboração

MONTAGEM DAS

ARMADURAS DE

ESTRUTURAS DE

CONCRETO ARMADODO

MANUAL DE

BOAS PRÁTICAS

Elementos de fundações,

reservatórios, piscinas e escadas

VOLUME 2

PREFÁCIO

MANUAL DE BOAS PRÁTICAS

• Softwares para cálculo estrutural, como o TQS;
• Rotinas para cálculo estrutural em outros programas; e
• Construtibilidade e interação com as equipes de obra, visando maior eficiência no processo construtivo e maior clareza de nossos desenhos.

Nesse último tema, destacou-se o Eng. Jorge Nakajima. Por meio de seu trabalho e o de sua equipe, a produção de todos os desenhos de armação dos edifícios projetados em nosso escritório é organizada seguindo a Metodologia de Lean Construction, com muito sucesso. Ele e sua equipe cuidam, além da produção e validação desses desenhos, do estudo aprofundado do software da TQS. Além disso, acompanham, em várias obras, os trabalhos dos carpinteiros de fôrmas e dos armadores, buscando interagir para detectar dificuldades, propor melhorias e retroalimentar nossos processos de projeto estrutural. A série de materiais Boas Práticas se desenvolveu, assim, como fruto de todas essas atividades e experiências.

Vale ressaltar que a metodologia BIM (Building Information Modeling

• Modelagem da Informação da Construção) é usada hoje, em nosso escritório, na parte da fôrma (formato) das peças estruturais, lajes, vigas, pilares, escadas e detalhes especiais. Os Manuais de Boas Práticas, assim, dão passos importantes tanto na facilitação do entendimento da montagem das armaduras quanto na criação de futuras implementações do BIM para o projeto de armaduras de estruturas em concreto armado.

A colaboração da Larissa Arakawa Martins, arquiteta e engenheira, no trabalho da elaboração dos portfólios do escritório, assim como em toda nossa comunicação em diferentes mídias, tem sido muito rica e eficiente; e, com o Eng. Jorge, produziu este valioso material que você tem em mãos agora.

Em nome de todos os colaboradores da França e Associados Projetos Estruturais, agradeço este esplêndido trabalho elaborado pelo Eng. Jorge Nakajima e pela Arq./Eng. Larissa A. Martins. Boa Leitura!

Desde a criação da França e Associados, há mais de quarenta anos, procurei fazer uma ponte entre as preocupações que tinha como professor de estruturas da EPUSP e a criação de um projeto estrutural inovador. Projeto este em que se buscava uma boa solução estrutural adequada ao partido arquitetônico e com construtibilidade e custos otimizados.

Ao longo dos anos, a equipe do escritório foi aumentando, com a contratação, preferencialmente, de colaboradores que estivessem nas etapas iniciais de suas carreiras, como estagiários. Graças a indicações de colegas de profissão que lecionavam em diferentes faculdades, montamos uma equipe de profissionais que, mesmo depois de formados, nunca deixaram de ser estudantes empenhados e com grande interesse em trabalhar em estruturas.

Além disso, nossa política sempre foi incentivar a formação contínua através de cursos de aperfeiçoamento, mestrados e doutorados. Com isso houve um crescimento significativo da abrangência de nosso conhecimento nas várias áreas do projeto estrutural. Buscamos fazer uma divisão de estudos para que pudéssemos abranger várias áreas do conhecimento crescente da engenharia estrutural. Esses estudos e trabalhos paralelos à atividade de projeto geraram vários projetos de pesquisa, participações em revisão de normas brasileiras e internacionais na área de estruturas e palestras em diversos eventos. Por meio desse rico ambiente de aperfeiçoamento e aprendizado, temos, hoje, especialistas em:

• Concepção estrutural;
• Novos processos construtivos, peças pré-moldadas, edifícios em paredes estruturais e outros;
• Protensão aderente e não aderente;
• Estruturas esbeltas;
• Dinâmica das estruturas;
• Análise dos efeitos do vento em edifícios;
• Segurança das estruturas ao fogo;
• Confiabilidade;
• Soluções estruturais visando a Sustentabilidade;
• Conceito de Biela-Tirante para detalhamento de ligações estruturais e peças especiais;
• BIM (Building Information Modelling) em estruturas;

Ricardo Leopoldo e Silva França

Sócio-diretor da França e Associados Projetos Estruturais

Os primeiros projetos de estruturas que o escritório França & Associados projetou para nós datam de meados da década de 1990. De lá para cá, uma parceria muito rica foi desenvolvida nos inúmeros edifícios por eles projetados. Sem dúvida, a qualidade dos projetos, da concepção ao detalhamento, tem sido um fator muito importante.

