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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAL E CONSTRUÇÃO CIVIL
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
KARINE ALVES DOS SANTOS
PROPOSTA DE CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE SISTEMAS ESTRUTURAIS
ATRAVÉS DE UMA ANÁLISE DE CUSTO
FORTALEZA
2011
ii
KARINE ALVES DOS SANTOS
PROPOSTA DE CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE SISTEMAS ESTRUTURAIS
ATRAVÉS DE UMA ANÁLISE DE CUSTO
Monografia submetida à Coordenação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Ceará, como
requisito parcial para obtenção do grau
de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Augusto Teixeira de
Albuquerque
FORTALEZA
2011
iii
KARINE ALVES DOS SANTOS
PROPOSTA DE CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE SISTEMAS ESTRUTURAIS
ATRAVÉS DE UMA ANÁLISE DE CUSTO
Monografia submetida à Coordenação do Curso de Engenharia Civil, da Universidade
Federal do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Aprovada em ____/____/_____
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________
Prof. Dr. Augusto Teixeira de Albuquerque (Orientador)
Universidade Federal do Ceará – UFC
_____________________________________________
Profª. Dra. Magnólia Maria Campêlo Mota
Universidade Federal do Ceará – UFC
_______________________________________________
Prof. Msc. Carlos Alexandre M. Mourão
Gerente Técnico C.Rolim Engenharia
iv
Aos meus pais
v
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus que me deu o dom da vida e da inteligência, que me
deu forças para concluir mais esta etapa da minha vida e que me ajuda a seguir minha
caminhada.
Aos meus pais, Vanlúzia Alves dos Santos e Aluízio Moreira dos Santos,
pelo amor incondicional, apoio, compreensão e por mim proporcionarem a oportunidade
de chegar até aqui. Amo vocês.
A minha irmã e melhor amiga Karoline Alves dos Santos pelo apoio e
exemplo de força e perseverança. Minha maior torcedora. Te amo irmã.
Ao meu noivo Antonio David Nascimento de Oliveira que esteve ao meu
lado durante toda esta caminhada me dando apoio. Muito obrigada pela sua dedicação e
acima de tudo compreensão e companheirismo durante esta jornada. Te amo Amor.
Aos amigos Kelvia, Daniele, Letícia, Gesislane, Ranara, Mayara, Daniel,
Leandro, Paulinho, Vicente, Welington, Darwin, Leonardo pelo incentivo e força.
Aos meus parentes, avós, tios, tias e primos pelo incentivo.
A C.Rolim Engenharia e em especial ao engenheiro Felipe Loiola pela
oportunidade de aprendizado nestes últimos quatro anos e pela compreensão.
Ao professor Augusto Teixeira de Albuquerque pela paciência e dedicação.
As empresas Hepta Estrutural e Rolim Machado por terem fornecido
informações para este trabalho.
E a todos que de alguma forma contribuíram para esta monografia.
vi
RESUMO
Com a crescente expansão imobiliária, muitas construtoras atropelam a fase de
desenvolvimento dos projetos, isto é, muitas vezes iniciam a obra sem a conclusão dos projetos
executivos, fato que em muito onera os custos da construção. Evidencia-se assim o impacto do
item projeto no custo final, além de evidenciar a importância para o planejamento. A estrutura é
apenas um item do orçamento da obra, em torno de 20 a 25% do custo total, mas que através de
uma escolha mais adequada pode levar a uma economia no custo total, considerando que a
estrutura pode influenciar na redução dos custos dos sistemas de serviços e de arquitetura. O
presente trabalho define e analisa critérios e parâmetros de estruturas de concreto e como estes
parâmetros podem influenciar os custos dos demais sistemas que compõem as fases de
construção. Por meio desta análise foi possível a criação de critérios para escolha de sistemas
estruturais. Estes critérios são de fundamental importância e são um bom indicativo para escolha
de sistemas estruturais. Ao se chegar ao custo total de cada sistema estrutural, isto é, a soma dos
custos diretos e indiretos, pode-se concluir que a escolha de um sistema estrutural deve ir além
de comparativos de consumos devendo levar em consideração também todos os impactos no
processo construtivo gerados por cada sistema.
Palavra-Chave: Qualidade, Projetos, Estrutura
vii
ABSTRACT
With the growing housing boom, many builders trample the development
phase of projects, that is, often begin the work without the completion of executive
projects, a fact which greatly burdens the cost of construction. We thus project the
impact of the item in the final cost, and also highlights the importance for planning. The
structure is just a budget item of the work, around 20 to 25% of the total cost, but using
a more appropriate choice may lead to a saving in total cost, considering that the
structure can influence the reduction of costs services and systems architecture. This
paper defines and discusses criteria and parameters for concrete structures and how
these parameters can influence the cost of other systems that make up the phases of
construction. Through this analysis it was possible to establish criteria for the selection
of structural systems. These criteria are of fundamental importance and are a good
indication for the choice of structural systems. When you arrive at the total cost of the
structural system, ie, the sum of direct and indirect costs, it can be concluded that the
choice of a structural system must go beyond comparative consumption should take into
account all the impacts in the construction process generated by each system.
Keywords: Quality, Design, Struct
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1- Origem dos problemas Patológicos ............................................................... 1
Figura 1.2 - Lei de evolução de custos ............................................................................. 2 Figura 2.1 - Estrutura convencional com lajes maciças ................................................... 6 Figura 2.2 – Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas altas ......................... 9 Figura 2.3 - Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas altas ........................ 10 Figura 2.4 - Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas faixas ..................... 11
Figura 3.1- Edifício HC Plaza – Vigas + Lajes nervuradas............................................ 18
Figura 3.2- Edifício HC Plaza – Vigas faixas + Lajes nervuradas ................................. 19 Figura 3.3- Edifício HC Plaza – Vigas altas + Lajes maciças ........................................ 20
Figura 3.4- Edifício Mustique – Vigas + Lajes nervuradas ............................................ 21 Figura 3.5- Edifício Mustique – Vigas faixas + Lajes nervuradas ................................. 22 Figura 3.6- Edifício Mustique – Vigas altas + Lajes maciças ........................................ 23 Figura 3.7- Edifício Vancouver – Vigas faixas + Lajes nervuradas ............................... 24
Figura 3.8- Condomínio Gran Residence – Vigas faixas + Lajes nervuradas ................ 25
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Nº de espessuras por pavimento para lajes ................................................ 14 Tabela 2.2 – Nº de seções por pavimento para vigas ..................................................... 14
Tabela 4.1- Consumo para cada sistema estrutural por edifício ..................................... 27 Tabela 4.2 – Taxas dos custos indiretos ......................................................................... 31 Tabela 5.1- Custo unitário para cada de sistema estrutural para cada edifício ............... 33 Tabela 5.2- Custo unitário para cada de sistema estrutural ............................................ 34 Tabela 5.3- Custo unitário dos serviços indiretos .......................................................... 34
Tabela 5.4 – Custo total das diversas opções ................................................................. 35 Tabela 6.1 – Diferenças percentuais entre as alternativas .............................................. 37 Tabela 6.2- Diferenças entre custos diretos e indiretos .................................................. 40
x
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 4.1- Consumo de fôrma por metro quadrado de estrutura ................................. 28
Gráfico 4.2 – Consumo de concreto por metro quadrado de estrutura ........................... 28 Gráfico 4.3 – Consumo de aço CA por metro quadrado de estrutura ........................... 28 Gráfico 6.1 – Comparação entre sistemas estruturais .................................................... 36 Gráfico 6.2 – Consumo de fôrma por metro quadrado de estrutura (m²/m²) .................. 37 Gráfico 6.3 – Consumo de concreto por metro quadrado de estrutura (m³/m²) ............. 37
