Slide 1 - Emuchoa

Aspectos importantes de um
Projeto Estrutural
Um visão de engenheiro
Eng. Edward Louis de Mendonça Uchôa
Apresentação


1.
2.
3.
4.
5.



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
Apresentação

1.
2.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
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
3
Insumos para o Projeto Estrutural
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
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.
Insumos para o Projeto Estrutural

1.
2.
3.
4.
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
Influência do projeto estrutural no
custo global de um empreendimento

Estrutura possui um valor relativo alto no conjunto da
edificação
1.
Maior item isolado do custo direto da obra (fôrmas, concreto e
aço), com 25 a 35% do total;

1.
2.
3.
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)
Influência do projeto estrutural no
custo global de um empreendimento

1.
2.
3.




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 prédefinição da estrutura, a fim de obter a perfeita união entre os
dois projetos;
Em seguida, compatibiliza-se com os projetos complementares.
Influência do projeto estrutural no
custo global de um empreendimento

1.



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.
Influência do projeto estrutural no
custo global de um empreendimento

Influência dos elementos estruturais no custo da estrutura:
Lajes:
60 a 70%
Vigas:
25 a
30%

Custo dos
Elementos
Estruturais Pilares:
10 a
20%
Portanto, a otimização dos custos de um edifício em concreto
se dá, primordialmente, via otimização dos custos das lajes.
Influência do projeto estrutural no
custo global de um empreendimento

1.


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.
Influência do projeto estrutural no
custo global de um empreendimento


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.
8
Prescrições Normativas



1.

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.
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 6118 - 2014).
Com capitel
Bidirecionais
Laje nervurada bidirecional - LNB
Com vigas
Com vigas faixa
protendidas
Lajes
Nervuradas
Com capitel
Unidirecionais
Com vigas
Com vigas faixa
protendidas
Laje nervura unidirecional - LNU
Lajes Nervuradas

Lajes Nervuradas
1.
2.
3.
4.
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.
Situação Atual – Lajes Nervuradas

Até então lajes nervuradas são sinônimo de lajes totalmente
bidirecionais. Motivos:
1.
Disponibilidade de sistema de fôrmas no mercado.
2.
Cultura disseminada na cadeia produtiva.
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.
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.
Importância das nervuras de travamento