Este livro, fruto da experiência dos autores Jorge Nakajima e Larissa Arakawa Martins, e da tradição do escritório França e Associados Projetos Estruturais, onde trabalham, traz conceitos que foram sendo desenvolvidos e aprimorados no decorrer do tempo.

Este trabalho, o segundo livro dos autores sobre o tema, aborda, de forma muito didática, o detalhamento das armaduras de um conjunto de peças estruturais, que nem sempre recebem a devida importância nos cursos de engenharia. São os blocos de coroamento das fundações, caixas d’água, piscinas e escadas. Ele apresenta o correto posicionamento das armaduras, levando em conta a atuação dos esforços e as dificuldades de execução nos canteiros de obra.

Os detalhes apresentados em todo o livro têm como objetivo indicar a forma de se posicionar as barras de aço. O posicionamento preciso das armaduras é fundamental para que a estrutura tenha seu comportamento em uso da maneira como o projetista da estrutura a concebeu, resistindo aos esforços que atuarão nas peças da estrutura e garantindo que o desempenho seja atendido, inclusive quanto à durabilidade. Além disso, em vários momentos, os autores apresentam a sequência mais adequada de montagem para que o armador, nas condições da obra, tenha sempre acesso aos trechos do elemento estrutural, mesmo àqueles que possuem densidade elevada de armadura. Essa preocupação com a exequibilidade (construtibilidade), da forma como é apresentada, é inédita na literatura da engenharia civil, pois visa minimizar as dificuldades de execução que são enfrentadas nos canteiros de obra.

Assim, na primeira parte do livro, os autores tratam do detalhamento dos elementos de fundação, muito importantes na transmissão

Nesta publicação, os autores apresentam de forma didática um compilado essencial de boas práticas na armação de estruturas de concreto armado, complementando de forma brilhante os temas já tratados no Volume 1 desta série.

Com 121 anos de história, a Gerdau é a maior empresa brasileira produtora de aço e uma das principais fornecedoras de aços longos nas Américas e de aços especiais no mundo. No Brasil, também produz aços planos, além de minério de ferro para consumo próprio. Além disso, possui uma divisão de novos negócios, a Gerdau Next, com o objetivo de empreender em segmentos adjacentes ao aço. Com o propósito de empoderar pessoas que constroem o futuro, a companhia está presente em 9 países e conta com mais de 36 mil colaboradores diretos e indiretos em todas as suas operações. Maior recicladora da América Latina, a Gerdau tem na sucata uma importante matéria-prima: 73% do aço que produz é feito a partir desse material. Todo ano, 11 milhões de toneladas de sucata são transformadas em diversos produtos de aço. A companhia também é a maior produtora de carvão vegetal do mundo, com mais de 250 mil hectares de base florestal no Estado de Minas Gerais. Como resultado de sua matriz produtiva sustentável, a Gerdau possui, atualmente, uma das menores médias de emissão de gases de efeito estufa (CO 2 e), de 0,90 t de CO 2 e por tonelada de aço, o que representa aproximadamente a metade da média global do setor, de 1,89t de CO 2 e por tonelada de aço (worldsteel). Em 2031, as emissões de carbono da Gerdau vão diminuir para 0,83t de CO 2 e por tonelada de aço.

Tivemos o prazer de contar mais uma vez com a experiência técnica e prática da empresa França e Associados Projetos Estruturais como autores deste primoroso trabalho. A Gerdau, com a participação da pesquisadora Adriana de Araújo, contribui nesta obra com o capítulo de Inspeção e Manutenção de estruturas, um tema relevante para o avanço da construção civil no País de forma sustentável.