Gráfico 6.4 – Consumo de aço CA por metro quadrado de estrutura (kg/m²) ............... 38 Gráfico 6.5 – Porcentagem dos insumos no custo total da alternativa 1 ........................ 38 Gráfico 6.6 – Porcentagem dos insumos no custo total da alternativa 2 ........................ 39
Gráfico 6.7 – Porcentagem dos insumos no custo total da alternativa 3 ........................ 39
xi
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 1.1 Objetivos ............................................................................................................ 2 1.2 Metodologia ....................................................................................................... 3 1.3 Síntese dos Capítulos ......................................................................................... 4
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 5 2.1 Custos diretos e indiretos da estrutura ............................................................... 5 2.2 Sistemas estruturais ............................................................................................ 5
2.2.1 Estrutura convencional com lajes maciças ................................................. 6
2.2.2 Estrutura convencional com lajes nervuradas ............................................ 7
2.3 Concepção estrutural e estruturação ................................................................ 12 2.3.1 Lajes ......................................................................................................... 14
2.3.2 Vigas ......................................................................................................... 14
2.3.3 Pilares ....................................................................................................... 14
2.4 Qualidade da solução adotada .......................................................................... 15
3 APRESENTAÇÃO DOS EDIFÍCIOS – INFORMAÇÕES PRELIMINARES .... 17 4 VERIFICAÇÃO DOS CONSUMOS ..................................................................... 26
4.1 Consumos referentes aos custos diretos ........................................................... 26
4.1.1 Espessura média ....................................................................................... 26
4.1.2 Taxa de aço ............................................................................................... 26
4.1.3 Taxa de aço II ........................................................................................... 26
4.1.4 Taxa de forma ........................................................................................... 26
4.2 Consumos referentes aos custos indiretos ....................................................... 29 4.2.1 Taxa de revestimentos externos ................................................................ 29
4.2.2 Taxa de divisórias internas ....................................................................... 29
4.2.3 Taxa de alvenaria de vedação ................................................................... 29
4.2.4 Taxa de fiação ........................................................................................... 29
4.2.5 Taxa de eletroduto .................................................................................... 30
4.2.6 Taxa de forro ............................................................................................ 30
5 ESTUDO DA VIABILIDADE ECONOMICA E ANÁLSE DOS CUSTOS ........ 32
6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ....................................... 36 7 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS ...................... 41
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 42 ANEXO A ...................................................................................................................... 43
1
1 INTRODUÇÃO
Com a crescente expansão imobiliária, muitas construtoras atropelam a fase
de desenvolvimento dos projetos, isto é, muitas vezes iniciam a obra sem a conclusão
dos projetos executivos, fato que em muito onera os custos da construção.
Evidenciando-se assim o impacto do item projetos no custo final do empreendimento,
além de evidenciar a importância do planejamento na indústria da construção civil. A
estrutura é apenas um item do orçamento da obra, em torno de 20 a 25% do custo total,
mas que através de uma escolha mais adequada pode levar a uma economia no custo
global, considerando que a estrutura pode influenciar na redução dos custos nos
sistemas de serviços e de arquitetura.
Estudos mostram que as patologias encontradas nas estruturas em concreto
armado são provenientes em torno de 40% da fase de projeto do empreendimento. Dos
problemas devidos aos projetos estruturais mais de 50% deve-se ao detalhamento
insuficiente como mostra a Figura 1.1.
Figura 1.1- Origem dos problemas Patológicos (GRUNAU, 1981 apud HELENE, 1992, p. 22)
Fonte: http://patologiaestrutura.vilabol.uol.com.br/introducao.htm
A "lei de Sitter" mostra que os custos crescem segundo uma progressão
geométrica. Dividindo as etapas construtivas e de uso em quatro períodos
correspondentes ao projeto, à execução, à manutenção preventiva efetuada antes dos
primeiros três anos e à manutenção corretiva efetuada após o surgimento dos problemas,
a cada uma corresponderá um custo que segue uma progressão geométrica de razão
cinco, conforme indicado na Figura 1.2.
2
Figura 1.2 - Lei de evolução de custos (SITTER, 1984 CEB-RILEM apud HELENE, 1992, p. 24)
Toda medida extra projeto, tomada durante a execução implica num custo 5
(cinco) vezes superior ao custo que teria sido acarretado se esta medida tivesse sido
tomada na fase de projeto, para se obter o mesmo "grau" de proteção e durabilidade da
estrutura.
Com base no exposto acima fica evidenciado a grande importância da
qualidade e do planejamento integrados dos projetos como um todo a fim de minimizar
os custos finais e facilitar o entendimento e a execução dos mesmos.
Diante disso, neste trabalho pretende-se propor critérios econômicos para
tomada de decisão sobre sistemas estruturais a serem adotados dando ênfase aos custos
diretos e indiretos da estrutura de concreto para servir de referência no processo de
aceitação destes projetos.
1.1 Objetivos
Esse trabalho tem como objetivo principal propor critérios para tomada de
decisão sobre os sistemas estruturais a serem escolhidos tendo como referência uma
visão sistêmica do custo total da edificação. Para tal, é necessário atingir alguns
objetivos específicos listados abaixo:
Sistematizar particularidades sobre sistemas estruturais;
Estabelecer relações entre o consumo de concreto, aço e forma e os
custos das várias opções. Nos custos são levados em consideração: consumo
3
de materiais, recursos necessários para execução, tempo de execução, mão-
de-obra e dificuldade de execução;
Elaborar planilhas de custos para cada tipo de sistema estrutural através
de valores consistentes e atuais de mercado para o período de agosto de
2011;
Propor uma equação com as variáveis dos custos diretos e indiretos para
que se possa fazer uma comparação realista da melhor solução estrutural;
1.2 Metodologia
Para atingir os objetivos a que esse trabalho se propõe, é elaborada uma
metodologia que consiste em quatro etapas: definição do estudo de caso, levantamento
dos sistemas estruturais, análise das características dos sistemas estruturais bem como
seus impactos em outros sistemas, análise dos custos.
Inicialmente são analisados e quantificados os projetos de edifícios
exemplos para os estudos de caso. Como este trabalho não tem como objetivo fazer a
análise da estrutura, os projetos já foram fornecidos com a estrutura já lançada, cabendo
ao estudo somente calcular os consumos para que seja possível fazer a análise de custos
posteriormente. Foram utilizados estudos da Hepta Estrutural, empresa de elaboração de
projetos estruturais.
Em seguida à definição dos edifícios que comporão o estudo de caso, são
calculados os consumos da estrutura que representam os custos diretos, estes são
espessura média, taxa de aço e taxa de forma. Posteriormente são analisados todos os
impactos da estrutura nos demais sistemas para que seja possível serem levantados os
custos indiretos.
A etapa seguinte do trabalho consisti-se na análise dos sistemas estruturais
descrevendo o processo construtivo e as vantagens e desvantagens de cada sistema.
Em seguida, no período de agosto de 2011, foi feito o levantamento dos
preços unitários de mercado praticados para os diversos sistemas através de dados
obtidos em três empresas ramo na cidade de Fortaleza denominadas nesse estudo de
“Empresa A”, “Empresa B” e “Empresa C”.
