tcc-22

MILTON HOLLERSCHMID

UTILIZAÇÃO DE FÔRMAS NA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade  Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental.

SÃO PAULO 2003

MILTON HOLLERSCHMID

UTILIZAÇÃO DE FÔRMAS NA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade  Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. Orientadora: Profª . Jane Luchten Luchtenberg berg Vieira Vieira

SÃO PAULO 2003

MILTON HOLLERSCHMID

UTILIZAÇÃO DE FÔRMAS NA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade  Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. Orientadora: Profª . Jane Luchten Luchtenberg berg Vieira Vieira

SÃO PAULO 2003

SUMÁRIO RESUMO............ RESUMO....................... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............. III ABSTRACT...................................................................................................IV LISTA DE FIGURAS......................................................................................V LISTA DE FOTOGRAFIAS FOTOGRAFIAS .......................... ............. ......................... ......................... .......................... ........................ ...........VI VI LISTA LISTA DE TABELAS TABELAS .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... .................VII .....VII 1

INTRODUÇÃ INTRODUÇÃO O ........... ...................... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... .................... .........11

2

OBJETIVOS......... OBJETIVOS..................... ....................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............... ....22

2.1

Objetivo Objetivo Geral ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ....................... ................. .....22

2.2

Objetivo Objetivo Específico Específico ........... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ................... .......22

3

METODOLOGIA DA PESQUISA............................................................3

4

JUSTIFICATIVA......................................................................................4

5

UTILIZAÇÃO DE FÔRMAS NA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS...........5

5.1

Conceito Conceito e Importância Importância das Fôrmas Fôrmas ........... ...................... ...................... ...................... ............... ....55

5.2

A Evolução das Fôrmas para Concreto...........................................7

5.3

Funções Funções das Fôrmas Fôrmas ........... ...................... ....................... ....................... ...................... ....................... ............... ...12 12

5.3.1

Dimensões Dimensões e formatos............... formatos........................... ....................... ...................... ....................... ............... ... 12

5.3.2

Posicionamento das peças.........................................................12

5.3.3

Garantia Garantia da estabilida estabilidade de do concreto concreto novo ....................... ................................ .........12 12

5.3.4

Posicionam Posicionamento ento de elementos elementos nas peças ..................... ................................ ............. .. 13

5.3.5

Estanqueida Estanqueidade....... de.................. ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............. .. 13 i

5.3.6

5.4

Impermeabil Impermeabilidade idade........... ...................... ....................... ....................... ...................... ....................... ............... ... 13

Tipos Tipos de Fôrmas Fôrmas ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ......................14 ...........14

5.4.1

Fôrmas de madeira.....................................................................15

5.4.1.1 5.4.1.1 Fôrmas Fôrmas de tábuas tábuas ................................. .................................................. .................................. ............................. ............ 16 5.4.1.2

Chapas Chapas compensa compensadas........... das............................ .................................. .................................. .......................... ......... 17

5.4.1.3

Solidarização e reforço de chapas compensadas compensadas ................... ......... ................... ........... .. 18

5.4.1.4

Complemento Complementoss .................................. ................................................... .................................. ............................. ............ 19

5.4.2

Fôrmas Fôrmas Metálicas Metálicas ...................... .................................. ....................... ...................... ....................... ............... ... 20

5.4.3

Fôrmas Fôrmas Mistas........... Mistas ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... .................... .........21 21

5.5

Escoramen Escoramento to de Fôrmas Fôrmas........... ...................... ...................... ....................... ....................... .................... .........23 23

5.5.1

Escoramento de madeira............................................................23

5.5.2

Escorament Escoramento o metálico metálico ....................... .................................. ....................... ....................... .................. .......24 24

5.6 6

Desforma Desforma ........... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... ...................... ......................26 ...........26 ESTUDO ESTUDO DE CASO ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ......................28 ...........28

6.1

Avaliação Avaliação Técnica Técnica do Empreendi Empreendimento mento .......... ...................... ....................... .................. .......28 28

6.2

O Projeto..... Projeto................ ...................... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... .................. .......29 29

6.3

A Execução Execução da Estrutura Estrutura ............ ....................... ...................... ....................... ....................... .................. .......31 31

6.3.1

Detalhe de execução dos pilares................................................34

6.3.2

Detalhe de execução das vigas..................................................37

6.3.3

Detalhe de execução das lajes...................................................39

6.3.4

Detalhe Detalhe dos escoramen escoramentos tos.......... ...................... ....................... ...................... ...................... ............. .. 41

6.4

A finalização finalização da estrutu estrutura ra ........... ...................... ...................... ....................... ....................... .................. .......42 42

7

ANÁLISE ANÁLISE CRÍTICA CRÍTICA ............ ....................... ...................... ....................... ....................... ...................... ......................43 ...........43

8

CONCLUSÕ CONCLUSÕES ES .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ....................... ....................... .................. .......45 45

REFERÊNC REFERÊNCIAS IAS BIBLIOGRÁF BIBLIOGRÁFICAS ICAS........... ....................... ....................... ...................... ....................... ............... ...47 47 ii

RESUMO O setor da construção civil vive no Brasil um intenso movimento pela melhoria da qualidade. Em primeiro lugar observa-se que em função da estabilização da economia e da redução das margens de lucratividade das empresas, está havendo uma valorização da engenharia e da gestão da produção. A lucratividade do negócio das construtoras está situada hoje em taxas que variam de 5 a 15% para edificações. A correta organização do canteiro de obras, e principalmente a racionalização dos processos construtivos, são hoje em dia, fatores determinantes para o sucesso de um empreendimento.  A valorização da engenharia e da qualidade requer avanços tecnológicos constantes. Uma das áreas que vem apresentando grande desenvolvimento dentro da construção civil, nos últimos anos, é relativo ao sistema de fôrmas para concreto armado, que vieram proporcionar alta produtividade e qualidade na construção de edifícios. Neste aspecto, esta pesquisa procura dar uma visão a respeito da evolução dos sistemas de fôrmas que vem sendo utilizados na construção de edifícios no Brasil, consolidando conhecimentos como tipos de fôrmas, métodos construtivos, escoramentos para fôrmas e prazos para desfôrmas.