O Volume 1 teve uma excelente receptividade no meio técnico e acadêmico, reforçando que existe uma lacuna a ser preenchida neste campo. A boa prática acaba sendo um tema essencial, aliada ao conhecimento técnico dos profissionais que atuam na construção civil brasileira. Uma armação projetada de forma otimizada e adequada, aliada à escolha de materiais e a uma etapa de execução eficiente, tem a missão de produzir estruturas duráveis e seguras para o usuário final.

A eficiência na construção é um tema que permeia as ações da Gerdau. A busca por melhoria na produtividade e qualidade das estruturas é tema central para garantir constante crescimento e desenvolvimento da indústria da construção no País. A evolução da eficiência passa por temas como capacitação, inovação em produtos e soluções e, certamente, pela união da cadeia da construção civil.

Esta publicação conta com 8 capítulos, que abrangem: detalhes construtivos; armaduras de sapatas; armaduras de blocos de coroamento; armaduras de vigas de fundação e cortinas; armaduras de reservatórios e piscina; armaduras de escadas; e, por fim, inspeção de estruturas.

Este manual vem somar conhecimento prático e técnico sobre armação e manutenção de estruturas de concreto armado, assim como seguir incentivando pesquisas e desenvolvimentos nesses temas. Esperamos que o manual siga seu propósito de capacitar os times de obra e possibilitar qualidade superior às nossas estruturas.

Boa leitura!

APRESENTAÇÃO MANUAL DE BOAS PRÁTICAS

Maurício Silveira Martins

Especialista de Marketing Construção Civil da Gerdau

SUMÁRIO

MANUAL DE BOAS PRÁTICAS

REFERÊNCIAS & AGRADECIMENTOS

CAPÍTULO 5 ARMADURAS DE CORTINAS

CAPÍTULO 6 ARMADURAS DE RESERVATÓRIOS E PISCINAS

CAPÍTULO 7 ARMADURAS DE ESCADAS

CAPÍTULO 8 INSPEÇÃO DE ESTRUTURAS

CONCLUSÃO

10

COMO USAR

ESTE MANUAL

& GLOSSÁRIO

MANUAL DE

BOAS PRÁTICAS

12

Assim como apresentadas no Volume 1 do Manual de Boas Práticas - Montagem das Armaduras de Estruturas de Concreto Armado (2021), as figuras do Volume 2 seguem um padrão único de cores e formas. Desse modo, é possível identificar cada elemento estrutural representado com clareza e precisão.

Os espaçadores e cobrimentos aparecerão sempre representados como nas imagens desta página ( CONVENÇÕES PARA ESPAÇADORES ). Lembramos que os tipos de espaçadores apresentados nesta página foram escolhidos para todas as imagens do manual, pois são comumente utilizados em elementos de concreto armado.

Os cobrimentos em laje, viga, pilar, escada, reservatório e piscina também serão representados graficamente, como mostrados ao lado, de modo a enfatizar sua importância.

Como para os espaçadores, as armaduras também possuem suas próprias cores. Assim, nos exemplos na próxima página (CONVENÇÕES PARA ARMADURAS) , é possível encontrar todas as principais convenções de cores que foram utilizadas para representar cada armadura presente nas páginas deste manual.

Relembramos que, em alguns capítulos, apresentamos figuras em sequência, de modo a exemplificar etapas de executivas de certos elementos. Nestas imagens, apenas os elementos novos ou relevantes em cada etapa de construção estarão apresentados em cores, e os elementos das etapas anteriores ou que não impactam no conceito da imagem estarão representados na cor cinza.