Por fim, são elaborados gráficos comparativos entre os custos para cada tipo
de estrutura. Dessa forma, é possível distinguir, para os edifícios exemplos, qual é o tipo
de estrutura mais economicamente viável e qual exigi maiores investimentos.
4
1.3 Síntese dos Capítulos
Esse texto foi estruturado em sete capítulos os quais estão na respectiva
seqüência: Introdução, Revisão Bibliográfica, Apresentação dos Edifícios Exemplos -
Informações Preliminares, Verificação dos consumos, Estudo de Viabilidade
Econômica dos Diversos Sistemas, Apresentação e Análise dos Resultados, e, por
último, Conclusões e Sugestões para pesquisas futuras.
No primeiro capítulo são apresentados os objetivos e a metodologia do
trabalho, assim como contextualização e importância do tema.
O segundo capítulo consiste em sistematizar os conceitos e teorias
necessários ao estudo dos projetos estruturais.
A apresentação dos edifícios exemplos é exposta no terceiro capítulo.
No quarto capítulo foi discorrido sobre a verificação dos consumos
explicando como se calculam as taxas diretas e indiretas.
O estudo da viabilidade economica de cada sistema estrutural foi abordada
no quinto capítulo iniciando-se a partir das comparações entre os custos e consumos.
No sexto capítulo visou-se fazer uma síntese dos dados obtidos, comparando
os resultados entre os sistemas estruturais. Através da análise dos gráficos foi possível
se chegar a uma consideração sobre as estruturas mais viáveis economicamente.
Por fim, no sétimo capítulo são apresentadas as conclusões e sugestões para
pesquisas futuras.
5
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Custos diretos e indiretos da estrutura
Ao se avaliar a viabilidade econômica de um projeto estrutural não se deve
levar em consideração somente os consumos de materiais e mão de obra, mas sim todos
os sistemas de serviços que são influenciados pela escolha das diversas opções
estruturais, além das características executivas e equipamentos necessários. Como
exemplo, pode- se citar a escolha de uma estrutura com o pé direito (distância de piso a
piso) mais baixo provocará uma economia, nos revestimentos externos e internos em
cada pavimento, porém o pé direito mais alto nos apartamentos residenciais agrega
grande valor para os compradores e arquitetos, então qual será a melhor opção para a
incorporadora, economizar na estrutura reduzindo o pé direito ou aumentar o valor de
venda do empreendimento? Nem sempre a opção mais econômica satisfaz o cliente,
muitas vezes a rapidez do retorno financeiro leva o incorporador a escolher por opções
mais rápidas de execução e, no entanto, mais caras.
Para uma avaliação mais completa, deve-se fazer, também, uma análise das
implicações que cada alternativa acarreta nas instalações, nas alvenarias, tipos de forro e
nos demais sistemas.
Pode-se definir como custo direto da estrutura os materiais e a mão de obra
como: formas, escoras, cimbramento, concreto, bombeamento, aço de armadura passiva
e ativa, carpinteiros, pedreiros, serventes. Já os custos indiretos são os impactos que a
solução condiciona aos demais sistemas como revestimentos, forro, pintura, instalações
elétricas e hidráulicas, elementos de fachada, tempo e dificuldade de execução.
2.2 Sistemas estruturais
Para análise da estrutura foram utilizadas 3 opções de sistemas estruturais
para que seja possível fazer uma análise comparativa, quantitativa e qualitativa em
relação a cada opção.
6
2.2.1 Estrutura convencional com lajes maciças
Estrutura convencional é aquela em que as lajes se apóiam nas vigas, que
por sua vez se apóiam em pilares (tipo laje-viga-pilar). A laje maciça, em geral, não
vence grandes vãos, devido ao seu elevado peso próprio, reduzido braço de alavanca e
baixa inércia. De acordo com alguns projetistas de estruturas é pratica adotar-se como
vão médio econômico das lajes maciças um valor entre 3,5m e 5m.
LAJE
CONTRAPISO
FORRO
LAJEVIGA ALTA
Figura 2.1 - Estrutura convencional com lajes maciças
De acordo com a NBR 6118:2003, item 13.2.4.1, as lajes maciças devem
respeitar os seguintes limites mínimos para a espessura:
a) 5 cm para lajes de cobertura não em balanço (valor que praticamente não é
utilizado);
b) 7 cm para lajes de piso ou de cobertura em balanço (tem se como prática adotar uma
altura mínima de 8 cm);
c) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN;
d) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN.
e) 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas, 42
lpara lajes de piso biapoiadas
e 50
l para lajes de piso contínuas;
f) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo.
7
Segundo Albuquerque (1999), as principais desvantagens são:
Devido ao limite dos vãos, apresenta uma grande quantidade de vigas,
fato esse que deixa a forma do pavimento muito recortada, diminuindo a
produtividade da construção;
Os recortes diminuem o reaproveitamento das formas;
Apresenta grande consumo de concreto, aço e formas.
E as principais vantagens são:
A existência de muitas vigas formam muitos pórticos, que garantem uma
boa rigidez à estrutura de contraventamento;
Há uma grande contribuição das mesas na deformação das vigas;
Foi durante anos o sistema estrutural mais utilizado nas construções de
concreto, por isso a mão-de-obra já é bastante treinada.
2.2.2 Estrutura convencional com lajes nervuradas
“As lajes nervuradas são por definição um conjunto de nervuras
solidarizadas por uma mesa de concreto. O fato de as armaduras serem responsáveis
pelos esforços resistentes de tração permite que a zona tracionada seja discretizada em
forma de nervuras, não comprometendo a zona comprimida, que será resistida pela
mesa de concreto.” (ALBUQUERQUE, 1999, p. 24)
Segundo a NBR 6118:2003, item 14.7.7, “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.”
A NBR 6118:2003, no item 13.2.4.2, descreve limites a serem respeitados
nas lajes nervuradas. Estes limites estão listados a seguir.
“A espessura da mesa, quando não houver tubulações horizontais
embutidas, deve ser maior ou igual a 1/15 da distância entre as nervuras e não menor
que 3 cm.
8
O valor mínimo absoluto deve ser 4 cm, quando existirem tubulações
embutidas de diâmetro máximo 12,5 mm.
A espessura das nervuras não deve ser inferior a 5 cm.
Nervuras com espessura menor que 8 cm não devem conter armadura de
compressão.
Para o projeto de lajes nervuradas devem ser obedecidas as seguintes
condições:
a) Para lajes com espaçamento entre eixos de nervura menor ou igual a 65
cm, pode ser dispensada a verificação da flexão da mesa, e para a
verificação do cisalhamento da região das nervuras, permite-se a
consideração dos critérios de laje;
b) Para lajes com espaçamento entre eixos de nervura entre 65 cm e 110 cm,
exigi-se a verificação da flexão da mesa e as nervuras devem ser verificadas
ao cisalhamento como vigas; permite-se essa verificação como laje se o
espaçamento entre eixos de nervuras for até 90 cm e a largura média das
nervuras for maior de 12 cm;
c) Para lajes nervuradas com espaçamento entre eixos de nervuras maiores
que 110 cm, a mesa deve ser projetada como laje maciça, apoiada na grelha
de vigas, respeitando-se os seus limites mínimos de espessura.”
A vantagem principal desta utilização é a redução do peso próprio da
estrutura, já que o volume de concreto diminui, e ainda há um aumento na inércia, já
que a laje tem sua altura aumentada. Essa solução (estrutura convencional com lajes
nervuradas) vem sendo utilizada em todas as regiões do país, com um grande número de
fornecedores de colméias (formas para laje nervurada). É de fácil execução e pode ser
lançada com grandes vãos. É comum a utilização de lajes maciças em alguns trechos,
como as lajes em balanço e as lajes próximas ao elevador e escada.