iii

ABSTRACT

The civil building field has living in Brazil an intensive movement for quality improvement. First of all we see that due to economy stability and profitability reduction, the engineering and the production have had an increase in their value. The construction company profitability is focused on taxes that varies from 5 to 15% for buildings. The correct stonework organization and, mainly, the building process rationalization are, nowadays, factors for the success of the undertaking. Constant technological development are needed to increase engineering and quality value. The mold system for concrete structures has been presenting, in the last years, a big development. They brought a great productivity and high quality in the building construction. In this aspect, this research tries to give an overview of the mold systems progress used in brazilian building construction, in edition, it consolidates knowledge regarding mold types, construction methods, centerings and mold timelinis.

iv

LISTA DE FIGURAS Figura 5.1: Dimensões usuais das tábuas (Mascarenhas, 1989).................16 Figura 5.2: Dimensões das chapas compensadas (Mascarenhas, 1989) .... 17 Figura 5.3: Reforço de chapas compensadas (Mascarenhas, 1989) ........... 18 Figura 5.4: Complementos e acessórios (Mascarenhas, 1989) ................... 19 Figura 5.5: Escoramento de madeira (Mascarenhas, 1989).........................24 Figura 5.6: Escoramento metálico (Mascarenhas, 1989) ............................. 24

v

LISTA DE FOTOGRAFIAS Foto 5.1: Desperdício de madeira na obra ...................................................7 Foto 5.2: Uso excessivo de madeiras e pregos............................................ 8 Foto 5.3: Utilização de projeto pré elaborado de fôrmas .............................. 9 Foto 5.4: Fôrmas e escoramentos pré-fabricados...................................... 10 Foto 5.5: Fôrmas e escoramentos nos dias atuais..................................... 11 Foto 5.6: Sistema de fôrmas de madeira.................................................... 15 Foto 5.7: Utilização de forma metálica em uma viga pré-moldada............. 20 Foto 5.8: Encaixe perfeito entre as peças .................................................. 21 Foto 5.9: Sistema de fôrmas industrializadas............................................. 22 Foto 5.10: Escoramentos em alumínio....................................................... 25 Foto 6.1: Maquete - fachada principal do edifício....................................... 30 Foto 6.2: Maquete - lateral direita do edifício .............................................30 Foto 6.3: Fase de escavação ..................................................................... 31 Foto 6.4: Execução das fundações ............................................................ 32 Foto 6.5: chegada das fôrmas à obra......................................................... 32 Foto 6.6: início da montagem das fôrmas ..................................................33 Foto 6.7: operários trabalhando durante 24hs na montagem das fôrmas .. 33 Foto 6.8: Pilares com seção quadrada de 80 x 80 cm................................ 34 Foto 6.9: Perfuração no piso para implantar o chumbador......................... 35 Foto 6.10: Instalação do chumbador .......................................................... 35 Foto 6.11: Fixação da fôrma através de parafuso ...................................... 36 Foto 6.12: Mão francesa com barra interna rosqueável ............................. 36 Foto 6.13: Instalação de plataforma nas fôrmas ........................................37 Foto 6.14: Processo de montagem das fôrmas para viga .......................... 38 Foto 6.15: Operários montando as fôrmas para viga ................................. 38 Foto 6.16: Montagem das fôrmas para laje vistas por baixo ...................... 39 Foto 6.17: Detalhe do acabamento de madeira nas bordas das lajes........ 40 Foto 6.18: Escoras em alumínio com ajuste milimétrico da Peri ................ 41

vi

LISTA DE TABELAS Tabela 5.1: Tipos de fôrmas, materiais e indicações....................................14 Tabela 5.2: Prazos médios de desforma ...................................................... 27

vii

1 INTRODUÇÃO Devido a grande competitividade no setor da construção civil, o Brasil vive hoje um intenso movimento pela melhoria da qualidade e racionalização dos processos construtivos, buscando inovações na utilização de diversos materiais e técnicas construtivas.  A utilização de fôrmas para concreto armado na construção de edifícios, encontra-se em importante fase de expansão no Brasil, principalmente pela entrada de empresas estrangeiras no mercado interno, gerando desenvolvimento das empresas nacionais.  A racionalização de processos, a inovação tecnológica e o aumento da produtividade eram questões que antes ficavam em segundo plano. Hoje, ao contrário, afetam diretamente no lucro das empresas deste setor.

1

2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral  A racionalização e sistematização dos processos de construção civil, visando melhoria no desempenho, diminuição da perda de materiais, conceito de obra limpa, e buscando como objetivo maior, a qualidade, a produtividade e a redução de custos.

2.2 Objetivo Específico O objetivo deste trabalho é apresentar as inovações tecnológicas na utilização de fôrmas para concreto armado, uma vez que, as estruturas em concreto sempre tiveram uma aceitação maior que os outros materiais no Brasil. O presente trabalho aborda a construção de edifícios, uma vez que, são inúmeros os projetos de construção civil que utilizam-se de fôrmas. Visando o perfeito entendimento das questões abordadas, são apresentados os conceitos inerentes às fôrmas, os tipos e funções, assim como a evolução tecnológica e métodos executivos.

2

3 METODOLOGIA DA PESQUISA  A metodologia da pesquisa adotada para a elaboração deste trabalho é baseada na consulta a livros, revistas especializadas, catálogos técnicos e normas técnicas, visando assim, conhecer e analisar as técnicas utilizadas na atualidade no setor de fôrmas para concreto armado, dentro da construção civil. No estudo de caso, a pesquisa está baseada em um acervo fotográfico realizado junto a obra do Instituto Santanense de Ensino Superior, assim como a proposta técnica de construção do edifício, conseguida junto a construtora BKO Engenharia e Comércio Ltda.

