Aspectos importantes de um Projeto Estrutural

Apresentação em tema: "Aspectos importantes de um Projeto Estrutural"— Transcrição da apresentação:

1 Aspectos importantes de um Projeto Estrutural
Um visão de engenheiro Eng. Edward Louis de Mendonça Uchôa

2 Apresentação Formado pela Escola Politécnica da USP – 1981
Fundação da E.M. Uchôa – 1992 Pioneiro no estado no uso do TQS Pioneiro no uso de modelos de grelha para modelagem dos pavimentos (atualmente, modelos simplificados não atendem aos requisitos normativos) Pioneiro no país na utilização de Lajes Nervuradas Unidirecionais (LNU) Primeiro projeto com LNU no país – Edifício Maria Cavalcante - IMPAR/RECORD Projeto seguinte – Edifício Samoa – IMPAR/RECORD Até o momento, 469 lançamentos estruturais elaborados! Diretor Regional do Ibracon Pós-Graduando em Estruturas de Concreto e Fundações - INBEC

3 Apresentação Projeto das maiores obras recentes do estado
3 Projeto das maiores obras recentes do estado Riviera del Mare – Genova e Savona – Marroquim Engenharia Shopping Pátio Arapiraca – WR Engenharia Obras em execução Edifício Cidade Guimarães – Marroquim Engenharia Edifício Fiori – Marroquim Engenharia Riviera del Mare – Marroquim Engenharia Edifício Palazzo San Remo – Marroquim Engenharia Edifício Maxim´s – Marroquim Engenharia Edifício Embaixador II – SPE Investimentos Edifício Time – Colil Edifício Liberty – Conenge

4 Insumos para o Projeto Estrutural
Projetos arquitetônico e complementares (datas para entrega, informações iniciais); Laudo de sondagem e perfil topográfico do terreno; Características das edificações vizinhas; Caracterização do ambiente da obra; Prazo desejado e época para o início da obra; Cultura técnica do cliente quanto a solução; Planejamento e gerenciamento de todos os envolvidos nos projetos, para cumprimento de prazos e metas.

5 Insumos para o Projeto Estrutural
Para o início da execução da estrutura de uma obra, faz-se necessário o acompanhamento de todas as etapas de escolha do projeto: Contratação Desenvolvimento Entrega Pós-entrega Falar sobre cada etapa; Na contratacao envolve a questao de lançamento estrutural, analise dos consumos Na etapa do desenvolvimento a empresa já está fechada

6 Influência do projeto estrutural no custo global de um empreendimento
Estrutura possui um valor relativo alto no conjunto da edificação Maior item isolado do custo direto da obra (fôrmas, concreto e aço), com 25 a 35% do total; Custo indireto Projetos complementares (hidrossanitário, elétrico, incêndio); Versatilidade das lajes planas, com ou sem viga de borda, etc.; Flexibilidade para o projeto arquitetônico (a locação dos pilares, por exemplo, pode ser de tal forma a disponibilizar mais vagas de garagem ganho pode pagar o custo do projeto! Facilidade de venda)

7 Influência do projeto estrutural no custo global de um empreendimento
Lançamento dos pilares: fator determinante no custo Alinhados; Sistemas estruturais; Detalhamento. Diversos lançamentos Estudos comparativos Otimização E.M. Uchôa – Estudos relacionados à otimização de pilares – relação concreto x armadura mínima x fôrmas Na fase de concepção da arquitetura, é necessário uma pré- definição da estrutura, a fim de obter a perfeita união entre os dois projetos; Em seguida, compatibiliza-se com os projetos complementares.

8 Influência do projeto estrutural no custo global de um empreendimento
É necessário um grau de conhecimento de quem vai contratar o projeto Compra por indicação e afinidade: alto risco! Compra por concorrência (baixo risco): É imprescindível que o mercado tenha conhecimento dos sistemas construtivos mais eficientes para uma melhor tomada de decisão. A melhor solução só é alcançada através de diversos estudos e tentativas, a fim de se obter a otimização do projeto.

9 Influência do projeto estrutural no custo global de um empreendimento
Influência dos elementos estruturais no custo da estrutura: Portanto, a otimização dos custos de um edifício em concreto se dá, primordialmente, via otimização dos custos das lajes. Custo dos Elementos Estruturais Lajes: 60 a 70% Pilares: 10 a 20% Vigas: 25 a 30%

10 Influência do projeto estrutural no custo global de um empreendimento
As lajes maciças são os elementos estruturais que mais possuem robustez (reserva de segurança); As lajes nervuradas possuem uma grande robustez, porém menor que a das lajes maciças; Em relação às lajes, as vigas possuem uma menor reserva de segurança; Já os pilares são os elementos que possuem a menor reserva de segurança.