COBRIMENTO EM LAJE OU ESCADA

COBRIMENTO EM BLOCO DE

COROAMENTO, PILAR OU VIGA

ESPAÇADOR CENTOPEIA EM LAJE

ESPAÇADOR CENTOPEIA EM VIGA OU PILAR

ESPAÇADOR CIRCULAR EM VIGA OU PILAR

ESPAÇADOR TRELIÇADO EM LAJE

CONVENÇÕES PARA ESPAÇADORES

COMO USAR ESTE MANUAL

MANUAL DE BOAS PRÁTICAS

COBRIMENTO EM RESERVATÓRIOS

OU PISCINAS

ESPAÇADOR CENTOPEIA EM

RESERVATÓRIOS OU PISCINAS

ESPAÇADOR CIRCULAR EM

RESERVATÓRIOS OU PISCINAS

ROLETE

ESPAÇADOR DE ARGAMASSA OU CONCRETO

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ARMADURA

NEGATIVA DE VIGA

Vermelho

ESTRIBOS DE VIGA

OU PILAR

Magenta

ARMADURA

LONGITUDINAL DE PILAR

Ciano

ARMADURA

POSITIVA DE VIGA

Azul

ARMADURA DE PELE

Verde

ARMADURA INFERIOR DA

FUNDAÇÃO - DIREÇÃO 1

Azul ARMADURA INFERIOR DA FUNDAÇÃO - DIREÇÃO 2 Amarelo

ARMADURA

NEGATIVA DE

PATAMAR DE ESCADA

Vinho

Figuras A, B e C Elementos e padrões de cores

A

B

CONVENÇÕES PARA ARMADURAS

ARMADURA

COMPLEMENTAR

Verde

ARMADURA POSITIVA

DE ESCADA

Azul, amarelo e laranja

ARMADURA DE

DISTRIBUIÇÃO DE ESCADA

Lilás

C

ARMADURA

COMPLEMENTAR

Verde

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VIGA BALDRAME

Elemento estrutural linear, que se apoia em blocos de coroamento, sapatas ou pilares-parede, no nível do piso da fundação. Normalmente, lajes não se apoiam sobre essas vigas. As alvenarias são assentadas sobre as vigas baldrame.

VIGA DE TRAVAMENTO Vigas que resistem aos esforços adicionais devido aos pequenos desvios da posição das estacas, dentro de certos limites.

FUNDAÇÃO PROFUNDA

Elemento estrutural de fundação com maiores profundidades, como estacas e tubulões. A fundação profunda tem a função de transferir os esforços para o solo ao longo da sua superfície lateral (resistência de fuste), ou pela base (resistência de ponta) ou por ambas.

MÍSULA Elemento de concreto junto aos encontros de parede x parede ou parede x laje inferior, cuja função é enrijecer e melhorar a ligação nesses encontros. Historicamente, as mísulas foram colocadas nos reservatórios para facilitar a execução e a eficiência da impermeabilização, e não pela atribuição estrutural.

RESERVATÓRIO Local onde é armazenada água potável, servida ou pluvial. Pode ser, usualmente, de fibra ou concreto armado.

SAPATA Elemento estrutural de fundação rasa, apoiada diretamente no solo. Sua função principal é distribuir esforços (forças e momentos fletores) provenientes de pilares ou pilares-parede ao solo por meio de uma base alargada.

TENSÃO ADMISSÍVEL

Pressão máxima que o solo pode receber, sem que haja ruptura ou deformações acima de limites de norma. É a tensão de ruptura dividida por um fator de segurança.

VIGA ALAVANCA OU DE EQUILÍBRIO Elemento estrutural que resiste aos esforços gerados quando o elemento de fundação não está centralizado no pilar. Ocorre geralmente junto aos limites do terreno, por limitações de execução ou do equipamento utilizado.

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INTRODUÇÃO

MANUAL DE

BOAS PRÁTICAS

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o Volume 2 doManual de Boas Práticas, contemplando detalhes dos elementos de fundação, reservatórios, piscinas e escadas.

Iniciamos este volume analisando a importância da correta execução e montagem de pontos estruturais gerais, como o posicionamento dos arranques nos elementos estruturais de fundação e as emendas em vergalhões. Embora tais detalhes possam parecer óbvios, eles podem, muitas vezes, passar despercebidos mesmo sob o olhar dos mais experientes no assunto. Além disso, pequenos detalhes como estes, que devem, geralmente, ser previstos em etapas de projeto, podem influenciar muito além do comportamento estrutural: influenciam também no transporte de materiais à obra e na segurança dos trabalhadores no canteiro. A segmentação e a emenda de armaduras em blocos de coroamento de grandes dimensões, por exemplo, são de extrema relevância para facilitar o transporte dos vergalhões, o posicionamento das armaduras e o acesso do armador em trechos do elemento estrutural que possuem densidade de armadura elevada.

Este volume aborda também os elementos de fundação, cujo papel fundamental na transmissão dos esforços da superestrutura para o solo os torna elementos estruturais dignos de especial cuidado, tanto no dimensionamento estrutural quanto na execução no canteiro de obras.