3

4 JUSTIFICATIVA Na construção civil, sempre foi certo consenso deixar para que encarregados e mestres de obras ficassem responsáveis pela definição das fôrmas e escoramentos, acreditando-se que apenas o conhecimento prático destes profissionais fosse suficiente para garantir a estabilidade e qualidade das estruturas provisórias (fôrmas). Pouca atenção era dispensada para os custos decorrentes da falta de um rigor maior na utilização das fôrmas.  Atualmente, com o alto custo da madeira, a necessidade de maior qualidade, a redução das perdas de materiais, aumento da produtividade, redução de prazos de entrega, segurança dos operários e cuidado com o meio ambiente, é de fundamental importância que o engenheiro civil dê a devida importância às fôrmas de concreto armado e escoramentos, considerando os planos de montagem e desmontagem e o reaproveitamento na mesma obra.

4

5 UTILIZAÇÃO DE FÔRMAS NA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS De acordo com Searby (1986), as fôrmas para concreto armado utilizadas na construção de edifícios, representam em torno de 6% do custo total de uma obra, ou ainda, 40% do custo de uma estrutura, o que indica a importância deste material para a construção civil.

5.1 Conceito e Importância das Fôrmas Segundo Chade (1986), a construção civil em nosso país é basicamente uma aplicação do concreto armado, havendo uma estreita relação entre os volumes ou áreas construídas e o consumo de concreto. Referir-se a estrutura de concreto armado significa indiretamente referir-se a “fôrma para concreto”, pois sem estas, aquelas não podem ser construídas. Para Moliterno (1989), a área da construção civil, no que diz respeito a execução das fôrmas de madeira para estruturas de concreto armado de edifícios de múltiplos andares, já saiu a muitos anos do estágio de “quase artesanato”, caminhando cada vez mais para a industrialização e especificação técnica. Este fato vem ocorrendo devido às disponibilidades no mercado de novidades e tecnologias na utilização de sistemas de fôrmas, como por exemplo, sistemas de painéis para pilares, vigas e lajes, escoras, acessórios e peças especiais de amarrações e fixações. Pode-se dizer que estão superados os tapumes e os andaimes ao longo das fachadas dos edifícios em construção, sendo hoje em dia, substituídos pelas fôrmas trepantes, bandejas em plataforma, balancins e vários outros equipamentos que podem ser hoje adquiridos ou alugados.

5

 A necessidade imperativa de se reduzirem custos, prazos de execução e garantir qualidade aos elementos de concreto armado são os fatores que tem contribuído para o atual estágio de desenvolvimento das fôrmas, obrigando mesmo, no caso do emprego das fôrmas convencionais, à racionalização desse trabalho.  As fôrmas são as estruturas provisórias, geralmente de madeira, destinadas a dar forma e suporte aos elementos de concreto até a sua solidificação.  Além da madeira, que pode ser reutilizada várias vezes, tem sido difundido nos últimos anos, o uso de fôrmas metálicas e mistas, combinando elementos de madeira com peças metálicas, plásticos, papelão e prémoldados. De acordo com Batista (1998), devido ao desmatamento e ao esgotamento das reservas florestais, assim como a elevação exagerada do custo da madeira, começou-se então a pensar na racionalização da fabricação e utilização das fôrmas através da elaboração de projetos específicos, substituindo assim o sistema convencional até então adotado para a construção de edifícios. Mascarenhas (1989), afirma que a idéia do emprego do concreto, em suas várias modalidades, isto é, simples, armado ou protendido, moldado no local ou pré-fabricado, associa-se intimamente ao uso de fôrmas, pois os elementos construídos deverão obedecer a dimensões, níveis, posições, formatos, etc., todos ligados às mesmas. Para Mascarenhas, não há exagero em se dizer que sem o auxílio das fôrmas o uso do concreto seria impossível. Essas considerações comprovam a necessidade de um estudo detalhado das fôrmas para concreto armado.

6

5.2 A Evolução das Fôrmas para Concreto Chade (1986), relata detalhadamente a evolução das fôrmas para concreto armado, conforme apresentado a seguir:  A madeira foi e continua sendo a matéria prima principal, utilizada na confecção de moldes para concretagem.  A grande transformação deu-se com a introdução das chapas de madeira compensada, que viria substituir gradativamente a tábua de pinho, isto a partir dos anos 40 início dos anos 50.  As primeiras chapas compensadas evoluíram muito desde então. Esta evolução foi uma exigência do mercado consumidor no que diz respeito à qualidade e uma necessidade para justificar sua utilização econômica quando comparada à tábua de pinho. No entanto, a introdução das chapas compensadas e sua posterior evolução técnica não mudaram um conceito que para nós era tido como um vício no mercado da construção civil, qual seja a abundância e o baixo custo quer da madeira quer da mão de obra utilizada, e com isso, permitiu-se por muitos anos um enorme desperdício de matéria prima e de horas de trabalho, conforme apresenta a foto 5.1.

Foto 5.1: Desperdício de madeira na obra 7

Este fato, aliado a grande participação das fôrmas no custo de uma estrutura de concreto, abriu o caminho para uma nova transformação no que diz respeito às fôrmas.  A partir de 1960, iniciava-se com maior determinação o trabalho de racionalização da fabricação e uso das fôrmas para concreto, com a elaboração de projetos específicos de fôrmas. Procurava-se com este trabalho substituir o chamado sistema convencional, no qual o mestre e o encarregado de carpintaria, se incubiam de quantificar, produzir e utilizar as fôrmas, baseados quase que exclusivamente na experiência. Exatamente por não possuírem conhecimento técnico, utilizavam a madeira, quase sempre em quantidades acima das efetivamente necessárias, pois estas peças eram instaladas na medida em que geravam confiança aos executores. Mas era principalmente na desforma que ocorria as maiores perdas. O uso excessivo de pregos na montagem, aliado ao uso indiscriminado do “pé-de-cabra” provocavam danos nos materiais obrigando às vezes a sua total substituição a cada uso.

Foto 5.2: Uso excessivo de madeiras e pregos 8

O projeto pré elaborado veio possibilitar uma redução no custo das fôrmas quer pelo melhor aproveitamento dos materiais, quer pelo aumento da produtividade da mão de obra. Cada peça era dimensionada, detalhada e codificada e com isso o mestre de obras, assessorado pelo projetista de fôrmas, passou a ser um controlador de tarefas, dirigindo a montagem e acompanhando todas as atividades no cronograma de concretagens.

