Resumo Pré-fabricação na Construção

Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações

Semestre Inverno 2010/2011

Resumo Pré - Fabricação - Fabrico de um determinado elemento antes do seu posicionamento final na obra.

História (Pág.6) → Período 1950 a 1970 - Pré - fabricação desenvolve-se após a segunda guerra Mundial (Construção Industrializada), de forma a resolver a resolver o problema rapidamente de forma económica. Sistema de Pré - Fabricação Fechada (Rigidez Formal, uniformidade dos elementos e construção monótona e monolítica). → Período de 1970 a 1980 - Qualidade prevaleceu à quantidade. Sistema de Pré Fabricação Aberta. → Período pós 1980 - Sistema de Pré - Fabricação Parcial. Factores que contribuem para o sucesso: - Os avanços ao nível do dimensionamento estrutural, ligações e fixações, que contam com a contribuição de ensaios laboratoriais ; - O controlo de qualidade dos materiais aplicados, que permite a utilização de materiais de elevado desempenho; - Os equipamentos disponíveis em fábrica, que permitem obter maior precisão nas peças prefabricadas; - Os meios de transporte, que salvaguardam os produtos de possíveis danos, garantindo o rigor e a qualidade dos materiais; - A utilização de equipamentos de montagem apropriados, que garantem grande precisão e maior capacidade de carga, permitindo que os trabalhos de montagem sejam executados com rigor num curto espaço de tempo, tendo em vista obter soluções simples e mais económicas.

Vantagens/Desvantagens Pré - Fabricação (Pág.11) Vantagens: - Maior possibilidade de focar o empreendimento; - Melhoria na qualidade da gestão do projecto; - Garantia de rapidez da obra; - Redução e eliminação de diversos custos indirectos ou de difícil contabilização; - Mais segurança no cumprimento do planeamento; - Obra sem desperdícios; 1

Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 - Menor estrutura (administrativa, fiscalização, laboratório e controle); - Obra menos dependente de variações climáticas; - Redução de horas de pessoal exposto ao risco; - Garantia de qualidade; - Obra limpa e menor dano possível ao Ambiente; - Menor rotatividade da mão-de-obra; - Melhor organização do estaleiro da obra.

Desvantagens: - Mão-de-obra especializada (fabricação e montagem); - Grande integração entre os profissionais das diferentes áreas; - Maior atenção por parte do projectista de estabilidade(estrutura global, ligações, esforços na desmoldagem, transporte e montagem, equipamentos de montagem específicos).

Fundações (Pág.12) Durabilidade das Fundações → Cuidados → Recobrimentos mínimos, Relação A/C máxima, Dosagem mínima de ligante, Utilização de cimentos compostos.

Fases de Estudo 1. Reconhecimento visual do terreno 2. Investigação detalhada (piezómetros e ensaios SPT) 3. Monitorização da estrutura durante a fase de construção (fissurómetros, topografia clássica, células de carga e pressão, extensómetros, piezómetros e inclinómetros).

Ensaio SPT (standard penetration Test) – Relacionam o número de pancadas com a resistência à compressão simples.

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Escolha do tipo de estaca: - Ter o conhecimento do local da obra-geologia, hidrogeologia-geotécnica, plano de cargas a que a estaca vai estar sujeita, zona sísmica, aspectos económicos e disponibilidade de equipamento.

Respeitar as seguintes regras: - Não se devem utilizar estacas cravadas em terrenos contendo blocos duros; - Nos terrenos instáveis deve-se utilizar entubamento; - A presença de água obriga á técnica do betão submerso.

- Nas estacas que trabalham por ponta é essencial a limpeza do fundo; - A descompressão do terreno na periferia da estaca pode diminuir a capacidade de carga por atrito lateral.

- O modo de execução da estaca condiciona o seu funcionamento e portanto a capacidade de carga real pelo que o projectista de ter conhecimento de qual é o processo construtivo.

Vantagens/Desvantagens (Estacas sem extracção de terreno → Pré - Fabricadas) Vantagens: - Difícil corrosão (recobrimento garantido); - Podem ser cravadas até à nega; - São estáveis em terrenos compressíveis como argilas moles, siltes e lodos (estaca cravada com atrito lateral - flutuantes); 3

Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 - O material da estaca pode ser inspeccionada e testado antes da sua cravação; - O processo construtivo não é afectado pelo nível freático; - Podem ser usadas até uma cota acima do terreno ou através da água em estruturas marítimas.