Várias vantagens são apresentadas:
9
Devido à sua capacidade de vencer grandes vãos, o pavimento possui
pouco número de lajes;
A forma possui poucas vigas, ou seja, é pouco recortada, facilitando a
execução principalmente das formas;
O fato de ter poucas vigas faz com que a estrutura não interfira muito na
arquitetura;
O consumo da laje nervurada é muito baixo.
Para o estudo em questão serão analisadas duas estruturas a partir da laje
nervura que estão descritas abaixo.
2.2.2.1 Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas altas
Como já mencionado anteriormente, a laje é nervurada e as vigas são vigas
altas, isto é, vigas convencionais.
Este sistema requer uma maior distância piso a piso para que seja possível a
passagens de tubulações elétricas e hidrossanitárias como se pode observar na Figura
2.2.
LAJE
CONTRAPISO
FORRO
LAJEVIGA ALTA
Figura 2.2 – Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas altas
Outra opção para a passagem das tubulações é deixar durante a concretagem
tubos nas vigas para que seja possível fazer a passagem das instalações por dentro da
viga, porém este sistema possui diversas desvantagens; umas das desvantagens é o
10
comprometimento do layout da arquitetura, pois será necessário executar as paredes
abaixo das vigas além da alvenaria ter que ser da mesma espessura da viga ou a viga
ficará aparente como pode-se observar na Figura 2.3.
LAJE
CONTRAPISO
FORRO
LAJEVIGA ALTA
Figura 2.3 - Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas altas
2.2.2.2 Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas faixas
Neste sistema as lajes são nervuradas e as vigas são vigas faixas
protendidas.
Segundo a NBR-6118:2003, concreto protendido sem aderência é aquele em
que, o pré alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do
concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, mas não
sendo criada aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas
em pontos localizados. Apresenta-se como uma ótima alternativa para aplicações em
lajes e vigas de edifícios, que requerem uma protensão “leve” além de proporcionar uma
maior flexibilidade no layout do apartamento.
11
LAJE
CONTRAPISO
FORRO
LAJEVIGA FAIXA
PROTENDIDA
Figura 2.4 - Estrutura convencional com lajes nervuradas + vigas faixas
A monocordoalha é envolvida por uma graxa especial, que funciona como
protetora e inibidora da corrosão. A graxa fornece ainda excelente lubrificação entre a
cordoalha e a bainha, reduzindo o atrito. As bainhas são de plástico, feitas de polietileno
de alta densidade com espessura mínima 58 de 1mm, e oferecem excelente resistência
ao manuseio e ao arraste por entre as ferragens frouxas existentes. Além da praticidade
do manuseio, elimina-se a constante preocupação com a integridade da bainha metálica,
durante seu posicionamento nas formas, para se evitarem amassamentos ou entrada de
nata de cimento que possa prender a cordoalha.
Pelo fato de serem monocordoalhas, terão ancoragens individuais. Devido
ao baixo atrito, cada cordoalha leva uma ancoragem préencunhada (ancoragem passiva)
e uma ancoragem que será protendida após a concretagem (ancoragem ativa). As
monocordoalhas minimizam ainda o problema de concentração de tensões e
fendilhamento.
A protensão é feita rapidamente por um macaco hidráulico portátil. A força
de protensão é transmitida ao concreto através de suas ancoragens, cuja durabilidade é
fundamental para o bom desempenho desse sistema ao longo da vida útil.
Várias vantagens podem ser listadas na protensão sem aderência:
Maior facilidade e rapidez no posicionamento das cordoalhas nas formas;
Maior excentricidade possível (importante nas lajes finas);
O aço já chega ao canteiro protegido pela graxa e pela capa plástica;
12
Menor perda por atrito;
Ausência de operação de injeção de pasta de cimento;
Cordoalha danificada, ao longo da sua vida útil, pode ser substituída;
O aço de protensão ficou bastante competitivo, pois o aço CA teve vários
aumentos que não foram seguidos pelo CP.
Algumas desvantagens são verificadas:
A norma brasileira prevê a solução, mas dificulta porque exige protensão
completa, obrigando a adoção de normas internacionais;
Não se pode cortar a monocordoalha;
Segundo MOTA apud ALBUQUERQUE (1999), o traçado da cablagem
engraxada é obtido normalmente pela técnica do balanceamento de cargas (load
balancing method) proposto no início dos anos 60 por T.Y.Lin. Este procedimento é
bastante eficiente no caso de cabos em lajes e vigas de edifícios, onde os traçados são
obtidos pela concordância de parábolas suaves do segundo grau.
2.3 Concepção estrutural e estruturação
“O problema tem como característica fundamental a complexidade, por
causa do número de variáveis presentes e da multiplicidade de soluções possíveis”
(CORRÊA, 1991 apud ALBUQUERQUE, 1999, p. 9).
A concepção estrutural ou lançamento da estrutura consiste em escolher um
sistema estrutural que constitua a parte resistente do edifício.
A escolha dos elementos a serem utilizados e a definição da posição destes
elementos da estrutura são de fundamental importância, pois estes devem ser capazes de
absorver os esforços provenientes das ações atuantes e transmiti-los ao solo.
Na concepção da estrutura deve-se levar em consideração que o projeto
estrutural deve estar em harmonia com os demais projetos necessários para a construção
do edifício, tais como: projetos de instalações elétricas, hidrossanitária, de ar
condicionado, arquitetura, paisagismo entre outros.
13
A solução estrutural adotada no projeto deve atender aos requisitos de
qualidade estabelecidos nas normas técnicas, relativos à capacidade resistente, ao
desempenho em serviço e à durabilidade da estrutura.
A escolha do sistema estrutural depende de fatores técnicos e econômicos,
dentre eles: capacidade do meio técnico para desenvolver o projeto e para executar a
obra, e disponibilidade de materiais, mão-de-obra e equipamentos necessários para a
execução.
Segundo Albuquerque (1999, p. 2), “O conceito de estrutura econômica
também evoluiu ao longo dos anos. Em um primeiro instante, havia uma preocupação
de se trabalhar com as seções mais esbeltas possíveis; hoje em dia a atenção está voltada
para a padronização das formas, que facilita a produtividade da mão-de-obra e o
reaproveitamento, e para os processos construtivos que serão usados.”
“A padronização dos materiais é, sem dúvida, pré-requisito importantíssimo
para a otimização dos processos construtivos. No contexto internacional, ela
é condição básica para o alcance de menores custos, alta produtividade e
melhor qualidade. Além disso, é através dela que atingiremos alto grau de
industrialização nas obras, transformando-as, como ocorre em outros setores
da economia, em uma linha de montagem, obtendo-se a partir daí ganho de
escala, melhor produtividade da mão-de-obra e mais competitividade.
Especificamente nas estruturas de concreto armado, a padronização de
elementos traz benefícios intrínsecos que propiciam grandes ganhos, não só
na execução da estrutura, mas também para o contexto global da obra. Isso
ocorre porque com a estrutura padronizada, todos os outros elementos que
serão construídos sobre ela seguem automaticamente o padrão pré-
estabelecido no projeto estrutural.” (ABECE, 1998 apud ALBUQUERQUE,
1999, p. 2).