Foto 5.3: Utilização de projeto pré elaborado de fôrmas  A partir da segunda metade da década de 70 viria a ocorrer a terceira grande transformação no mercado de fôrmas para concreto. Iniciou-se a fabricação industrial dos painéis e escoramentos previamente projetados. Com a pré-fabricação aumentou-se as vantagens oferecidas pelos projetos de racionalização, pois a mesma eliminou as perdas dentro da obra, além de permitir uma redução na equipe de carpintaria. Com a necessidade de uma equipe menor, melhoraram as condições de seleção, permitindo-se trabalhar com carpinteiros melhores e com maior produtividade. 9

Foto 5.4: Fôrmas e escoramentos pré-fabricados

Nessa época também, devido ao grande impulso dado pelo BNH (Banco Nacional da Habitação) às habitações em larga escala, o mercado brasileiro da construção assistiu a entrada de fôrmas metálicas para concreto, inicialmente importadas. Estas fôrmas antes utilizadas apenas em grandes estruturas, tiveram por algum tempo sua utilização difundida dentro do mercado habitacional. No entanto, hoje se as fôrmas metálicas não têm sido muito utilizadas na construção de edifícios, o que se notou nos últimos anos foi um aumento cada dia maior na utilização dentro das obras leves, de acessórios e equipamentos metálicos para travamentos e escoramentos em conjunto com as fôrmas de madeira ou mistas. Também nos últimos anos, por exigências do mercado, algumas alterações ocorreram dentro do campo de projeto de fôrmas. Estes projetos que originalmente eram elaborados quase que exclusivamente para os andares tipo, passaram a abranger toda a obra, estudando-se as fôrmas e seus reaproveitamentos para as lajes típicas e atípicas. 10

O projetista de fôrmas e as indústrias de pré-fabricação passaram a ser mais exigidos, sempre em busca de soluções que minimizem os custos das fôrmas dentro da obra.  As considerações feitas a respeito das modificações sofridas pelas fôrmas nos últimos 30 anos, serviu para chegarmos até os dias atuais e, nos permitir colocar os conceitos considerados para a análise e definição da solução a ser adotada para cada obra.  A preocupação maior é permitir o maior número possível de utilizações das fôrmas, sem comprometimento dos resultados a serem obtidos. Por esta razão, na quase totalidade dos casos (em particular nas obras de edifícios), parte-se da utilização de apenas 1 jogo de fôrmas, com adicionais para fundos de vigas e faixas de lajes, que permitam o reescoramento destas peças liberando para novo uso o restante.

Foto 5.5: Fôrmas e escoramentos nos dias atuais

11

5.3 Funções das Fôrmas Segundo Mascarenhas (1989), para se chegar a um resultado adequado na confecção dos elementos de concreto, as fôrmas devem atender a várias exigências, que estão abaixo consideradas:

5.3.1 Dimensões e formatos Quando certa peça é projetada com a,b,c centímetros, as fôrmas serão responsáveis pela obtenção daqueles valores, com a forma especificada pelo projetista. Portanto, a geometria dos componentes de concreto estará condicionada, e deverá ser garantida pelas fôrmas.

5.3.2 Posicionamento das peças  As estruturas de concreto são calculadas considerando-se os diversos elementos, funcionando em pontos determinados. As fôrmas deverão permitir a sua locação exata, e evitar desalinhamentos, desaprumos e excentricidades.

5.3.3 Garantia da estabilidade do concreto novo Quando o concreto é lançado nas fôrmas, não tem condições de manter-se ou autoportar-se, o que só irá ocorrer com o passar do tempo. Até chegar à condição de resistência capaz de manter-se estável dependerá das fôrmas, que impedirão rupturas e deformações. Vale lembrar que, além do seu peso próprio, nas construções de edifícios de vários pisos, as solicitações serão ampliados pelas cargas das escoras usadas para apoios das estruturas superiores.

12

5.3.4 Posicionamento de elementos nas peças  A disposição de inúmeros componentes nas estruturas recebe valioso auxílio das fôrmas. Observa-se a colocação das armaduras, a localização de furos ou aberturas, o posicionamento de elementos de instalações elétricas, hidráulicas e sanitárias, os espaçadores para limitar e uniformizar o recobrimento da armadura.

5.3.5 Estanqueidade  A estanqueidade é uma das condições exigidas para o bom comportamento das fôrmas. Esse fator impedirá a perda de argamassa ou de nata de cimento pelas junções dos componentes das fôrmas, evitando o aparecimento de defeitos nas peças e posterior comprometimento das estruturas

5.3.6 Impermeabilidade Sabe-se da necessidade que tem o concreto de certa quantidade de água para a hidratação do cimento. Para que através das paredes das fôrmas não haja evasão de parte dessa umidade, elas devem ser impermeáveis, com capacidade de reterem a água existente no concreto fresco. Portanto, conclui-se que as fôrmas, para cumprirem bem sua missão, devem ser o mais possível indeformáveis, exatas em dimensões, formatos e posições, estanques e terem paramentos que reproduzam as superfícies desejadas pelos projetistas.

13

5.4 Tipos de Fôrmas Segundo Mascarenhas (1989), as fôrmas são classificadas de acordo com o material e pela maneira como são utilizadas, levando em conta o tipo de obra. Na tabela 5.1 são mostradas as possibilidades do uso das fôrmas.

Tabela 5.1: Tipos de fôrmas, materiais e indicações

Tipos de fôrmas Convencional

Material Madeira

Indicação (tipo de obra) Pequenas

obras

particulares

e

detalhes

específicos Moduladas

Madeira e mistas

Obras

repetitivas

e

edifícios altos Trepantes

Madeira, metálicas e

Torres, barragens e silos

mistas Deslizantes verticais

Madeira, metálicas e mistas

Deslizantes horizontais

Metálicas

Torres e pilares altos de grande seção Barreiras, defensas e guias

Fonte: Mascarenhas (1989)

O presente trabalho enfoca as fôrmas utilizadas na construção de edifícios.