Desvantagens: - Levantamento e perturbação do terreno afectando estruturas adjacentes; - Não podem facilmente variar de comprimento (cortadas ou acrescentadas); - Podem ser danificadas por excesso de cravação; - Não podem ser cravadas com grandes diâmetros ou em condições de limitação de pé direito; - Ruído, vibração e deformações do terreno podem afectar estruturas vizinhas; - Limitação de comprimento (27m) e carga 1400kN; - Problema de falsa nega.

Vantagens/Desvantagens (Estacas sem extracção de terreno → Betonadas "in situ") Vantagens: - Podem ser cravadas até à nega prevista; - Os comprimentos são facilmente ajustáveis; - Podem executar-se com base alargada; - São cravadas com ponteira obturada evitando-se assim os efeitos nocivos da água do solo.

Desvantagens: - Levantamento e perturbação do terreno afectando estruturas adjacentes; - Subida das estacas cravadas quando a penetração da ponteira destas estacas, na camada de apoio, não for suficiente para mobilizar a necessária resistência ás forças de levantamento (atrito negativo); - Dano por tracção de estacas pouco armadas ou de betão ainda fresco devido ás forças de levantamento quando a amarração da ponteira for suficiente; - O betão pode ser enfraquecido se aparecem correntes ascendentes de água artesiana quando da extracção do tubo moldador; - Limitação do comprimento devido á força necessária para extracção do tubo moldador;

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações - Ruído, vibração e deslocamento do terreno;

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- Não podem ser cravadas com grandes diâmetros ou com condicionamento do pé direito .

- Limitação de comprimento (24m) e capacidade de carga (1500KN) - Problema de falsa nega.

Vantagens/Desvantagens (Estacas com extracção de terreno) Vantagens: - Não há risco de levantamento do terreno; - O comprimento pode facilmente ser adaptado; - O terreno extraído pode ser inspeccionado e comparado com os dados do projecto; - Podem ser executadas com grandes diâmetros (2,5m) e grandes comprimentos (60m); - Em terrenos coesivos podem dispensar o entubamento ou lamas bentoníticas excepto junto é boca; - Podem ser executadas sem ruído sensível ou vibrações prejudiciais.

Desvantagens: - Os métodos de furação podem descomprimir os solos arenosos ou com seixos envolventes; - Possibilidade de estrangulamentos em solos compressíveis; - Dificuldade de betonagem debaixo de água e impossibilidade de inspeccionar o betão após colocação; - A entrada de água pode causar anomalias ao betão antes da presa ou perturbar o terreno envolvente conduzindo a redução da capacidade de carga da estaca; - Não se podem realizar alargamentos da base em terrenos sem coesão; - Qualidade do betão não é controlável; - Não existe garantia de não existência de defeitos ao longo da estaca; - Possibilidade de desvios da verticalidade e arrastamento de betão durante a presa.

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 Microestacas - Diâmetro (<300mm) → Furação com trado, entubadas ou não.

Diâmetro (150mm) → Sem extracção de terreno. Objectivo é transferir cargas para o terreno → Atrito lateral e Resistência de ponta → Devido a "trabalharem" por ponta deve-se fazer limpeza inicial devido a assentamentos iniciais. ↓ Melhoramento da capacidade resistente através da tecnologia das ancoragens (injecção a alta pressão).

Fases de Execução (Microestacas Injectadas): 1. Perfuração; 2. Introdução do perfil; 3. Injecção de Calda (Enchimento do espaço anelar exterior); 4. Injecção de Calda através das válvulas para melhorar o bolbo de selagem.

Sem extracção de terreno Pré - Fabricadas Fundações Profundas (Estacas Pré - Fabricadas) → Cravadas = Estacas de Deslocamento - Provocam deslocamentos laterais do solo durante a execução, compactações em solos granulares e geração de poro-pressão em solos coesivos.

Cravadas através do seguintes métodos: Percussão - Pilões de queda livre ou automático, faz muito barulho.

Prensagem - Através de macacos hidráulicos, evita-se o barulho e vibrações.

Vibração - Martelo com garras (fixar estaca) que gira com alta rotação, produz uma vibração de alta frequência à estaca, transmite vibrações para os arredores.

Nega - Estaca atingiu a zona de solo rígida (rocha), não sendo necessário prosseguir o processo de cravação. Verifica-se quando um determinado número de pancadas for aplicado, sem provocar alterações da cota da estaca. Penetração permanente pela aplicação de um golpe de pilão, medido numa série de 10 pancadas. Dado a altura de queda e massa do pilão.

→ Madeira 6

Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 Utilizam-se em terrenos permanentemente secos ou húmidos uma vez que não toleram as alternâncias de humidade. Introduz-se a estaca através de um impulso de força de um peso actuando na cabeça da estaca, pode ser estático ou dinâmico.