Nervuras de travamento implicam em alterações nas
deformadas
Laje Unidirecional pura
Laje Bidirecional com supressão de
nervuras (denominada neste trabalho de
LNU)
13
Estudo publicado no IBRACON
Estudo publicado no IBRACON
Exemplos.
λ = a/b, com λ variando de 1,0 a 2,6.
Estudo publicado no IBRACON
Consumo de concreto nas lajes (m3)
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
λ
Direção
Estudo publicado no IBRACON
16
Consumo de aço nas lajes (kg)
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
λ
Direção
Estudos CCP – Arcelor Mittal - Resumo
GOLDEN
SINGLE
UNI
FORMAS (m2/m2)
SHOPPING FELIPE
UNI
BI
BI
LUAR CLUBE
UNI
GOLDEN WIND
BI
UNI
BI
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
0
3,9
0
1,23
0
1,26
0
MOLDE 80/80/20 (unid/m2)
0,86
1,86
1,1
1,1
1,88
2,01
1,18
1,12
TAPA NERVURA (unid./m2)
0,57
0
0,7
0
1,19
0
0,72
0
246,31
243,27
204,73
236,00
200,11
218,37
227,85
258,90
CUSTO UNIT (R$/m2)
REDUÇÃO (%)
1,25%
13,25
8,36
11,99
Estudos CCP – Arcelor Mittal –
Golden Single
Redução de Custo: 1,25%
Estudos CCP – Arcelor Mittal –
Shopping Felipe
Redução de Custo: 13,25%
Estudos CCP – Arcelor Mittal – Luar
Condomínio Clube
Redução de Custo: 8,36%
Estudos CCP – Arcelor Mittal – Golden Wind
Redução de Custo: 11,99%
19
Estudo Comparativo de Lajes Maciças x
LNB x LNU
EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Comparativo entre os modelos
Modelo
Custo R$/m2 Diferença
Flecha Máxima
Diferença
DUE467-160425-LNU4-80-25-VIG
R$ 240,94
2,75
DUE467-160429-LNB-80-25-VIG
R$ 248,90
3,31%
2,26
DUE467-160424-LNU3-80-25-PRO4-P40 R$ 247,73
2,82%
1,70
DUE467-160422-LNB2-66-23-VIG
R$ 250,43
3,94%
2,69
Resumo dos Estudos
Concreto
(m3)
DUE467-160425-LNU4-80-25-VIG
DUE467-160429-LNB-80-25-VIG
DUE467-160424-LNU3-80-25-PRO4-P40
DUE467-160422-LNB2-66-23-VIG
1767,1
1873,70
1823,60
1857,90
Espessura
média Aço (ton)
(m3/m2)
0,196
151,42
0,207
159,547
0,202
144,487
0,206
160,837
Taxa de
aço(kg/m3)
85,69
85,15
88,62
86,57
-17,82%
-38,18%
-2,18%
Cordoalha
emgraxada de 15,2
(ton)
0,00
0,00
8,56
0,00
EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Redução = 2,82%
DUE467-160425-LNU4-80-25-VIG
DUE467-160424-LNU3-80-25-PRO4-P40
EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Redução = 3,31%
DUE467-160425-LNU4-80-25-VIG
DUE467-160429-LNB-80-25-VIG
EDIFÍCIO DUETTO – V2 CONSTRUÇÕES
Redução = 3,94%
DUE467-160425-LNU4-80-25-VIG
DUE467-160422-LNB2-66-23-VIG
22
VILLA PASSIONE – MARROQUIM
ENGENHARIA
Comparativo entre os modelos
Modelo
Custo R$/m2 Redução
PSS464-160427-Mais Pilares
R$ 176,24
PSS464-150906-AUM PILAR
R$ 181,07
2,74%
PSS464-150907-BIDIR
R$ 193,77
9,94%
PSS464-150907-BIDIR+VIG
R$ 196,74
11,63%
Resumo dos Estudos
PSS464-160427-Mais Pilares
PSS464-150906-AUM PILAR
PSS464-150907-BIDIR
PSS464-150907-BIDIR+VIG
Concreto Espessura média
Aço (ton)
(m3)
(m3/m2)
2318,00
2350,40
2598,00
2662,00
0,153
0,155
0,172
0,176
145,957
156,917
180,057
179,371
Taxa de
aço(kg/m3)
62,67
66,76
69,31
67,38
Cordoalha
emgraxada de 15,2
(ton)
0,00
0,00
0,00
0,00
VILLA PASSIONE – MARROQUIM
ENGENHARIA
Redução = 2,74%
PSS464-160427-Mais Pilares
PSS464-150906-AUM PILAR
VILLA PASSIONE – MARROQUIM
ENGENHARIA
Redução = 9,94%
PSS464-160427-Mais Pilares
PSS464-150907-BIDIR
VILLA PASSIONE – MARROQUIM
ENGENHARIA
Redução = 11,63%
PSS464-160427-Mais Pilares
PSS464-150907-BIDIR+VIG
24
FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Comparativo entre os modelos
Modelo
Custo R$/m2
FUA469A-B-25-160521R$
177,31
PROT
FUA469A-U-25-160520R$
178,19
PROT
FUA469A-U-30-160510
R$
195,69
FUA469A-B-30-160510
R$
209,80
Resumo dos Estudos
FUA469A-B-25-160521-PROT
Diferença
Flecha Máxima (cm) Diferença
-
0,74
-
0,49%
10,36%
18,32%
0,69
3,46
2,95
-6,76%
367,57%
298,65%
Concreto Espessura média
Aço (ton)
(m3)
(m3/m2)
99,70
0,18
6,08
FUA469A-U-25-160520-PROT
91,20
0,17
6,9
FUA469A-U-30-160510
FUA469A-B-30-160510
176,80
202,00
0,17
0,20
12,53
14,07
Taxa de
aço(kg/m3)
61,00
75,80
70,90
69,6
Cordoalha engraxada
de 15,2 (ton)
0
0
FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Redução = 0,49%
FUA4694-B-25-160521-PROT
FUA4694-U-25-160521-PROT
FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Redução = 10,36%
FUA4694-B-25-160521-PROT
FUA469A-U-30-160510
FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE
Redução = 18,32%
FUA4694-B-25-160521-PROT
FUA469A-B-30-160510
FEJAL – FACULDADE DO AGRESTE