Passando pelo detalhamento de reservatórios e piscinas, este manual enfatiza a importância da correta execução de pontos onde há concentrações de esforços de flexo-tração, como nos encontros entre as paredes e entre as paredes e as lajes de fundo. Reservatórios, em especial, por sua função indispensável no sistema hidrossanitário em edifícios, merecem extremo rigor em sua execução, já que patologias resultantes de erros de execução podem desencadear consequências significativas no abastecimento de água pós-ocupação.

A montagem das armaduras de escadas de concreto armado moldado in loco também não poderia deixar de estar presente neste volume. Além de sua importância fundamental para a circulação vertical

Não é possível negar a importância da disseminação de boas práticas em todos as etapas de um projeto de estruturas. Desde a concepção inicial e a avaliação de alternativas estruturais, até as etapas de execução e acompanhamento em obra, entender e exercitar rotinas que prezam pelo rigor em detalhes e pelo aprimoramento contínuo dos processos é essencial. Foi com estes objetivos em mente que a série de materiaisBoas Práticas - Montagem das Armaduras de Estruturas de Concreto Armado foi idealizada. A partir de ilustrações tridimensionais e vídeos animados detalhando procedimentos e etapas de montagem de armaduras em estruturas em concreto armado, a ideia evoluiu para uma série de manuais impressos e digitais, cujo Volume 2 encontra-se em suas mãos neste momento. Embora este compilado de Boas Práticas seja destinado especificamente às armaduras de estruturas em concreto armado moldadoin loco e sua montagem no canteiro de obras, acredita-se que a iniciativa tem o poder de influenciar melhores práticas em todas as etapas do projeto estrutural.

No Volume 1 doManual de Boas Práticas - Montagem das Armaduras de Estruturas de Concreto Armado, lançado em 2021 pela França e Associados Projetos Estruturais, com o apoio da Gerdau, focou-se no detalhamento dos três principais elementos estruturais de um projeto convencional em concreto armado: os pilares, as vigas e as lajes. Entre todos os componentes de uma edificação em concreto armado de médio e grande porte, esses elementos são, sem dúvida, uma das parcelas de maior volume total. O Volume 1 deste manual definiu as bases para o presente volume e veio preencher uma lacuna encontrada pela França e Associados em seus mais de 40 anos de experiência: a falta de materiais destinados ao mercado da construção civil que facilitassem o entendimento dos diferentes detalhes estruturais, de maneira primordialmente gráfica.

Definidos e detalhados tais elementos primordiais quando se pensa em um projeto convencional em concreto armado, a ideia se expandiu para elementos que, embora importantes, ainda possuem pouca representatividade na literatura atual sobre o assunto. Assim, nasceu

INTRODUÇÃO

MANUAL DE BOAS PRÁTICAS

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cotidiana, as escadas têm especial importância quanto à segurança dos usuários em caso de evacuação em situações de emergência. A correta montagem e a execução destes elementos também requerem precisão em seus pormenores.

Vale ressaltar que todos os pontos detalhados neste e no volume anterior do Manual são baseados em extenso estudo das normas técnicas brasileiras vigentes e em publicações clássicas sobre engenharia estrutural, como os textos de Leonhardt e Mönnig. Os Manuais ainda contam com a expertise da equipe da Gerdau, que possui mais de 120 anos de experiência na produção de elementos em aço para a construção civil. O capítulo final deste volume, que trata das inspeções dos elementos estruturais em concreto armado, conclui este material com importantes considerações sobre as melhores práticas observadas pela Gerdau durante sua experiência centenária.

Por fim, destacamos que este Manual e seu volume precursor são para todos. Esperamos auxiliar todos os profissionais envolvidos – do estudante de engenharia ao encarregado de obras, ao fornecedor de materiais e ao diretor incorporador.

Democratizando os conhecimentos e a prática que nós e nossos colegas da França e Associados Projetos Estruturais cultivamos há anos, almejamos encorajar, por meio das ilustrações presentes nas próximas páginas, um olhar crítico e atento sobre os procedimentos utilizados hoje na cadeia produtiva da construção de edificações de concreto armado.

Figura D Detalhamento das armaduras de uma das grandes sapatas do empreendimento e-Tower, construído pela Tecnum Construtora, e cujo projeto estrutural é de autoria da França e Associados