14

5.4.1 Fôrmas de madeira Muitas são as razões para as fôrmas de madeira ter seu uso mais difundido na construção civil. Entre elas estão: elevado módulo de elasticidade e razoável resistência, permitir bom desempenho quanto à trabalhabilidade, baixo custo e permitir vários reaproveitamentos nos edifícios de múltiplos andares.  As restrições ao uso de madeira como elemento de sustentação e de molde para concreto armado referem-se ao tipo de obra e condições de uso, como por exemplo: pouca durabilidade; pouca resistência nas ligações e emendas; grandes deformações quando submetida a variações bruscas de umidade; e ser inflamável. Na foto 5.6 está representado um sistema de fôrmas de madeira préfabricado.

Foto 5.6: Sistema de fôrmas de madeira

15

5.4.1.1 Fôrmas de tábuas  As fôrmas podem ser feitas de tábuas de pinho (araucária – pinheiro do Paraná); cedrinho (cedrilho); jatobá e pinus (não-recomendado). O pinho usado na construção é chamado de pinho de terceira categoria ou 3ª construção ou IIIª C. Normalmente, as tábuas são utilizadas nas fôrmas como painéis laterais e de fundo dos elementos a concretar. Algumas madeireiras podem fornecer, ainda, pinho tipo IVª Rio com qualidade suficiente para serem usadas como fôrmas na construção.

D im e n s õ e s us ua is d a s tá b u a s Nomenclatura

L C

1x 4 1x 6 1x 9 1x12

Esp e ssura (E) La rgura L p o le g a d a (c m ) p o le g a d a ( c m )

1 (2,54)

C o m p rim e n to C (metro)

4 (10,16) 6 (15,24) 9 (22,86) 12 (30,48)

Básic o 4,20 co me rc ia l 3,90 co me rc ia l 3,60 co me rc ia l 3,30

E

Figura 5.1: Dimensões usuais das tábuas (Mascarenhas, 1989)

16

5.4.1.2 Chapas compensadas  As chapas compensadas são usadas em substituição às tábuas nos painéis das fôrmas dos elementos de concreto armado. São apropriadas para o concreto aparente, apresentando um acabamento superior ao conseguido com painéis de tábuas.

Nas obras em geral são utilizadas chapas resinadas, por serem mais baratas, e nas obras onde se requer melhor acabamento, exige-se o uso de chapas plastificadas, que embora de maior custo, obtém-se um maior número de reaproveitamento.

No caso da utilização de chapas é recomendável estudar o projeto de fôrmas a fim de otimizar o corte de maneira a reduzir as perdas. As bordas cortadas devem ser pintadas com tinta apropriada para evitar a infiltração de umidade e elementos químicos do concreto entre as lâminas, principal fator de deterioração das chapas. D im e nsõ e s d a s c h a p a s c o m p e nsa d a s Pad rã o a le m ã o = 1,10 m x 2,20 m Pa d rã o inglê s = 1,22 m x 2,44 m (4’x8’) Esp essuras co m e rc ia is (m m ) 6, 8, 10, 12, 15, 20 Núm ero de rea p rov eitam entos Resinados

m a is de 5 por fa c e (10x)

Plastificados

m a is de 15 po r fa c e (30x)

Figura 5.2: Dimensões das chapas compensadas (Mascarenhas, 1989) No Brasil adota-se o padrão alemão de 1,10m x 2,20m. 17

5.4.1.3 Solidarização e reforço de chapas compensadas  Ao utilizar painéis de chapas de compensados para moldar paredes, vigas altas, pilares de grandes dimensões e bases para assoalhados (lajes) é conveniente reforçar as chapas a fim de obter um melhor rendimento pelo aumento da inércia das chapas. Para isso pode-se utilizar reforços de madeira (ripamento justaposto), peças metálicas ou ainda sistemas mistos de peças de madeira e metálicas.

 A

 A Ripas de 1”x2” 

Co rte AA

C hapa compensada 1,10x2,20 m

Figura 5.3: Reforço de chapas compensadas (Mascarenhas, 1989)

18

5.4.1.4 Complementos Os complementos e acessórios são utilizados para reforçar e sustentar (solidarizar) os painéis de tábuas e de chapas compensadas e podem ser peças únicas de madeira ou metálicas ou, ainda, conjuntos de peças de madeira e metal, como por exemplo: guias, talas de emenda, cunhas, placas de apoio, chapuzes, gravatas, escoras (mão-francesa), espaçadores, estais e tirantes , conforme apresentado na figura 5.4.

Es p a ça d o r c om co n e

Tirante arame retorcido

T ir an te co m c ha pa e p on ta ro squ eá ve l

Espaçad or b loco v azad o

Tirante vergalhão encu nhado

Tirante ro sq ue ad o n as du as po nt as

Figura 5.4: Complementos e acessórios (Mascarenhas, 1989)

19

5.4.2 Fôrmas Metálicas  As fôrmas metálicas são chapas de aço de diversas espessuras, dependendo das dimensões dos elementos a concretar e dos esforços que deverão resistir. Os painéis metálicos são indicados para a fabricação dos elementos de concreto pré-moldados, com as fôrmas permanecendo fixas durante as fases de armação, lançamento, adensamento e cura. Embora exijam maiores investimentos, as vantagens do uso das fôrmas metálicas dizem respeito a sua durabilidade. Nas obras de edifícios, os elementos metálicos mais usados são as escoras e travamentos, apresentados detalhadamente no item 5.5.

Foto 5.7: Utilização de forma metálica em uma viga pré-moldada

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5.4.3 Fôrmas Mistas  As fôrmas mistas geralmente são compostas de painéis de madeira com travamentos e escoramentos metálicos. Para superar as dificuldades e as deficiências do uso da madeira nas obras, tem sido desenvolvidos novos sistemas de utilização e reutilização de fôrmas na moldagem de estruturas de concreto, visto que seu preço é elemento determinante dos custos totais do empreendimento. No caso de edifícios, as opções encontradas pelas empresas que fabricam as fôrmas industrializadas mistas se tornam interessantes do ponto de vista econômico aliado ao aspecto técnico, uma vez que estas fôrmas podem ser reutilizadas centenas de vezes, pois são constituídas por painéis de chapa de madeira, revestidos com filme de grande resistência, estruturados em perfis metálicos. Todas as peças são fabricadas industrialmente e projetadas com encaixes perfeitos entre si, o que facilita o controle da qualidade, conforme apresentado na foto 5.8.

