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Os aços estruturais
podem ser classificados em três tipos principais,
de acordo com a tensão de escoamento mínima:
o aço carbono de média resistência (limite
de escoamento mínimo de 195 a 259 MPa), aço
de alta resistência e baixa liga (limite de escoamento
mínimo de 290 a 345 MPa) e aços ligados tratados
termicamente (limite de escoamento mínimo de 630
a 700 MPa). Entre os aços estruturais, o mais utilizado
e conhecido é o ASTM A36, um aço carbono de
média resistência mecânica. Entretanto,
a tendência moderna de uso de estruturas maiores demandou
o emprego do aço de maior resistência e baixa
liga, de modo a evitar estruturas mais pesadas. "A
adição de elementos químicos como o
nióbio, vanádio, titânio e outros promovem
grandes ganhos de propriedades mecânicas nesse tipo
de aço", explica Catia Mac Cord Simões
Coelho, gerente-executiva do CBCA (Centro Brasileiro da
Construção em Aço) e secretária
de mercado e economia do Instituto Brasileiro de Siderurgia.
Segundo o IBS, o aço de maior resistência e
baixa liga é utilizado quando se deseja aumentar
a resistência mecânica, permitindo um acréscimo
da carga unitária da estrutura ou tornando possível
uma diminuição proporcional da seção.
"Esse tipo de aço melhora a resistência
à corrosão atmosférica, ao choque e
o limite de fadiga e eleva a relação do limite
de escoamento para o limite de resistência à
tração, sem perda apreciável da ductilidade",
diz.
Em geral, a estrutura
metálica pode ser utilizada em qualquer projeto,
embora seja mais popular em obras que requerem mais liberdade
arquitetônica, flexibilidade quanto a adaptações,
compatibilidade com diversos materiais de fechamento e prazo
reduzido de execução. Isso porque o sistema
possibilita o trabalho em diversas frentes de serviços
simultaneamente, além da diminuição
de fôrmas e escoramentos, da redução
de desperdícios e alívio de carga nas fundações.
Mas para assegurar não só um melhor desempenho
como também a redução de custos, o
projeto de estrutura metálica exige um detalhamento
muito maior do que os sistemas convencionais. A funcionalidade
do sistema é evidenciada quando as soluções
são definidas desde a concepção do
projeto e do planejamento.
Além do maior
aproveitamento técnico, a objetividade no planejamento
e no detalhamento dos projetos pode apresentar outra vantagem
para o setor do aço: reduzir a comparação
de preços entre a estrutura metálica e a de
concreto, que sempre foi uma prática corrente no
setor, mas que tecnicamente se mostra equivocada. "A
construtora não vai procurar alternativas técnicas
se receber um projeto detalhado, com informações
precisas e corretas", afirma Edison Côrrea, gerente
de suprimentos da Serpal Engenharia. "Hoje é
necessário manter junto ao cliente final um projeto
rico de informações, mas sentimos que vem
de forma muito fraca em função dos números
do mercado e da produtividade", explica. A opinião
de Catia Mac Cord Simões, do CBCA, é de que
a opção por qualquer tipo de estrutura deve
se basear nas características de cada sistema construtivo
e o tipo da obra em análise. "É importante
avaliar todos os fatores limitantes e condicionantes das
alternativas em condições comparáveis,
levando em conta aspectos como qualidade e desempenho, bem
como a influência das estruturas nos demais serviços,
incluindo as transferências de ganhos que podem beneficiar
o custo total da obra", explica.
O projeto detalhado
também facilita a resolução de problemas
bastante comuns ligados à corrosão. A correta
escolha e posicionamento dos elementos estruturais impede
o acúmulo de poeira e umidade, além de possibilitar
a especificação adequada do sistema de proteção
do aço, de acordo com a agressividade do meio. De
forma geral, o ambiente marinho e industrial severo são
os maiores agressores do aço. A prevenção
contra processos corrosivos acontece por meio da utilização
de tecnologias de tratamento de superfície e pintura,
sendo que a limpeza superficial é a etapa mais importante
do processo. O mercado disponibiliza uma série de
tintas para proteção contra corrosão,
bem como produtos para proteção de estruturas
contra incêndios.
Montagem
A fabricação
da peça estrutural nas dimensões do projeto
requer cortes e conexões de chapas e perfis. As peças
estruturais de aço possuem uma dimensão (barras),
enquanto a estrutura trabalha tridimensionalmente, exigindo
novas conexões entre as peças. De acordo com
informações do CBCA, o tipo de conexão
é escolhido a partir do próprio comportamento
- rígida ou flexível, por contato ou por atrito
-, das limitações construtivas, da facilidade
de fabricação - acesso para soldagem, uso
de equipamentos automáticos - e da montagem - acesso
para aparafusamento e suportes provisórios.