11 Influência do projeto estrutural no custo global de um empreendimento
8 Portanto, reiterando o dito anteriormente, a otimização de uma estrutura se dá, primordialmente, via otimização das lajes, observando-se que a utilização de lajes nervuradas não reduz a segurança da estrutura, apenas torna-a mais aproveitável, utilizando-se de todo o seu potencial. Além do mais, as lajes nervuradas (uni e bidirecionais) atendem à todos os requisitos normativos.

12 Prescrições Normativas
NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento; NBR 15200:2012 – Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio - Procedimento; NBR 10151:2000 e 10152:1987 – Conforto acústico Manta acústica; NBR 15575:2013 – Desempenho de edificações.

13 Com vigas faixa protendidas
Lajes Nervuradas Lajes nervuradas são as lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração é constituída por nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte (NBR ). Laje nervurada bidirecional - LNB Lajes Nervuradas Bidirecionais Com capitel Com vigas Com vigas faixa protendidas Unidirecionais Laje nervura unidirecional - LNU

14 Lajes Nervuradas Lajes Nervuradas
Propicia redução de peso próprio, com aumento de eficiência de estrutura; Permitem vencer grandes vãos, liberando espaços, com menores flechas em relação as lajes maciça (flexibilidade para o projeto arquitetônico e os complementares); Versatilidade nas aplicações; São adequadas aos sistemas de lajes sem vigas, apoiadas em capitéis ou faixas protendidas.

15 Situação Atual – Lajes Nervuradas
Até então lajes nervuradas são sinônimo de lajes totalmente bidirecionais. Motivos: Disponibilidade de sistema de fôrmas no mercado. Cultura disseminada na cadeia produtiva.

16 Solução Intuitiva – Lajes Nervuradas Unidirecionais
Porém, consegue-se otimizar ainda mais a estrutura com as LNU. Menos nervuras onde não existe esforço → menor consumo de aço e concreto → menor peso próprio → menores deformadas.

17 Solução Intuitiva – Lajes Nervuradas Unidirecionais (LNBpU)
Pouco disseminada no mercado da construção civil de Alagoas; Já consolidada em mercados mais evoluídos, exemplo, Fortaleza/CE. Ressalta-se que LNU é apenas uma denominação, já que existem nervuras nos dois sentidos, sendo que as lajes unidirecionais são, na verdade, bidirecionais com uma menor quantidade de nervuras, que não estariam sendo utilizadas.

18 Importância das nervuras de travamento
13 Nervuras de travamento implicam em alterações nas deformadas Laje Unidirecional pura Laje Bidirecional com supressão de nervuras (denominada neste trabalho de LNU)

19 Estudo publicado no IBRACON

20 Estudo publicado no IBRACON
Exemplos. λ = a/b, com λ variando de 1,0 a 2,6.

21 Estudo publicado no IBRACON
Consumo de concreto nas lajes (m3) λ Direção 1,0 1,4 1,7 2,0 2,3 2,6 Unidirecional 7,21 9,89 11,9 13,91 15,92 17,92 Bidirecional 8,27 11,42 13,79 16,15 18,51 20,87 Diferença % -12,82 -13,40 -13,71 -13,87 -13,99 -14,14

22 Estudo publicado no IBRACON
16 Consumo de aço nas lajes (kg) λ Direção 1,0 1,4 1,7 2,0 2,3 2,6 Unidirecional 234 326 382 453 525 581 Bidirecional 245 389 450 560 665 736 Diferença % -4,48 -16,19 -15,11 -19,10 -21,05 -21,06

23 Estudos CCP – Arcelor Mittal - Resumo
GOLDEN SINGLE SHOPPING FELIPE LUAR CLUBE GOLDEN WIND UNI BI FORMAS (m2/m2) 1,22 1,47 1 1,3 1,31 1,53 1,37 1,49 CONCRETO (m3/m2) 0,177 0,161 0,142 0,173 0,136 0,169 0,157 0,182 AÇO CA50 (kg/m2) 13,87 19,93 10,4 19,7 12,26 14,4 15,8 21,59 AÇO CP190RBEP (kg/m2) 3,92 3,9 1,23 1,26 MOLDE 80/80/20 (unid/m2) 0,86 1,86 1,1 1,88 2,01 1,18 1,12 TAPA NERVURA (unid./m2) 0,57 0,7 1,19 0,72 CUSTO UNIT (R$/m2) 246,31 243,27 204,73 236,00 200,11 218,37 227,85 258,90 REDUÇÃO (%) 1,25% 13,25 8,36 11,99