Foto 5.8: Encaixe perfeito entre as peças 21

Os sistemas de fôrmas industrializadas hoje em dia, praticamente utilizam-se de elementos metálicos para fôrma e escoramento, pois são compostos por painéis leves constituídos, geralmente, por uma estrutura de alumínio, chapa de compensado e escoramento metálico.  A utilização da madeira na obra fica restrita a casos em que não seja possível o uso dos painéis metálicos, ou seja, apenas arremates finais da fôrma quando não fica caracterizada a modulação do painel.

Foto 5.9: Sistema de fôrmas industrializadas 22

5.5 Escoramento de Fôrmas Os painéis de fundo de vigas e de lajes devem ser perfeitamente escorados a fim de que seus pés-direitos sejam garantidos e não venham a sofrer desníveis e provocar deformações nos elementos de concreto. Os escoramentos podem ser de madeira ou metálicos.

5.5.1 Escoramento de madeira  As escoras, também chamadas de pontaletes, são peças de madeira beneficiadas que são colocadas na vertical para sustentar os painéis de lajes e de vigas. Atualmente, são muito utilizadas escoras de eucalipto ou bragatinga (peças de seção circular com diâmetro mínimo de 8 cm e comprimentos variando de 2,40 a 3,20 m). No caso de pontaletes de seção quadrada as dimensões mínimas são: de 2”x2” para madeiras duras e 3”x3” para madeiras menos duras. Os pontaletes ou varas devem ser inteiros, sendo possível fazer emendas segundo os critérios abaixo estabelecidos: a) Cada pontalete poderá ter somente uma emenda; b) a emenda somente poderá ser feita no terço superior ou inferior do pontalete; c) número de pontaletes com emenda deverão ser inferior a 1/3 do total de pontaletes distribuídos.  As escoras deverão ficar apoiadas sobre calços de madeira assentados sobre terra apiloada ou sobre contrapiso de concreto, ficando uma pequena folga entre a escora e o calço para a introdução de cunhas de madeira.

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po ntalete

H/ 3

cunhas

c a lç o H/ 3

H

D e ta l h e d a s c u n h a s

H/ 3

Figura 5.5: Escoramento de madeira (Mascarenhas, 1989)

5.5.2 Escoramento metálico  As escoras metálicas são pontaletes tubulares extensíveis com ajustes a cada 10 cm, com chapas soldadas na base para servir como calço. Podem ter no topo também uma chapa soldada ou uma chapa em U para servir de apoio às guias ou travessões, conforme ilustrado na figura 5.6.

       l      e      v        í      s      n      e       t

H

F o rc a d o p / c a i b r o s

     x      e

 A l t u r a ( H ) v a r i a n d o d e 1 ,8 0 m a 3 ,3 0 m

Figura 5.6: Escoramento metálico (Mascarenhas, 1989) 24

Os mesmos cuidados dispensados ao escoramento de madeira devem ser adotados para os pontaletes metálicos, tais como: usar placas de apoio em terrenos sem contrapiso, as cargas devem ser centradas e os pontaletes aprumados.

Já existe no mercado sistemas de escoramentos metálicos mais eficientes, trazidos por algumas empresas estrangeiras, sendo fabricados em alumínio, o que torna muito mais prático o manuseio destas peças, permitem o ajuste milimétrico da altura e podem atingir uma altura de até 5 m de extensão, conforme demonstrado na foto 5.10

Foto 5.10: Escoramentos em alumínio

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5.6 Desforma  A retirada das fôrmas e do escoramento somente poderá ser realizado quando o concreto estiver suficientemente endurecido para resistir aos esforços que nele atuarem. Um plano prévio de desforma pode reduzir custos, prazos e melhorar a qualidade.

 A desforma deve ser progressiva a fim de impedir o aparecimento de fissuras e trincas. Também é indicada a utilização de pessoal capacitado para executar a desforma. Sugere-se atribuir o encargo da desforma a, no mínimo, um auxiliar de carpintaria (nunca deixar a cargo de serventes), sob a supervisão de um carpinteiro experiente ou um oficial pedreiro.

Deve-se evitar a utilização de ferramentas que danifiquem as fôrmas ou mesmo a superfície do concreto. Por exemplo, o uso de “ pé-de-cabra “ pode ser substituído por cunhas de madeira, que, cravadas com cuidado, entre a fôrma e o concreto, faz a mesma função de destacar um do outro, porém, sem danifica-las.

Evitar a queda das fôrmas é outro cuidado fundamental para a conservação das mesmas.

 Após a desforma de cada painel, deve-se promover a limpeza e, quando necessário, a manutenção das peças danificadas.

O dimensionamento da equipe é importante durante esta etapa, pois a desforma deve ser executada dentro de uma seqüência rígida estabelecida. O acúmulo das peças desformadas espalhadas na laje dificulta o trânsito e a mobilidade dos operários, em conseqüência, afeta a produtividade dos serviços e aumenta o perigo de acidentes. 26

Na tabela 5.2, estão especificados os prazos de desforma definidos pela norma NBR 6118, tanto para concretos com cimento portland comum e cura úmida como para concretos aditivados (com cimento de alta resistência inicial – ARI).

Tabela 5.2: Prazos médios de desforma

Prazo de desforma Tipos de fôrmas

Concreto comum

Concreto com ARI

Paredes, pilares e faces

3 dias

2 dias

de

7 dias

3 dias

Faces inferiores de vigas

14 dias

7 dias (?)

21 dias

7 dias

laterais de vigas Lajes

até

10

cm

espessura

com reescoramento Lajes com mais de 10 cm de

espessura

e

faces

inferiores de vigas com menos de 10 m de vão Fonte:

Mascarenhas

(1989)

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6 ESTUDO DE CASO O presente estudo de caso reporta-se à construção do bloco H do Instituto Santanense de Ensino Superior, situado na rua Voluntários da Pátria, 357 – São Paulo.