Na operação
de montagem, é imprescindível a verificação
das fundações, do alinhamento, nivelamento,esquadro,
prumo e plano de rigging - detalhamento da movimentação
vertical das peças desde o local da armazenagem até
o posicionamento final na estrutura. As peças devem
ser descarregadas e armazenadas o mais próximo possível
da obra, para minimizar o remanejamento no canteiro e seu
transporte vertical. Os dois tipos de equipamentos mais
comuns para montagem são as gruas e os guindastes.
Para a execução das ligações
e outros serviços de campo, utilizam-se equipamentos
auxiliares.
As ligações entre o aço e os demais
materiais da obra merecem atenção especial,
com um detalhamento preciso de todas as situações
construtivas e das interferências com as instalações
antes da fabricação. Segundo o projetista
Carlos Freire, a técnica mais empregada é
a de peças soldadas em fábrica e depois aparafusadas
no canteiro. "Para uma obra com solda em campo tem
de se criar dispositivos especiais no detalhamento, com
ligações aparafusadas auxiliares para serem
retiradas depois da solda", alerta. "Isso permite
uma regulagem para garantir prumo, alinhamento e nivelamento
antes da solda", finaliza.
Check-list
- Planeje todas as etapas do processo.
- Detalhe todos os projetos e especifique
os materiais a serem empregados.
- Faça um orçamento
detalhado e as respectivas modificações
para atingir o valor planejado.
- Crie uma logística de compra
e fornecimento dos materiais e mão-de-obra.
- Elabore o planejamento financeiro.
- Planeje a entrega do produto,
assim como suas garantias.
Fonte: IBS (Instituto
Brasileiro de Siderurgia)
Normas técnicas
NBR 8800 - Projeto
e Execução de Estruturas de Aço em
Edifícios (Métodos dos Estados Limites)
NBR 14323 - Dimensionamento de Estruturas de Aço
em Situação de Incêndio - Procedimento
NBR 14432 - Exigências de Resistência ao Fogo
de Elementos Construtivos - Procedimento
NBR 14762 - Dimensionamento de Estruturas de Aço
Constituídas por Perfis Formados a Frio
NBR 5884 - Perfil I Estrutural de Aço Soldado por
Arco Elétrico - Requisitos Gerais
NBR 6120 - Carga para Cálculo de Estruturas de Edificações
- Procedimento
NBR 6123 - Forças Devidas ao Vento em Edificações
- Procedimento
NBR 5419 - Proteção de Estruturas Contra Descargas
Atmosféricas
NBR 8681 - Ações e Segurança nas Estruturas
- Procedimento
NBR 6657 - Perfis de Estruturas de Aço
NBR 6355 - Perfis Estruturais de Aço Formados a Frio
- Padronização
NBR 15217 - Perfis de Aço para Sistemas de Gesso
Acartonado - Requisitos
NBR 15253 - Perfis de Aço Formados a Frio, com Revestimento
Metálico, para Painéis Reticulados em Edificações
- Requisitos Gerais
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Diretor da Kurkdjian Fruchtengarten
Engenheiros Associados
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Quais os prós e contras da estrutura
metálica?
Os principais pontos favoráveis
são a rapidez na execução, eventual
economia nas fundações e redução
de altura de viga. Os desfavoráveis são fortemente
o preço e a proteção contra o fogo,
que em edifícios altos será sempre um problema
do ponto de vista econômico, pois pode implicar cerca
de 7 a 15% a mais do preço na estrutura.
Como contratar um bom projeto?
O projeto passa por um processo de
revisão pelo fabricante. É necessário
fazer um projeto de fabricação, mandar de
volta para o projetista e para o arquiteto aprovarem. Esse
trâmite nunca é entendido. O contratante acha
que pode mudar o projeto à vontade depois da entrega,
e executa como acha que tem de ser. O processo fica completamente
errado. É preciso entender que o fabricante vai entrar
nesse processo, que a gente precisa fazer um desenho detalhado
e, com base nisso, precisamos fiscalizar esse detalhamento
na fabricação, se está adequado, se
o fabricante efetivamente entendeu a concepção.
E nem sempre isso acontece, nem sempre entrega a obra dentro
das especificações corretas de uso.
Há uma opinião corrente
de que os calculistas não despendem tempo
e não empregam conhecimento nos projetos, acarretando
estruturas mais pesadas e com muitas patologias. Você
concorda?