O custo de uma estrutura não se resume ao do concreto e do aço, tendo de
ser levados em consideração também a forma (representa em média 30% do custo da
estrutura), o tempo de execução (retorno financeiro), outros materiais necessários e
ainda a mão-de-obra empregada. A economia é alcançada através de repetições,
simplicidade dos detalhes, formas razoáveis e facilidade de instalação.
A padronização leva a uma maior disciplina na execução de atividades, com
a eliminação das improvisações e uma conseqüente redução da variabilidade em relação
ao projeto, resultando em uma obra com maior nível de precisão e menor nível de
desperdícios.
14
Koskela (1992) enfatiza que a forma mais utilizada de redução de
variabilidade, tanto de atividades de conversão como das atividades de fluxo, é a
padronização de procedimentos e seu controle estatístico.
Alguns critérios têm sido adotados por grande parte dos projetistas e
algumas construtoras têm elaborado normas internas, no que diz respeito às dimensões
das peças.
2.3.1 Lajes
Duas espessuras diferentes por pavimento seria um ótimo número.
A construtora ENCOL adotava como parâmetro os seguintes números de
espessuras de lajes por pavimento:
Tabela 2.1 – Nº de espessuras por pavimento para lajes
1 ótimo
2 bom
>2 desaconselhado
Nº de espessuras por pavimento
2.3.2 Vigas
A construtora ENCOL recomendava que as dimensões das vigas devem ser
uniformizadas por pavimento segundo tabela abaixo:
Tabela 2.2 – Nº de seções por pavimento para vigas
2 ótimo
3 bom
>3 desaconselhado
Nº de seções por pavimento
2.3.3 Pilares
Considera-se que cinco seções por pavimento tipo é um número razoável. A
Construtora ENCOL recomendava que se utilizem pilares com seções retangulares ou
15
quadradas, evitando-se a utilização de seções L, U ou T, que têm uma forma de difícil
execução.
2.4 Qualidade da solução adotada
Laranjeiras (1995) elaborou para a construtora Suarez normas internas sobre
condições a serem observadas na execução de projetos de estruturas de concreto armado
de edifícios. Um dos itens dessa norma interna é sobre a qualidade da solução adotada,
que será apresentado a seguir:
“A solução estrutural adotada deve atender às exigências de qualidade
impostas pelas seguintes condições:
a) segurança e durabilidade;
b) arquitetônicas;
c) funcionais;
d) construtivas;
e) estruturais;
f) integração com os demais projetos;
g) econômicas.
As condições de segurança e durabilidade referem-se à necessidade da
estrutura de:
Resistir a todas as ações e outras influências ambientais passíveis de acontecer
durante as fases de construção e de utilização;
Comportar-se adequadamente sob as condições previstas de uso, durante
determinado tempo de sua existência.
16
A segurança e a durabilidade dependem ambas da qualidade dos detalhes da
armadura (emendas, dobramentos, ancoragens, ligações entre elementos, furos, etc.),
com vistas a evitar rupturas localizadas e a favorecer boas condições de adensamento do
concreto.
As condições arquitetônicas impostas ao projeto estrutural são, obviamente,
as constantes do projeto arquitetônico.
As condições funcionais referem-se às finalidades e ao uso previsto para a
estrutura, e implicam a compatibilização das ações a adotar; dos vãos; da rigidez ou da
deformabilidade das peças; da estanqueidade, etc.
As condições construtivas implicam a compatibilização do projeto estrutural
com os métodos, procedimentos e etapas construtivas previstas.
As condições estruturais referem-se basicamente à adequação das soluções
estruturais adotadas, caracterizada pela escolha apropriada das características dos
materiais; do sistema estrutural para resistir às ações verticais e às ações horizontais; do
tipo de fundação; da estrutura de laje com ou sem vigas, nervuradas, pré-fabricadas; dos
apoios, articulações, ligações entre os elementos estruturais, etc.
As condições de integração com os demais projetos elétrico, hidráulico-
sanitário, ar condicionado, etc., referem-se à necessidade de prever rebaixos, furos,
shafts ou dispor as peças estruturais de modo a viabilizar e compatibilizar a coexistência
da estrutura com os demais sistemas.
As condições econômicas referem-se à necessidade de otimizar os custos de
investimento (construção), associados ao de manutenção da estrutura em uso, e de
compatibilizar esses custos com os prazos desejados.”
17
3 APRESENTAÇÃO DOS EDIFÍCIOS – INFORMAÇÕES PRELIMINARES
Os três projetos a serem estudados foram cedidos pela empresa de cálculo
estrutural Hepta Engenharia.
Para o estudo foram considerados hipoteticamente que os edifícios possuem
todos os pavimentos iguais ao tipo.
Não foram considerados a existência de outros pavimentos como: coberta,
mezanino, pilotis e subsolo, embora tenham importância considerável para a concepção
estrutural.
O primeiro trata-se do HC Plaza da construtora Delphi, ambos localizados
na cidade de Natal. É um edifício empresarial, composto de duas torres de nove andares
de salas e mais 3 andares de estacionamento no subsolo.
O segundo empreendimento é o edifício Mustique, também pertencente à
construtora Delphi. Localizado na cidade de Natal, possui dezesseis andares tipos com
um apartamento por andar mais subsolos.
O terceiro trata-se do edifício Vancouver de propriedade da construtora
Canopus. O edifício está localizado na cidade de São Luís. Constituído por subsolo,
pavimento térreo, pavimento garagem, pavimento de lazer e doze pavimentos tipo com
três apartamentos.
Por último o Condomínio Gran Residence.
A seguir, na Figura 3.1, Figura 3.2, Figura 3.3, Figura 3.4, Figura 3.5,
Figura 3.6, Figura 3.7 e Figura 3.8 estão os projetos dos edifícios com as diversas
opções a serem estudadas.
18
Figura 3.1- Edifício HC Plaza – Vigas + Lajes nervuradas
19
Figura 3.2- Edifício HC Plaza – Vigas faixas + Lajes nervuradas
20
Figura 3.3- Edifício HC Plaza – Vigas altas + Lajes maciças
21
Figura 3.4- Edifício Mustique – Vigas + Lajes nervuradas
22
Figura 3.5- Edifício Mustique – Vigas faixas + Lajes nervuradas
23
Figura 3.6- Edifício Mustique – Vigas altas + Lajes maciças
24
Figura 3.7- Edifício Vancouver – Vigas faixas + Lajes nervuradas
25
Figura 3.8- Condomínio Gran Residence – Vigas faixas + Lajes nervuradas
26
4 VERIFICAÇÃO DOS CONSUMOS
4.1 Consumos referentes aos custos diretos
Para se fazer a avaliação da estrutura foi necessário, além dos quantitativos
de volume de concreto, massa de aço e área de forma, calcular a espessura média da
laje, e as taxas de aço I, aço II e forma que serão definidos adiante.
4.1.1 Espessura média
É a relação entre o consumo total de concreto e a área estrutural (somatório
das áreas das plantas de forma) do edifício.
)A(m
)V(mmédiaEspessura_
2
3
(4.1)
A= (área estrutural)
4.1.2 Taxa de aço
É a relação entre o consumo total de aço e o consumo total de concreto.
)V(m
P(Kg)oTaxa_de_aç
3 (4.2)
4.1.3 Taxa de aço II
É a relação entre o consumo total de aço e a área estrutural do edifício.
)A(m
P(Kg)o_IITaxa_de_aç
2 (4.3)
4.1.4 Taxa de forma
É a relação entre o consumo total de forma e a área estrutural do edifício.