6.1 Avaliação Técnica do Empreendimento No ano de 1997 a construtora BKO Engenharia e Comércio Ltda, apresentou sua proposta técnica para a execução da obra em referência.

Em análise ao projeto e levando em consideração as premissas básicas a serem atendidas, como por exemplo, reduzido prazo de entrega (apenas 11 meses), custo, nível de informações do projeto e acabamento das peças em concreto aparente, a equipe técnica da BKO concluiu que a estrutura de concreto convencional com utilização de fôrmas industrializadas mistas atenderia às necessidades exigidas pelo cliente, conforme texto abaixo extraído da proposta técnica nº067/97 de 01/03/97 :

“As estruturas em concreto protendido, pré-moldado e a metálica, necessitam de maior tempo de planejamento e projetos iniciais, e possuem

maiores

restrições

quanto

à

adaptações

e

modificações. Seguindo o raciocínio, após a conclusão das fundações, qualquer que fosse a solução estrutural adotada, deveria ter início imediato, devido ao prazo curto para a entrega final. 28

Devido a facilidade de escavação e contenções laterais, a cravação das estacas tem rápido início e conseqüentemente restou-nos a estrutura convencional como única opção para atender às necessidades iniciais.  A partir de então poderíamos trabalhar com a estrutura convencional ou metálica. Nossa escolha entretanto foi a estrutura convencional com fôrmas industrializadas mistas pois além de mais econômica, nesta data já teríamos que estar com 2 pavimentos de caixas de escada e elevadores deslizadas para que pudéssemos travar a estrutura metálica. Além de tudo a estrutura convencional adapta-se perfeitamente ao projeto arquitetônico, evitando desta forma soluções paleativas para o acabamento das superfícies metálicas aparentes, e o acabamento para o concreto aparente com a utilização de fôrmas industrializadas torna-se mais barato de executar e o resultado plástico alcançado é muito superior.”

6.2 O Projeto O projeto de arquitetura desenvolvido pela LF Projetos em 1997, é composto de 2 subsolos, térreo, mezanino, 5 andares tipo, auditório no 6º andar e cobertura, perfazendo um total de 25.000m² de área construída.

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 As fotografias 6.1 e 6.2 da maquete, demonstram com clareza o porte da edificação e desafio de construir este edifício em apenas 11 meses.

Foto 6.1: Maquete - fachada principal do edifício

Foto 6.2: Maquete - lateral direita do edifício

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6.3 A Execução da Estrutura Conforme apresentado na proposta técnica da BKO, a obra foi executada em estrutura convencional de concreto armado, com a utilização de fôrmas industrializadas mistas da empresa, de origem alemã, Peri Formas e Escoramentos Ltda. De acordo com o cronograma inicial exigido pelo cliente, a execução da estrutura deveria atender ao prazo de apenas 120 dias. Devido ao atraso ocorrido nas etapas iniciais da obra, como por exemplo, durante a fase de escavação (foto 6.3), em que foram encontradas antigas fundações, e durante a fase de execução das fundações (foto 6.4), em que o solo apresentado era extremamente arenoso, dificultando a escavação das estacas, a execução da estrutura precisaria ser executada em um tempo ainda menor.

Foto 6.3: Fase de escavação

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Foto 6.4: Execução das fundações  A fim de garantir a alta produtividade desejada à execução da estrutura de concreto armado, algumas medidas emergenciais precisaram ser tomadas, como por exemplo, a contratação de consultores especializados em fôrmas, assistência técnica constante da empresa responsável pela locação das fôrmas, treinamento intensivo dos operários que iriam manuseá-las e a adoção de dois turnos de trabalho.  As fôrmas industrializadas da empresa Peri chegaram à obra em paletes, devidamente identificados e limpos, conforme apresentado na foto 6.5.

Foto 6.5: chegada das fôrmas àobra 32

Imediatamente após a chegada das fôrmas na obra, a assistência técnica da empresa responsável pelas fôrmas iniciou o treinamento dos operários da construtora, uma vez que estes nunca haviam trabalhado com sistemas industrializados de fôrmas.

Foto 6.6: início da montagem das fôrmas  A falta de mão de obra especializada na montagem das fôrmas, acabou gerando atrasos na fase de início da execução da estrutura, o que só foi normalizado com a introdução de duas equipes realizando os trabalhos em turnos diferentes.

Foto 6.7: operários trabalhando durante 24hs na montagem das fôrmas 33

6.3.1 Detalhe de execução dos pilares O sistema de fôrmas adotado para a execução dos pilares garantiu à obra grande produtividade, permitindo executar até 10 pilares ao dia. Em função da maioria dos pilares possuírem a mesma dimensão de 80 x 80 cm, permitiu dar à obra grande agilidade, uma vez que com um único jogo de fôrmas, foi possível executar todos os pilares de seção quadrada da obra.

Foto 6.8: Pilares com seção quadrada de 80 x 80 cm Este sistema de fôrmas para pilares é muito prático e racional, dispensando a utilização de pregos, martelos, pé-de-cabra ou improvisos em sua montagem.  A fixação das fôrmas no piso é realizada através de chumbadores e parafusos, o que garante um travamento perfeito à forma, não oferecendo risco durante a concretagem de a fôrma abrir, ou sair de sua posição inicial.  As fotos 6.9, 6.10 e 6.11 indicam com detalhe as fases de fixação das fôrmas para pilares 34

Foto 6.9: Perfuração no piso para implantar o chumbador

Foto 6.10: Instalação do chumbador

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Foto 6.11: Fixação da fôrma através de parafuso Este sistema para pilares permite também o ajuste preciso do alinhamento e prumo das fôrmas, após a fixação das mãos francesas, pois possuem barras rosqueáveis internamente, que permitem o ajuste milimétrico das mesmas, conforme demonstrado na figura 6.12.

Foto 6.12: Mão francesa com barra interna rosqueável

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 A fim de evitar acidentes, estas fôrmas contam ainda com um sistema que permite a instalação de uma plataforma, que tem a função de evitar a queda dos trabalhadores durante a concretagem dos pilares.