Diâmetro entre 18 e 35 cm e comprimento entre 5 e 8 m de profundidade. Tem uma ponteira de aço na extremidade inferior para penetrar melhor e uma protecção provisória (anel) na outra extremidade para proteger das pancadas na fase de penetração, esta se parta. (Obras fluviais, Estabilidade de Taludes). → Metálicas (Cravadas por percussão ou prensagem) Constituídas por: perfil de chapa soldada, perfis I laminados associados, perfis tipo cantoneira, tubos e trilhos duplos e triplos. Vantagens: Fácil cravação, baixa vibração e trabalha bem à flexão e não tem problemas na manipulação, transporte, emendas e cortes, além de não provocarem problemas de levantamento e risco de quebra. Desvantagens: Custo elevado. Quando cravadas em camadas de argila mole podem provocar o encurvamento das estacas metálicas que raramente é detectado (DRAPEJAMENTO). → Betão (Cravadas por percussão ou prensagem) Equipamento de cravação mecânico, mais moderno, atinge maiores profundidades, entre 6 e 12 metros e secção (235x235 a 400x400).

1. Ponteira metálica que se encontra ligada à armadura longitudinal (Plana → Solos argilosos → Maior corte do terreno).

2. Protecção da cabeça de modo a resistir ao impacto do martelo de cravação e não danificar o encaixe de ligação com outra estaca. As ligações entre estacas são feitas através de chapas metálicas que se encaixam nas secções fixadas por cavilhas de ligação entre os vários troços. Ligações macho-fêmea.

3. Máquina de rastos com torre vertical, com guias laterais onde encaixa a estaca.

Acciona-se o martelo de peso variável (4 a 6 ton.) que por gravidade ou mecanicamente transfere uma força de cravação na cabeça da estaca.

4. Pode ficar parte da estaca de fora, tem que se proceder ao processo de saneamento (demolição da cabeça da estaca). Depois é aplicada a armadura do maciço de encabeçamento, constrói-se a cofragem, efectua-se a betonagem que irá solidarizar a estaca com o maciço.

O manuseamento deve ser cuidado para evitar esforços secundários (Não previstos).

Betonada "in situ" (Recuperável/Não Recuperável) 1. Cravação do tubo; 2. Colocação da armadura; 3. Betonagem; 4. Extracção ou não do tubo.

Com extracção de terreno

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 Com Tubo Moldador (Recuperável/Não Recuperável) 1. Início da furação; 2. Início da cravação da coluna; 3. Furação; 4. Tubo exterior até ao fundo; 5. Colocação das armaduras; 6. Colocação do tubo tremie; 7. Betonagem; 8.

Extracção ou não do tubo exterior.

Sem Tubo Moldador (A seco; Lamas bentoníticas; Trado contínuo) A seco 1. Furação para colocação do tubo guia; 2. Colocação do tubo guia; 3. Furação 4. Colocação das armaduras; 5. Colocação do tubo tremie; 6. Betonagem; 7. Extracção do tubo guia; Lamas bentoníticas 1. Furação para colocação do tubo guia; 2. Colocação do tubo guia; 3. Furação (furo cheio de calda de bentonite (estabilização do furo) → Limpeza do fundo e remoção da bentonite contaminada → Decantação); 4. Colocação das armaduras; 5. Colocação do tubo tremie; 6. Betonagem; 7. Extracção do tubo guia; Trado Contínuo 1. Furação (rotação); 2. Betonagem (Slump 18 a 20 e φ < 1cm); 3.

Colocação da armadura (Vibradores associados); Cuidados de execução na betonagem: - O betão deve ser colocado o mais cedo possível após abertura do furo para evitar o enfraquecimento do terreno.

- O betão tem que apresentar suficiente trabalhabilidade para subir ao longo do furo entre a armadura e a parede com um slump de 16 ou superior.

- Para evitar segregação pode ser usado um aditivo plastificante e se o tempo de betonagem for longo (estacas de grande diâmetro e comprimento) deverá utilizar-se um retardador de presa - Não esquecer que o primeiro betão introduzido na estaca sobe do fundo á superfície e por isso precisa de manter a trabalhabilidade.

- O betão não deve ter menos de 300Kg de cimento por metro cúbico.

Concepção de estruturas pré - fabricadas (Pág.55) 7 Tipos de estruturas pré - fabricadas: 1. Moradias 1Piso (vãos de 3 a 6m; h=3m).