)A(m
)F(mrmaTaxa_de_fo
2
2
(4.4)
Para cada um do três emprendimentos foram calculados os consumos para
cada uma das três opções estruturais. Os resultados dos cálculos são apresentados na
Tabela 4.1.
27
Tabela 4.1- Consumo para cada sistema estrutural por edifício
FÔRMA CONCRETO AÇO CA AÇO CP
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 1,68 m²/m² 0,162 m³/m² 16,00 Kg/m²
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA1,56 m²/m² 0,161 m³/m² 12,00 Kg/m² 2,00 Kg/m²
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 2,08 m²/m² 0,210 m³/m² 17,17 Kg/m²
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 1,85 m²/m² 0,193 m³/m² 20,00 Kg/m²
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA1,80 m²/m² 0,195 m³/m² 17,00 Kg/m² 1,50 Kg/m²
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 2,37 m²/m² 0,242 m³/m² 22,17 Kg/m²
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 1,90 m²/m² 0,192 m³/m² 18,25 Kg/m²
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA1,80 m²/m² 0,195 m³/m² 14,50 Kg/m² 2,50 Kg/m²
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 2,32 m²/m² 0,244 m³/m² 19,67 Kg/m²
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 1,97 m²/m² 0,185 m³/m² 18,50 Kg/m²
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 1,85 m²/m² 0,18 m³/m² 18,19 Kg/m²
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA1,72 m²/m² 0,18 m³/m² 14,50 Kg/m² 2,00 Kg/m²
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 2,26 m²/m² 0,23 m³/m² 19,67 Kg/m²
MÉDIA
OPÇÕESCONSUMO
HC PLAZA
ED. MUSTIQUE
VANCOUVER
CONDOMÍNIO GRAN RESIDENCE
Para facilitar a visualização dos comparativos foram elaborados gráficos
comparativos baseados na média dos três edifícios para cada sistema estrutural para que
as taxas possam representar melhor a realidade.
Ao observar o Gráfico 4.1, Gráfico 4.2 e Gráfico 4.3 é possível verificar que
a estrutura convencional com lajes maciças apresenta um alto consumo de concreto, aço
e forma com relação aos demais sistemas, além de possuir uma forma muito recortada,
isto é, muitas vigas, o que diminui bastante produtividade da obra.
A estrutura convencional com lajes nervuradas e vigas altas tem o consumo
de forma, aço e concreto mais baixo que a com lajes maciças porém bem maior que a
com vigas protendidas.
A alternativa protendida apresenta um baixo consumo de concreto, baixo
consumo de aço e forma além de possuir uma forma sem recortes, vigas só no contorno
do pavimento.
28
Gráfico 4.1- Consumo de fôrma por metro quadrado de estrutura
Gráfico 4.2 – Consumo de concreto por metro quadrado de estrutura
Gráfico 4.3 – Consumo de aço CA por metro quadrado de estrutura
29
Para aferir a viabilidade econômica de cada alternativa, deve-se fazer um
orçamento criterioso, levando-se em consideração: consumo de materiais, equipamentos
necessários, tempo de construção e mão-de-obra além dos custos indiretos que serão
descritos em seguida.
4.2 Consumos referentes aos custos indiretos
Através de uma análise criteriosa com foco nos impactos provocados pela
escolha de cada sistema estrutural, foi possível concluir que a altura do pé direito é um
dos fatores mais impactantes no custo global. Dependendo da solução estrutural adotada
o pé direito necessita ser mais alto em decorrência da altura das vigas. Com isso há
diversos fatores que irão onerar o custo global do empreendimento causados pelo
acrescimo da altura, o que não é considerado no custo da estrutura. Para qualquer
acréscimo na altura do pavimento há também um Δ de cada fator a ser considerado.
Estes fatores estão descritos abaixo.
4.2.1 Taxa de revestimentos externos
É a relação entre o perímetro externo e a área da estrutura.
)A(m
)(m_externovestimentoTaxa_de_re
2
3
.extP (4.5)
4.2.2 Taxa de divisórias internas
É a relação entre o perímetro das divisórias internas e a área da estrutura.
)A(m
)(mnternasvisórias_iTaxa_de_di
2
3
..intP
(4.6)
4.2.3 Taxa de alvenaria de vedação
É a relação entre o perímetro das alvenarias de vedação e a área da estrutura.
)A(m
)(mvenariaTaxa_de_al
2
3
.alvP (4.7)
4.2.4 Taxa de fiação
É a relação entre a quantidade linear de fios e a área da estrutura.
)A(m
)(maçãoTaxa_de_fi
2
3
fL (4.8)
30
4.2.5 Taxa de eletroduto
É a relação entre a quantidade linear de eletrodutos e a área da estrutura.
)A(m
)(metrodutoTaxa_de_el
2
3
eL
(4.9)
O tipo de laje escolhida também irá influenciar na necessidade ou não de
execução de forro de gesso. Se a escolha for laje nervuada o forro de gesso será
indispensável para que seja possível “esconder” a passagem das instalações elétricas e
hidrossanitárias.
Se a laje for maciça as instalações elétricas e hidrossanitárias ficarão
embutidas na laje. Esta segunda opção obriga a iniciar os serviços de instalações
precocemente na obra, pois ainda na fase de concretagem é necessário ter mão de obra
de eletricistas e bombeiros para fazer a passagem das tubulações no pavimento gerando
para a obra acréscimo na folha de pagamento, leis sociais, almoço, fardamento, entre
outros. É necessário também um aumento na fiscalização (serviço que não agrega valor
ao produto final), já que após a concretagem não é mais possível fazer nenhuma
modificação nas instalações.
Segundo uma empresa de Fortaleza denominada para o estudo como
“Empresa de Instalações” especializada em serviços de instalações elétricas e
hidrossanitárias é cobrado um valor de serviço mais alto se o sistema estrutural for laje
maciça devido à dificuldade de execução e o aumento de mão de obra para fiscalização.
Diante do exposto, abaixo está descrita a taxa de forro.
4.2.6 Taxa de forro
É a relação entre a área de forro e a área da estrutura.
)A(m
)(metrodutoTaxa_de_el
2
3
fA
(4.10)
As taxas dos custos indiretos são valores médios calculados a partir de
levantamentos feitos com 3 edifícios da Construtora C.Rolim Engenharia, são estes
Paço do Bem com torres Stella e Patrícia e o edifício Bossa Nova. Segue abaixo o
quadro com as taxas dos custos indiretos.
31
Tabela 4.2 – Taxas dos custos indiretos
Taxa de revestimentos externos 0,235 m/m²
Taxa de divisórias internas 0,233 m/m²
Taxa de forro de gesso 0,800 m²/m²
Taxa de alvenaria de vedação 0,188 m/m²
Taxa de fiação 8,782 m/m²
Taxa de eletroduto 1,174 m/m²
32
5 ESTUDO DA VIABILIDADE ECONOMICA E ANÁLSE DOS CUSTOS
Para a composição dos custos diretos, contou-se com a ajuda de três
empresas de execução de estruturas de concreto armado. As três empresas construíram
vários edifícios, tendo assim uma vasta experiência em todas as alternativas
apresentadas neste trabalho.
Foram feitas entrevistas com os responsáveis técnicos das três empresas,
e,com base em um banco de dados de estruturas já executadas, foi possível calcular o
preço unitário diferenciado para cada tipo de solução estrutural. Este custo unitário é
diferenciado por que se considerou implicitamente características como: mão-de-obra
com encargos sociais, tempo de execução, dificuldade, equipamentos necessários e
materiais consumidos.