Foto 6.13: Instalação de plataforma nas fôrmas

6.3.2 Detalhe de execução das vigas Diferente dos pilares, as fôrmas para viga não mostraram a mesma eficiência e agilidade esperada na obra.  A montagem destas fôrmas se mostraram muito mais complexas e trabalhosas, uma vez que era preciso montar uma estrutura com barrotes e escoras para receber os painéis de fôrmas, e ainda, era preciso fabricar na obra, as peças que iriam compor o fundo das vigas, conforme demonstrado na fotografia 6.14

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Foto 6.14: Processo de montagem das fôrmas para viga

Foto 6.15: Operários montando as fôrmas para viga

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6.3.3 Detalhe de execução das lajes O sistema de fôrmas para lajes é composto de painéis fabricados em alumínio e chapas de compensado, vigas longitudinais em alumínio e escoras, também fabricadas em alumínio. São fôrmas leves, práticas e possuem encaixes precisos entre os painéis, vigas longitudinais e escoramentos. Este sistema de fôrmas proporcionou grande produtividade e qualidade à obra, uma vez que são fôrmas leves de manusear, de fácil montagem e possuem encaixes precisos.

Foto 6.16: Montagem das fôrmas para laje vistas por baixo

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 A utilização de madeira durante a montagem das fôrmas para laje ficou restrita apenas aos acabamentos entre as lajes e as vigas, ou seja, nas bordas das lajes. Este fato somente ocorreu devido a incompatibilidade entre o projeto de fôrmas e os demais projetos, uma vez que aqui no Brasil, as fôrmas ainda não são levadas em consideração durante as etapas de projeto e planejamento dos edifícios.

Foto 6.17: Detalhe do acabamento de madeira nas bordas das lajes

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6.3.4 Detalhe dos escoramentos Os escoramentos utilizados nesta obra são fabricados em alumínio, resistem a uma capacidade de carga de no mínimo 33 kN e permitem o ajunte milimétrico na altura da escora, garantindo qualidade ao serviço executado.

Foto 6.18: Escoras em alumínio com ajuste milimétrico da Peri

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6.4 A finalização da estrutura De acordo com o depoimento prestado pelo diretor da Construtora BKO Engenharia e Comércio Ltda, Engº Maurício Linn Bianchi, as fôrmas industrializadas fornecidas pela empresa Peri, proporcionaram à obra alto índice de produtividade, qualidade à estrutura em concreto aparente e baixo custo, de forma a concluir a execução da fase estrutural no prazo previsto.  A obra foi concluída dentro do prazo estipulado, conforme cronogr ama inicial e as fôrmas industrializadas mistas atenderam às expectativas de qualidade e produção.

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7 ANÁLISE CRÍTICA O processo de racionalização das fôrmas utilizadas na construção de edifícios não se dá simplesmente durante a fase de execução da estrutura de concreto armado. Dentro do enfoque sistêmico da construção de um edifício, durante o próprio projeto da obra, algumas medidas já poderiam ser tomadas com vistas a um melhor desempenho do sistema de fôrmas.  Ainda hoje, não há uma integração do projeto de fôrmas com a fase de desenvolvimento do projeto da obra. Nota-se a falta de preparo e conhecimento técnico por parte dos projetistas, em relação aos sistemas de fôrmas que vêm sendo utilizados atualmente. Na prática, a preocupação com a adoção do sistema de fôrma a ser empregado em uma determinada obra, ainda se encontra no final do processo, ou seja, na fase da execução da obra, cabendo à construtora contratada, a escolha do sistema mais adequado e eficiente para a obra. Esta falta de integração entre os projetistas, pode levar, em muitos casos, à adoção de sistemas de fôrmas nem sempre ideais para uma determinada obra, podendo gerar atrasos e comprometer a qualidade da obra. Portanto, a preocupação com os sistemas de fôrmas, deveria começar deste o início da implantação dos projetos, haja visto, que as fôrmas representam de 30 a 45% do custo total de uma estrutura, e uma avaliação imprecisa do sistema construtivo adotado, poderá colocar toda a obra a perder.

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Sistema Atual

F O R  ARQUITETO

CALCULISTA

M

OBRA

 A S

* Obs: No sistema atual as fôrmas devem se adequar à obra

Sistema Pretendido

 ARQUITETO

CALCULISTA

OBRA

FÔRMAS

* Obs: No sistema pretendido as fôrmas servem de subsídio para as etapas de projeto e obra 44

8 CONCLUSÕES

O presente trabalho apresentou, ao longo de seus capítulos, a evolução dos sistemas de fôrmas para concreto armado, utilizados na construção de edifícios, assim como suas funções e tipos, notadamente comprovadas no estudo de caso apresentado.  As considerações feitas a respeito das modificações sofridas pelas fôrmas ao longo dos últimos 40 anos, serviu para chegarmos até os dias atuais e, nos permitir colocar os conceitos considerados para a análise e definição da solução a ser adotada para cada obra.  A escolha correta do sistema construtivo e, por conseqüência, do sistema de fôrmas, podem levar ao sucesso de um empreendimento, aliando qualidade, custo e prazo, de forma a atender às expectativas do cliente.  A busca pela eficiência na construção civil não está ligada somente ao custo, mas principalmente aliada à qualidade e prazo de execução. Com a introdução da ISO no Brasil, a busca pela qualidade tem sido perseguida por diversas construtoras, garantindo a sua permanência e continuidade no mercado. Não deve-se esquecer que, além de toda a eficiência que os atuais sistemas de fôrmas tem proporcionado às obras, a questão ambiental também está sendo favorecida com a racionalização do uso das fôrmas, uma vez que hoje, o desperdício de madeira na obra é mínimo e o reaproveitamento das fôrmas é cada vez maior.  Analisando todos estes detalhes, chega-se a conclusão que as fôrmas, pelo número de detalhes práticos e técnicos a serem levados em consideração, 45

se torna uma especialidade que deveria ser planejada meticulosamente, visto ainda que, as fôrmas representam de 30 a 45% do custo total de uma estrutura.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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