1.
2.
3.
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).
27
Estudos Shoppings - ABECE
Comparativo entre os modelos
Modelo
CustoR$/m2
MACIÇA PROTENDIDA
BIDIRECIONAL COM CAPITEL
UNIDIRECIONAL COM CAPITEL
UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA
324,36
246,21
234,58
230,44
Flecha máxima
(cm)
1,41
1,94
2,57
2,07
Diferença
40,75%
6,84%
1,79%
-
411,85
0,262
21,49
13,70
Cordoalha
emgraxada de
15,2 (ton)
13,34
358,03
0,228
37,03
23,61
0,00
0,00
306,53
0,195
34,81
22,20
0,00
0,00
304,00
0,194
33,65
21,46
0,00
0,00
Concreto Espessura
Taxa de
Resumo dos resultados
Aço (ton)
(m3) média (m3/m2)
aço(kg/m3)
MACIÇA PROTENDIDA
BIDIRECIONAL COM
CAPITEL
UNIDIRECIONAL COM
CAPITEL
UNIDIRECIONAL COM
VIGA FAIXA
Diferença
-31,88%
-6,28%
24,15%
-
Taxa de aço
protendido(kg/m2)
8,51
Estudos Shoppings - ABECE
Redução = 40,75%
UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA
MACIÇA PROTENDIDA
Estudos Shoppings - ABECE
Redução = 6,84%
UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA
BIDIRECIONAL COM CAPITEL
Estudos Shoppings - ABECE
Redução = 1,79%
UNIDIRECIONAL COM VIGA FAIXA
UNIDIRECIONAL COM CAPITEL
Edifício Samoa – IMPAR/RECORD
Edifício Maria Cavalcante – RECORD
CONCRETO (m3)
REDUÇÃO
AÇO CA50 (kg)
REDUÇÃO
ESTUDO
UNIDIRECIONAL BIDIRECIONAL
34,91
42,95
18,7%
2088,00
2306,00
9,45%
-
Edifício Maria Cavalcante – RECORD
Terra Brasilis – Marroquim Engenharia
33
Nuances de Projeto


Total controle da estrutura
Estuda-se a estrutura com as diversas técnicas disponíveis,
prevalecendo a mais viável, tecnicamente e economicamente.
Nuances de Projeto

Define-se qual o modelo mais adequado e parte para os
ajustes estruturais.
Nuances de Projeto



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
Nuances de Projeto


Sistemas complementares:
Menos nervuras – menor interferência nas passagens
horizontais e verticais
Nuances de Projeto

1.
2.
Durabilidade
Cuidados a serem tomados na concretagem;
Cura (retração).
Nuances de Projeto
Hotel Radisson – Pavt. Tipo GRUPO BRANDÃO TAVARES
Nuances de Projeto
Edifício Imperiale – Pavt. Pilotis MARROQUIM ENGENHARIA
Nuances de Projeto
Ed. Antonio Oliveira – Pavt. Pilotis MARROQUIM ENGENHARIA
38
Conclusões – Artigo Ibracon

Utilizando, como exemplo final, os resultados obtidos no
trabalho publicado no IBRACON:
1.
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%


2.



Conclusões – Artigo 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%
Conclusões – Artigo Ibracon
Projeção
para toda a
estrutura
Somente
devido à laje:
Projeção
para toda a
estrutura
Vigas e pilares
devido à
redução do
peso próprio:
Concreto
(50% da
estrutura):
7,07%
Concreto
(50% da
estrutura):
1,58%
Aço (42% da
estrutura):
8,84%
Aço (58% da
estrutura):
1,83%
Conclusões – Artigo Ibracon
Redução
Total
Sem considerar as fundações!
Concreto:
8,65% em
média
Aço:
10,67% em
média
Conclusões

43
Influência dos elementos estruturais no custo da estrutura:
Lajes:
60 a 70%
Vigas:
25 a
30%

Custo dos
Elementos
Estruturais Pilares:
10 a
20%
Portanto, a otimização dos custos de um edifício em concreto
se dá, primordialmente, via otimização dos custos das lajes.
Obrigado pela atenção!
Eng. Edward Louis de Mendonça Uchôa
[email protected]
[email protected]
Aspectos importantes de um
Projeto Estrutural
Um visão de engenheiro