De acordo com os dados obtidos, o serviço de concretagem apresenta
diferenças significativas de preço entre os diversos sistemas estruturais. Esta variação é
devido o grau de dificuldade de execução implícito no valor unitário além do maior ou
menor consumo de concreto e conseqüentemente a necessidade de mais ou menos
operários para execução dos serviços.
O serviço de armação (dobramento de barras e colocação nas formas) não
varia muito entre os elementos estruturais e nem entre os sistemas estruturais.
Já o item formas caracteriza bem a diferença existente entre os sistemas
estruturais, variando seu preço unitário em função da facilidade ou dificuldade de
execução de cada sistema.
Na alternativa em que as vigas faixas são protendidas, no custo de protensão
já estão inclusos os preços de:
monocordoalhas engraxadas, ancoragens passivas e ativas;
Colocação dos cabos na forma e posicionamento das armaduras de
protensão;
Colocação e fixação das ancoragens ativas nas formas;
Corte das pontas excedentes dos cabos nos nichos das ancoragens;
Pré-blocagem das ancoragens passivas;
Protensão propriamente dita, com controle do alongamento dos cabos.
33
Para se chegar ao custo unitário da estrutura multiplicou-se cada consumo
pelo valor unitário de cada empresa. Apresentam-se a seguir os custos diretos relativos
às diversas opções para cada empresa e para cada empreendimento.
Tabela 5.1- Custo unitário para cada de sistema estrutural para cada edifício
EMPRESA A EMPRESA B EMPRESA C MÉDIA
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 171,75R$ 171,12R$ 164,74R$ 169,20R$
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA166,98R$ 168,82R$ 167,37R$ 167,72R$
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 198,36R$ 210,58R$ 146,36R$ 185,10R$
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 204,17R$ 203,47R$ 196,84R$ 201,50R$
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA200,65R$ 202,71R$ 200,70R$ 201,35R$
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 237,69R$ 251,63R$ 235,31R$ 241,54R$
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 198,05R$ 197,34R$ 190,03R$ 195,14R$
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS
+ LAJE NERVURADA200,52R$ 202,59R$ 201,26R$ 201,46R$
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 226,91R$ 240,62R$ 223,94R$ 230,49R$
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 198,52R$ 197,80R$ 190,31R$ 195,54R$
ED. MUSTIQUE
VANCOUVER
CONDOMÍNIO GRAN RESIDENCE
OPÇÕES
HC PLAZA
Para a melhor visualização dos resultados, elaborou-se uma planilha com as
médias dos edifícios para que se possa chegar a um valor mais realista. Os valores são
expostos na Tabela 5.2.
34
Tabela 5.2- Custo unitário para cada de sistema estrutural
INSUMOSVIGAS + LAJES
NERVURADAS
VIGAS FAIXAS
PROTENDIDAS+
LAJE NERVURADA
VIGA ALTAS +
LAJE MACIÇA
EMPRESA A
FÔRMA 52,36R$ 43,00R$ 56,42R$
CONCRETO 66,20R$ 66,39R$ 83,93R$
AÇO CA 74,57R$ 59,45R$ 80,65R$
AÇO CP - 20,54R$ -
TOTAL: 193,12R$ 189,38R$ 220,99R$
EMPRESA B
FÔRMA 51,80R$ 46,10R$ 67,79R$
CONCRETO 66,06R$ 65,29R$ 85,84R$
AÇO CA 74,57R$ 59,45R$ 80,65R$
AÇO CP - 20,54R$ -
TOTAL: 192,43R$ 191,37R$ 234,28R$
EMPRESA C
FÔRMA 42,86R$ 39,85R$ 52,29R$
CONCRETO 63,32R$ 63,50R$ 80,27R$
AÇO CA 79,30R$ 63,22R$ 85,76R$
AÇO CP - 23,20R$ -
TOTAL: 185,48R$ 189,77R$ 218,32R$
MÉDIA
FÔRMA 49,01R$ 42,98R$ 58,83R$
CONCRETO 65,19R$ 65,06R$ 83,35R$
AÇO CA 76,15R$ 60,71R$ 82,35R$
AÇO CP 21,43R$
TOTAL: 190,35R$ 190,18R$ 224,53R$
Já para a composição dos custos indiretos, contou-se com ajuda de duas
empresas, uma de execução de instalações elétricas e hidrossanitária e outra de
construção civil. Para calcular os custos unitários de cada serviço multiplicou-se as
taxas pelo valor unitário fornecidos pelas empresas. Os valores encontram-se na
Tabela 5.3
Tabela 5.3- Custo unitário dos serviços indiretos
REVESTIMENTOS EXTERNOS 4,82R$ /m²
DIVISÓRIAS INTERNAS 2,26R$ /m²
FORRO DE GESSO 19,20R$ /m²
ALVENARIA DE VEDAÇÃO 1,83R$ /m²
FIAÇÃO 9,70R$ /m²
ELETRODUTO 1,70R$ /m²
DESCRIÇÃO SERVIÇOS CUSTO UNITÁRIO
Para se chegar ao custo real de cada sistema estrutural deve somar os custos
indiretos acarretados pelas diversas escolhas.
35
As opções vigas + lajes nervuradas e vigas altas + laje maciças necessitam
de um pé direito mais alto do que a opção por vigas faixas + lajes nervuradas, por isso
deve-se somar a estas duas opções os diferenciais dos custos indiretos referentes a altura
como definido no capítulo 4 que são revestimentos externos, divisórias internas,
alvenaria de vedação, fiação e eletroduto. Fazendo-se esta soma chegou-se aos valores
mostrados na Tabela 5.4.
Tabela 5.4 – Custo total das diversas opções
DESCRIÇÃOVIGAS + LAJES
NERVURADAS
VIGAS FAIXAS +
LAJE NERVURADA
VIGA ALTAS +
LAJE MACIÇA
CUSTOS DIRETOS 190,35R$ 190,18R$ 224,53R$
REVESTIMENTOS EXTERNOS 4,82R$ -R$ 4,82R$
DIVISÓRIAS INTERNAS 2,26R$ -R$ 2,26R$
FORRO DE GESSO 19,20R$ 19,20R$ -R$
ALVENARIA DE VEDAÇÃO 1,83R$ -R$ 1,83R$
FIAÇÃO 9,70R$ -R$ 9,70R$
ELETRODUTO 1,70R$ -R$ 1,70R$
TOTAL 229,87R$ 209,38R$ 244,85R$
36
6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
Para simplificar a análise dos resultados será utilizada a seguinte
nomenclatura para os sistemas estruturais.
ALTERNATIVA 1 - Vigas Altas + Lajes Nervuradas
ALTERNATIVA 2 – Vigas Faixas Protendidas + Lajes Nervuradas
ALTERNATIVA 3 - Vigas Altas + Lajes Maciças
O levantamento de custos, dos sistemas estruturais, apresentado neste
trabalho contemplou todos os insumos e a mão de obra das atividades, além dos custos
indiretos demandados por cada sistema estrutural especificamente. Possibilita-se assim
uma comparação de custos mais realista, abordando o problema de uma maneira
sistêmica, e, não apenas de maneira superficial através de análise de custos do item
estrutura, ou pior ainda, apenas do volume de concreto consumido.