Existem bons e maus engenheiros e o problema
talvez esteja na concepção estrutural. De
maneira geral, a remuneração de projeto tem
baixado muito, então dedica-se menos tempo à
parte de concepção. O mercado está
contratando o projeto pelo menor preço, pouco se
importam com qualificação técnica.
Então o contratante, por desconfiança, contrata
outra empresa para fazer auditoria no projeto solicitado.
Se logo no princípio o contratante somasse esses
dois valores, perceberia que o melhor seria encomendar o
projeto por um preço justo.
Proteção ao fogo
As estruturas metálicas perdem resistência
e módulo de elasticidade quando submetidas a temperaturas
elevadas, acarretando o risco de colapso parcial ou total.
Por isso, a segurança contra incêndio tem de
ser prevista no projeto estrutural e contribuir na integração
dos sistemas de proteção das edificações.
No Brasil, a norma NBR 14432:2000 ¿ Exigências
de Resistência ao Fogo de Elementos Construtivos de
Edificações prevê os cuidados necessários
para as estruturas. "É possível calcular
a peça para que suporte o fogo ou empregar um material
que sirva como barreira para revestir o aço",
diz o professor Valdir Pignata e Silva, do Departamento
de Engenharia de Estruturas e Fundações da
Escola Politécnica da Universidade de São
Paulo.
Segundo a norma, em situações
de incêndio os edifícios de pequena área
ou de fácil desocupação são
considerados de baixo risco à vida, sendo isentos
de verificação de segurança estrutural,
tais como edifícios com área inferior a 750
m2, edifícios térreos providos de chuveiros
automáticos, edifícios industriais térreos
com baixa carga de incêndio e centros esportivos.
Em casos de edificações de maior risco, a
segurança estrutural deverá ser demonstrada
de acordo com norma nacional ou estrangeira. Para o cumprimento
das exigências da NBR 14432, a ABNT (Associação
Brasileira de Normas Técnicas) publicou a NBR 14323:1999
¿ Dimensionamento de Estruturas de Aço de
Edifícios em Situação de Incêndio
e a NBR 15200:2004 ¿ Projeto de Estruturas de Concreto
em Situação de Incêndio, que fornece
os requisitos mínimos de resistência ao fogo
recomendados para as estruturas de uma edificação,
independente do material que as constitui. Além da
norma, é importante consultar legislações
estaduais ou municipais, que podem prever exigências
diferentes da Norma Brasileira e devem ser consultadas.
No Estado de São Paulo, por exemplo, uma Instrução
Técnica do Corpo de Bombeiros complementa a norma
em alguns casos e em outros traz pequenas alterações
que devem ser cumpridas.
O mercado já distingue a estrutura
metálica como um sistema diferenciado do concreto,
ou essa comparação ainda acontece?
Siegbert Zanettini
- Essa é uma comparação muito burra
que normalmente se faz. É incorreto pegar um projeto
pensado em concreto e transformá-lo em aço
para comparar custos. Esse pensamento é a conjunção
de má-informação e pressão de
mercado, pois há o lobby contrário do cimento,
que é uma parte comercial forte, e de má-formação
de arquitetos e engenheiros. Não há uma base
estrutural conceitual clara para o sujeito empregar o sistema.
Em geral se usa mal o aço. Ao contrário dos
outros sistemas, a concepção do aço
é tridimensional, ou seja, quanto menos material,
melhor.
Ronaldo Soares
- O nosso principal concorrente não é o sistema
convencional, mas a ignorância. O desconhecimento
é o principal problema do sistema industrializado
em aço.
Há espaço no mercado para
as estruturas metálicas? A tecnologia atende as necessidades
do País?
Carlos Freire
- O Brasil está aparelhado para fazer qualquer coisa.
A estrutura metálica tem condição,
competência e tecnologia vertical para atender o mercado
globalizado.
Pedrosvaldo Caram
Santos - Ao pensar que temos um produto de alta tecnologia,
sustentável e reciclável, e pelas condições
que a economia está e o atual patamar de desenvolvimento
tecnológico, cada dia mais vamos sentir a necessidade
dessas construções industrializadas. E aí
os sistemas que empregam aço terão um lugar
certo no mercado.
Valdir Pignatta
e Silva - Ainda não conseguimos absorver a
tecnologia internacional. Existem edifícios altíssimos
de concreto no mundo, especialmente no Extremo Oriente.
Há concreto em laboratório com resistência
de 1.000 MPa, quatro vezes mais que o aço comum daqui.
Em termos de sustentabilidade, 28% do concreto na Europa
já é reciclado e no Brasil, apenas 10%. Lá
fora a tecnologia do concreto está avançando
bastante e aqui a gente não conseguiu trazer a tecnologia
do aço.