24 Estudos CCP – Arcelor Mittal – Golden Single
Redução de Custo: 1,25%

25 Estudos CCP – Arcelor Mittal – Shopping Felipe
Redução de Custo: 13,25%

26 Estudos CCP – Arcelor Mittal – Luar Condomínio Clube
Redução de Custo: 8,36%

27 Estudos CCP – Arcelor Mittal – Golden Wind
19 Redução de Custo: 11,99%

28 Estudo Comparativo de Lajes Maciças x LNB x LNU

29 EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Comparativo entre os modelos  Modelo Custo R$/m2 Diferença Flecha Máxima DUE LNU VIG R$ 240,94 - 2,75 DUE LNB VIG R$ 248,90 3,31% 2,26 -17,82% DUE LNU PRO4-P40 R$ 247,73 2,82% 1,70 -38,18% DUE LNB VIG R$ 250,43 3,94% 2,69 -2,18% Resumo dos Estudos  Concreto (m3) Espessura média (m3/m2) Aço (ton) Taxa de aço(kg/m3) Cordoalha emgraxada de 15,2 (ton) DUE LNU VIG 1767,1 0,196 151,42 85,69 0,00 DUE LNB VIG 1873,70 0,207 159,547 85,15 DUE LNU PRO4-P40 1823,60 0,202 144,487 88,62 8,56 DUE LNB VIG 1857,90 0,206 160,837 86,57

30 EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Redução = 2,82% DUE LNU VIG DUE LNU PRO4-P40

31 EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Redução = 3,31% DUE LNU VIG DUE LNB VIG

32 EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
22 Redução = 3,94% DUE LNB VIG DUE LNU VIG

33 VILLA PASSIONE – MARROQUIM ENGENHARIA
Comparativo entre os modelos  Modelo Custo R$/m2 Redução PSS Mais Pilares R$ 176,24 - PSS AUM PILAR R$ 181,07 2,74% PSS BIDIR R$ 193,77 9,94% PSS BIDIR+VIG R$ 196,74 11,63%  Resumo dos Estudos Concreto (m3) Espessura média (m3/m2) Aço (ton) Taxa de aço(kg/m3) Cordoalha emgraxada de 15,2 (ton) PSS Mais Pilares 2318,00 0,153 145,957 62,67 0,00 PSS AUM PILAR 2350,40 0,155 156,917 66,76 PSS BIDIR 2598,00 0,172 180,057 69,31 PSS BIDIR+VIG 2662,00 0,176 179,371 67,38

34 VILLA PASSIONE – MARROQUIM ENGENHARIA
Redução = 2,74% PSS Mais Pilares PSS AUM PILAR

35 VILLA PASSIONE – MARROQUIM ENGENHARIA
Redução = 9,94% PSS Mais Pilares PSS BIDIR

36 VILLA PASSIONE – MARROQUIM ENGENHARIA
24 Redução = 11,63% PSS Mais Pilares PSS BIDIR+VIG

37 FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Comparativo entre os modelos Modelo Custo R$/m2 Diferença Flecha Máxima (cm) FUA469A-B PROT R$ ,31 - 0,74 FUA469A-U PROT R$ ,19 0,49% 0,69 -6,76% FUA469A-U R$ ,69 10,36% 3,46 367,57% FUA469A-B R$ ,80 18,32% 2,95 298,65% Resumo dos Estudos  Concreto (m3) Espessura média (m3/m2) Aço (ton) Taxa de aço(kg/m3) Cordoalha engraxada de 15,2 (ton) FUA469A-B PROT 99,70 0,18 6,08 61,00 - FUA469A-U PROT 91,20 0,17 6,9 75,80 FUA469A-U 176,80 12,53 70,90 FUA469A-B 202,00 0,20 14,07 69,6

38 FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Redução = 0,49% FUA4694-B PROT FUA4694-U PROT

39 FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Redução = 10,36% FUA469A-U FUA4694-B PROT

40 FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Redução = 18,32% FUA4694-B PROT FUA469A-B

41 FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
27 Lições aprendidas: A melhor solução para o projeto não é o primeiro modelo lançado. A melhor advém, sempre, da otimização. Redução de 18% no custo entre o primeiro e o último lançamento. A protensão reduz consideravelmente as deformadas (para esse projeto a flecha máxima sem protensão foi 3 vezes maior que a com protensão).