Inicialmente pode-se observar no Gráfico 6.1 a diferença entre as
alternativas com relação aos custos diretos. É possível perceber que, entre as
alternativas 1 e 2, a diferença é desprezível. Já ao se compararem as alternativas 1 e 2
com a alternativa 3, percebe-se que há uma diferença em torno de 17% nos custos
diretos devido aos consumos mais elevados desta alternativa, em função da menor
inércia e do menor braço de alavanca das lajes maciças (Gráfico 6.2, no Gráfico 6.3 e no
Gráfico 6.4).
Gráfico 6.1 – Comparação entre sistemas estruturais
37
Essa diferença fica bem ilustrada ao serem analisados os resultados
individuais apresentados na Tabela 6.1.
Tabela 6.1 – Diferenças percentuais entre as alternativas
ALTERNATIVA 1 (1)
ALTERNATIVA 2 -0,088%
ALTERNATIVA 3 17,959%
Algumas empresas, com maior grau de especialização e acuidade no seus
orçamentos estruturais, diferenciam o custo unitário dos serviços em função do tipo de
sistema estrutural (ANEXO A), pois conseguem captar que a execução de forma para
um sistema com muitas vigas, por exemplo, é mais oneroso do que um sistema sem
vigas, que tem menos recortes, é mais rápido e tem um maior aproveitamento. A partir
do mesmo raciocínio diferenciam também o custo unitário do concreto.
Gráfico 6.2 – Consumo de fôrma por metro quadrado de estrutura (m²/m²)
Gráfico 6.3 – Consumo de concreto por metro quadrado de estrutura (m³/m²)
38
Gráfico 6.4 – Consumo de aço CA por metro quadrado de estrutura (kg/m²)
Os percentuais dos insumos com relação ao custo total de cada alternativa
estão mostrados abaixo. É possível perceber que nas alternativas 1 e 2 os custos do
concreto são bastante semelhantes, já na alternativa 3 este custo é bastante alto
representado 37% do custo total da alternativa.
Os percentuais de fôrma são bastante semelhantes nas três alternativas. A
alternativa que mais consome aço é a alternativa 2, isso se justifica devido ao fato de
que as vigas, por serem faixas, têm uma geometria desfavorável do ponto de vista do
braço de alavanca, que demanda uma maior área de aço.
Gráfico 6.5 – Porcentagem dos insumos no custo total da alternativa 1
39
Gráfico 6.6 – Porcentagem dos insumos no custo total da alternativa 2
Gráfico 6.7 – Porcentagem dos insumos no custo total da alternativa 3
Com a inclusão dos custos indiretos às alternativas, pode-se observar que as
diferenças entre os sistemas 1 e 2 ficaram mais visíveis e evidenciou ainda mais o alto
custo da alternativa 3.
40
A alternativa que mais modificou seu custo foi a alternativa 1 pois a este
sistema foi necessário somar todos os insumos indiretos, isto é, esta alternativa acarreta
mais custos indiretos do que as demais. Já a alternativa 2 aumentou em apenas 10% e
ainda continua sendo a alternativa mais economicamente viável. A alternativa 3
aumentou em apenas 9%, mas ainda continua sendo a alternativa mais cara.
Tabela 6.2- Diferenças entre custos diretos e indiretos
ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3
CUSTOS DIRETOS 190,35R$ 190,18R$ 224,53R$
CUSTOS INDIRETOS 229,87R$ 209,38R$ 244,85R$
DIFERENÇA 20,76% 10,10% 9,05%
41
7 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS
Com base no exposto no capítulo 6, pode-se concluir que ao se avaliarem os
custos de uma alternativa estrutural, não se deve levar em consideração somente os
consumos de materiais e mão de obra, e, sim todos os impactos no processo construtivo
gerados por cada sistema.
Pode-se dizer, portanto, que os objetivos foram alcançados, pois se chegou
ao custo global de cada sistema estrutural considerando os custos diretos e indiretos, e,
ao se calcular as diferenças percentuais, pode-se chegar aos parâmetros para escolha dos
diversos sistemas.
Os percentuais de diferenças das diversas alternativas entre os custos diretos
e indiretos são um bom indicativo, ressalta-se porém que os resultados aqui
apresentados não são válidos para todos os casos, mas sim são indicativos que a
comparação econômica entre os sistemas deve ser feita de forma criteriosa e global.
Além de que os aumentos localizados, em algum dos insumos, podem reverter
resultados previamente encontrados. Cita-se como exemplo o caso do aço CA50, que
apresentou um grande aumento de preço nos últimos anos, e, o aço protendido que
aumentou muito pouco, tornando assim as alternativas protendidas bastante
competitivas.
Para que estes indicativos se tornem parâmetros mais reais e temporais as
planilhas de custos, das empresas, devem ser atualizadas, a cada variação de preço dos
serviços e materiais utilizados neste trabalho, tanto nos custos diretos e indiretos.
Para trabalhos futuros, sugere-se que, sejam feitos os comparativos com
mais alternativas estruturais como laje lisa, sem a presença de vigas, com ou sem
protensão.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALBUQUERQUE, A. T. (1999). Análise de alternativas estruturais para Edifícios em
concreto armado. São Carlos. Dissertação (Mestrado) - USP.
HELENE, P. R. Manual para reparo, reforço e proteção de estruturas de concreto.
2. ED. São Paulo, 1992. Cap. 1, p. 18-26.
LARANJEIRAS, A.C.R. (1995). Execução de projetos de estruturas de concreto
armado, de edifícios. Norma interna da Construtora Suarez.
LIMA, J. M. & PACHA, J. R. S. Patologias das estruturas de concreto armado com
ênfase a execução. Patologia Estrutura, Belém, out. 2000. Disponível em:
<http://patologiaestrutura.vilabol.uol.com.br/introducao.htm>. Acesso em: 25 mai.
2011.
PINHEIRO, L. M. & BRANDÃO, A. M. S. Concepção estrutural e lajes maciças.
1998.
PRELORENTZOU, P. A. & GIORGI, R. C. Critérios e parâmetros de projetos
estruturais de edificações (1994). Norma da Construtora Encol.
PRELORENTZOU, P. A. & GIORGI, R. C. Diretrizes para projetos em lajes planas
nervuradas (1994). Norma da Construtora Encol.
KOSKELA, L. Application of the new production philosophy to construction.
Technical Report. Finlândia.CIFE, 1992.
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ANEXO A
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 28,30R$ /m² 361,75R$ /m³ 4,10R$ /Kg
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS +
LAJE NERVURADA25,00R$ /m² 361,75R$ /m³ 4,10R$ /Kg 10,27R$ /Kg
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 25,00R$ /m² 361,75R$ /m³ 4,10R$ /Kg
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 28,00R$ /m² 361,00R$ /m³ 4,10R$ /Kg
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS +
LAJE NERVURADA26,80R$ /m² 355,72R$ /m³ 4,10R$ /Kg 10,27R$ /Kg
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 30,04R$ /m² 370,00R$ /m³ 4,10R$ /Kg
1. VIGAS + LAJES NERVURADAS 23,17R$ /m² 346,00R$ /m³ 4,36R$ /Kg
2.VIGAS FAIXAS PROTENDIDAS +
LAJE NERVURADA23,17R$ /m² 346,00R$ /m³ 4,36R$ /Kg 11,60R$ /Kg
3. VIGA ALTAS + LAJE MACIÇA 23,17R$ /m² 346,00R$ /m³ 4,36R$ /Kg
OPÇÕES
VALORES UNITÁRIOS EMPRESA B
VALORES UNITÁRIOS EMPRESA C
FÔRMA CONCRETO AÇO CA AÇO CP
VALORES UNITÁRIOS EMPRESA A