Como apropriar e atualizar a tecnologia
que vem sendo empregada fora do País?
Fernando Pinheiro
- Um dos caminhos é fazer com que o arquiteto se
aproxime um pouco mais da indústria. Falta ao profissional
um pouco mais de ousadia e insistência nas suas intenções,
pois ainda são poucos os que se aventuram a usar
estrutura metálica que não seja em coberturas
ou em projetos industriais. Falta um pouco mais de firmeza
dos arquitetos e dos construtores em respeitar um pouco
mais as intenções do projeto, porque a estrutura
de concreto não tem parâmetro de comparação
com a metálica. Uma intenção no projeto
metálico é muito forte, tem que ser defendida.
O construtor não pode querer orçar ou fazer
um estudo comparando um outro projeto onde se muda totalmente
a concepção.
Edison Corrêa
- As alternativas que procuramos nem sempre partem
da própria construtora, mas sim do cliente, que procura
o melhor preço. A gente gostaria de receber um pacote
do projeto que fosse competitivo, mas não é
o que acontece. O projeto é muito simplificado, muitas
vezes só o de arquitetura, e precisamos nos apoiar
em grandes empresas para nos ofertar propostas com alternativas
técnicas. Às vezes procuramos consultores
para achar o melhor caminho e ter condições
de ganhar uma concorrência e atender o cliente final.
O problema também
está relacionado ao preço do aço, que
é um produto com grandes oscilações
de preço. Esse fator, ao longo dos anos, não
deixou o mercado desconfiado? Quem hoje ousaria não
se resguardar com relação a algum projeto
em função do que ocorre com o aço?
Paulo César
Arcoverde Lellis - Esse é um fator pontual.
Cinco anos atrás acontecia o mesmo com o cimento.
O valor do cimento estava lá em cima e agora caiu.
O nosso problema é mais cultural. Quando há
esse tipo de problema, qualquer ponto é motivo para
que se faça uma análise e se imagine que isso
atrapalha. O poder público, por exemplo, que é
um grande indutor de construção, tem uma aversão
impressionante ao aço.
Zanettini
- Existe uma restrição na lei 8.666 que faz
concorrência de preço de projeto. Isso acabou
com boa parte da arquitetura que se faz no Brasil, porque
ganha sempre aquele que oferece o menor preço, que
quase sempre é o mais desqualificado.
O custo de estrutura no Brasil é
competitivo em relação a outros países?
Alexandre Vasconcellos
- Em muitos casos o preço de estrutura no Brasil
é menor que no exterior.
Luiz Carlos Caggiano
Santos - Hoje não somos competitivos porque
o custo está alto. As usinas têm de insistir
mais. Como fabricante, percebo que há duas usinas
no Brasil e os técnicos estão na China vendo
preço de estrutura metálica para trazer ao
País.
Vasconcellos
- Outro problema é a ausência de concorrência
entre as siderúrgicas. Não posso deixar de
comprar de um para comprar de outro. É um aspecto
que existe, é real e temos que dançar conforme
a música.
Luis Fabio Silva
- Não acredito que o preço seja fator predominante.
Criou-se há cerca de quatro anos um setor de estrutura
metálica e há investimento em dinheiro e parceiros
para alavancar o sistema. Há capacidade de demonstração
do produto, mas não se usa.
Vasconcellos
- É um problema técnico-cultural. Para usar
estrutura metálica não é necessário
ser ousado na arquitetura, pode-se usar o aço num
edifício comum. Às vezes o cliente vai até
a construtora com uma idéia, sem o projeto arquitetônico
ou apenas com o esboço do projeto, para buscar alternativas.
Então, procura fazer isso em concreto, talvez porque
não conheça todos os sistemas, ou manda o
projeto para um fabricante, que vai propor toda a obra em
aço. Existem profissionais que se dizem calculistas
de tudo, mas sequer sabem fazer um lançamento de
estrutura.
É verdade que algumas estruturas
projetadas são mais pesadas porque os calculistas
não empregam conhecimento e tempo de projeto?
Freire -
É uma realidade. Alguns fabricantes nos contratam
com o projeto de estrutura metálica com graves erros
nas ligações. Temos feito um retrabalho em
cima do projeto básico, que não envolve só
o cálculo estático da estrutura metálica.
Não adianta calcular se há diversos problemas
para montar, pois erros na montagem vão gerar patologias
que nunca mais serão consertadas. Não dá
para ser projetista de estruturas se não se conhece,
além do cálculo, o processo de fabricação
e se não se acompanha a montagem.