42 Estudos Shoppings - ABECE
Comparativo entre os modelos Modelo CustoR$/m2 Diferença Flecha máxima (cm) MACIÇA PROTENDIDA 324,36 40,75% 1,41 -31,88% BIDIRECIONAL COM CAPITEL 246,21 6,84% 1,94 -6,28% UNIDIRECIONAL COM CAPITEL 234,58 1,79% 2,57 24,15% UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA 230,44 - 2,07  Resumo dos resultados Concreto (m3) Espessura média (m3/m2) Aço (ton) Taxa de aço(kg/m3) Cordoalha emgraxada de 15,2 (ton) Taxa de aço protendido(kg/m2) MACIÇA PROTENDIDA 411,85 0,262 21,49 13,70 13,34 8,51 BIDIRECIONAL COM CAPITEL 358,03 0,228 37,03 23,61 0,00 UNIDIRECIONAL COM CAPITEL 306,53 0,195 34,81 22,20 UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA 304,00 0,194 33,65 21,46

43 Estudos Shoppings - ABECE
Redução = 40,75% UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA MACIÇA PROTENDIDA

44 Estudos Shoppings - ABECE
Redução = 6,84% UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA BIDIRECIONAL COM CAPITEL

45 Estudos Shoppings - ABECE
Redução = 1,79% UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA UNIDIRECIONAL COM CAPITEL

46 Edifício Samoa – IMPAR/RECORD

47 Edifício Maria Cavalcante – RECORD
ESTUDO UNIDIRECIONAL BIDIRECIONAL CONCRETO (m3) 34,91 42,95 REDUÇÃO 18,7% - AÇO CA50 (kg) 2088,00 2306,00 9,45%

48 Edifício Maria Cavalcante – RECORD

49 Terra Brasilis – Marroquim Engenharia
33

50 Nuances de Projeto Total controle da estrutura
Estuda-se a estrutura com as diversas técnicas disponíveis, prevalecendo a mais viável, tecnicamente e economicamente.

51 Nuances de Projeto Define-se qual o modelo mais adequado e parte para os ajustes estruturais.

52 Nuances de Projeto Faixas protendidas facilitam o uso de LNU
35 Faixas protendidas facilitam o uso de LNU Fechar ou não a nervura – de acordo com a conveniência. Sistemas complementares Edifício Maria Cavalcante – Pavt. Tipo RECORD

53 Nuances de Projeto Sistemas complementares:
Menos nervuras – menor interferência nas passagens horizontais e verticais

54 Nuances de Projeto Durabilidade
Cuidados a serem tomados na concretagem; Cura (retração).

55 Nuances de Projeto Hotel Radisson – Pavt. Tipo GRUPO BRANDÃO TAVARES

56 Nuances de Projeto Edifício Imperiale – Pavt. Pilotis MARROQUIM ENGENHARIA

57 Nuances de Projeto 38 Ed. Antonio Oliveira – Pavt. Pilotis MARROQUIM ENGENHARIA

58 Conclusões – Artigo Ibracon
Utilizando, como exemplo final, os resultados obtidos no trabalho publicado no IBRACON: Lajes: Redução máxima de concreto = 14,14% Redução máxima de aço = 21,06% Vigas, Pilares e Fundações: Redução do peso próprio da laje = 14% Redução do peso próprio da estrutura = 7% Redução da carga total (45% P.P.) = 3,15%

59 Conclusões – Artigo Ibracon
Redução máxima de concreto: 14,14% Redução máxima de aço: 21,06% Lajes Redução do peso próprio da laje: 14% Redução do peso próprio da estrutura: 7% Redução da carga total (45% P.P.): 3,15% Vigas, Pilares e Fundações

60 Conclusões – Artigo Ibracon
Somente devido à laje: Concreto (50% da estrutura): 7,07% Aço (42% da estrutura): 8,84% Projeção para toda a estrutura Vigas e pilares devido à redução do peso próprio: Concreto (50% da estrutura): 1,58% Aço (58% da estrutura): 1,83%

61 Conclusões – Artigo Ibracon
Concreto: 8,65% em média Aço: 10,67% em média Redução Total Sem considerar as fundações!

62 Custo dos Elementos Estruturais
Conclusões 43 Influência dos elementos estruturais no custo da estrutura: Portanto, a otimização dos custos de um edifício em concreto se dá, primordialmente, via otimização dos custos das lajes. Custo dos Elementos Estruturais Lajes: 60 a 70% Pilares: 10 a 20% Vigas: 25 a 30%

63 Aspectos importantes de um Projeto Estrutural
Obrigado pela atenção! Eng. Edward Louis de Mendonça Uchôa Aspectos importantes de um Projeto Estrutural Um visão de engenheiro