Zanettini
- O controle não é mais feito na obra e sim
na fábrica e deve ser aliado a toda parte que precisa
antecedê-la, que está relacionada ao projeto.
Não dá para fazer obra de aço sem bom
projeto. Mas o que me parece fundamental é o setor
começar a sentir o processo industrializado e de
produção. E isso não diz respeito só
ao aço, mas a qualquer material. A hora que a gente
entender essa passagem da obra tradicional para a industrializada,
a construção terá um nível de
qualidade infinitamente superior.
Temos notado recentemente uma nova abordagem
das empresas, caracterizada por uma tolerância maior
quanto à composição de estruturas híbridas.
Houve um erro histórico de encarar esse mercado?
Santos -
A construção industrializada permite a otimização
dos produtos e há uma tendência de usar tecnologia
integrada.
Vasconcellos
- Temos de usar o que há de melhor em cada material.
O ideal é usar estruturas híbridas e mistas,
em que um material complemente o outro. Não só
ao usar aço e concreto, mas também a madeira
onde for possível. Talvez falte essa idéia
de compatibilização dos materiais.
Há alguns anos o Corpo de Bombeiros
de São Paulo baixou uma instrução técnica
considerada exagerada pelo setor. E agora, com a norma,
dificuldades como essa foram sanadas?
Corrêa
- Os profissionais com quem tenho conversado dificilmente
utilizam a norma. Também não vejo preocupação
com o dimensionamento em relação ao incêndio
nos projetos estruturais. O engenheiro-projetista não
pensa na massividade do perfil em relação
a outro, nem escolhe esse perfil, às vezes de mesmo
peso, em função dessa massividade. Não
vejo a preocupação dos engenheiros ou dos
arquitetos em relação ao posicionamento de
pilares internos ou externos para minimizar o custo da proteção
passiva.
Então o principal problema é
o mau projeto?
Corrêa
- Há muitos aspectos. Ao projetar pensando em situação
de incêndio, falta estabelecer parâmetros para
uma proteção mais barata. Tem outro problema:
ao receber um projeto metálico, a construtora pede
para o fabricante orçar com proteção
passiva em separado. Eu, como construtor, também
vou orçar essa proteção passiva, mas
o fabricante, que não está nem um pouco interessado
na proteção passiva, liga para a empresa de
proteção, manda o projeto para orçar
e junta os dois preços. Mas sabemos que não
é assim que funciona. Da mesma forma que falamos
em integrar os projetos de estrutura aço¿concreto,
a norma de dimensionamento em situação de
incêndio também tem de estar envolvida em todo
esse processo. A proteção passiva não
pode ser deixada na mão do fabricante ou do construtor,
tem de ser definida como especificação do
projeto. Mas não é o que acontece.
Vasconcellos
- Por isso eu digo que não precisa ser arrojado para
utilizar a estrutura, e mais uma vez a gente volta ao assunto
da utilização compatibilizada dos materiais,
incluindo a proteção passiva, que já
deveria nascer com o projeto.
Quais as principais patologias?
Santos -
Não existem problemas de patologia, mas sim ausência
de discussão sobre patologia. Quando falamos de projeto,
pensamos numa visão abrangente e nisso a gente tem
de prever as patologias. É necessária a visão
logística do sistema. Temos de ter detalhamento,
fabricação, pré-montagem, transporte
e montagem. O que se discute é que todas as ligações
têm de ser estudadas. Se qualquer ligação
aço¿aço ou com outros materiais forem
estudadas no projeto, não haverá patologias.
Lellis -
No aço, a falta de detalhe é mais flagrante.
Numa obra industrializada tem de ter esse detalhamento.
Zanettini
- Um detalhamento produtivo do edifício como um todo
vai garantir uma qualidade muito maior que o próprio
aço. Se você tem chuva numa treliça
com os perfis virados para cima, haverá acúmulo
de água no perfil. Detalhes de base com água
acumulada nas extremidades acarretarão corrosão.
A não lapidação do perfil na ponta
acumula corrosão. Se não se faz juntas telescópicas
para caixilharia para se trabalhar a movimentação
do aço, haverá problema.
Silva - O
setor de proteção do aço que é
a galvanização tem a mesma dificuldade. Muitas
vezes quem poderia especificar na obra uma estrutura galvanizada,
deixa para o dono da obra pedir o que ele quer e ele só
conhece a pintura, não ouviu falar de outro tipo
de acabamento. Com isso ele perde na relação
custo¿benefício, porque especificou algo que
não conhece.
Reportagem de Kelly
Carvalho
Construção Mercado 52 - novembro de 2005
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