2. Edifícios de habitação ou escritórios com 2 a 5 pisos (vãos de 3 a 6m; h=3/4m).

3. Auto-Silos com 2 a 4 pisos (vãos de 7,5 a 15m; h=3m).

4. Grandes Armazéns com 2 a 4 pisos (vãos de 3 a 6/ 10 a 20m; h=5/7m).

5. Grandes áreas comerciais de 1 piso (vãos de 10 a 15m; h = 5/7m) 6. Naves industriais ou agrícolas ou pequenos armazéns de 1 piso (vãos de 3 a 6/10 a 30m; h=5/7m).

7. Edifícios mistos com 1 piso e geral para armazém ou indústria e outro com menor pé direito para zona restrita, escritórios.

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 Edifícios 1 Piso - acções gravíticas pequenas, despreza-se a acção do sismo, entra-se com a acção do vento. Pilares encastrados na base e asnas apoiadas nos pilares.

Pórticos no menor vão. Cobertura por chapas de fibrocimento ou metálicas. Ligações neste tipo de estruturas: - Ligação Pilar - Fundação (Encastramento total → Acção do vento nas fachadas); - Ligação de Continuidade viga - pilar (Esforços de flexão); - Ligação entre asnas e pilar (Não transmite momentos - ferrolho); - Ligação das madres às asnas (Chapas metálicas); Edifícios Vários Pisos - acções gravíticas e sísmicas importantes. Na direcção do maior vão → condicionante (Cargas Verticais). Na direcção do menor vão → condicionante (Sismo).

Pavimentos correntes: - Lajes com pré-lajes de BA ou pré - tensionado e betão complementar; - Lajes com pranchas alveoladas de betão pré tensionado e betão complementar; - Lajes com pré lajes em U invertido ou em TT de betão armado ou pré - tensionado, com betão complementar.

Projectadas segundo os seguintes Critérios : - Regularidade em planta, evitando geometrias com o centro de rigidez distante do centro de massa, garantindo uma ligação eficiente entre corpos ou utilizando juntas para dividir a estrutura em corpos consistentes; - Regularidade em altura, evitando variações bruscas de rigidez em altura e garantindo a continuidade dos elementos verticais, pilares e paredes resistentes, até às fundações; - Evitar o “soft floor” - piso com maior pé-direito e/ou sem paredes divisórias, que conduz a um mecanismo de rotura constituído por rótulas plásticas exclusivamente nos pilares desse piso; - Evitar pilares curtos - na base dos edifícios como forma de os elevar do nível térreo, na intersecção das rampas de acesso de veículos em auto-silos, nas zonas dos patins intermédios das escadas, etc. Em caso de sismo estes pilares têm rotura frágil por esforço transverso; - Promover a redundância estrutural, isto é, proporcionar mais do que um sistema sismo - resistente evitando a dependência a um único sistema, como por exemplo: paredes resistentes e pórticos viga - pilar, que no conjunto se possam complementar e transferir os esforços por redistribuição plástica aquando da acção sísmica; - Proporcionar diafragmas rígidos nos pisos que possam distribuir as forças pelos vários elementos verticais resistentes, conferindo ao piso um comportamento de corpo rígido no seu plano e uma ligação eficaz das lajes aos elementos verticais; - Conferir à estrutura capacidade de dissipar a energia desenvolvida pelo sismo, através da deformação plástica em flexão, sem perda substancial da resistência; - As rótulas plásticas devem-se desenvolver em todos os pisos e preferencialmente nas vigas e não nos elementos verticais, excepto na base destes - “capacity design”.

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 Ligações neste tipo de estruturas: - Ligação Viga - Pilar - Classificada em 3tipos → Sistema Emulativo(longe da zona crítica); Ligações sobredimensionadas (perto da zona crítica); Sistemas Dissipativos (dentro da zona crítica).

Criar zonas sismo - resistentes → Pormenorização eficaz das zonas de apoio de forma a resistir ao corte a forças horizontais → Ferrolhos.

Ligações Aparafusadas (Pág.70) → Puramente Soldadas Ligações mais rígidas. Situação ideal mas é caro, pouco prático e de difícil controlo de qualidade. → Puramente Mecânicas (aparafusadas) Solução mais rápida, mas mais deformável e condenando a estrutura ao uso de perfis mais robustos → Momentos positivos únicos e mais elevados. Mais sensíveis a efeitos de 2º ordem (encurvadura) → Sistemas de contraventamento (minimizam a mobilidade exagerada da estrutura). → Mistas Solução com soldadura prévia em estaleiro/oficina (permite existência de momentos de apoio nas vigas → Economia secção) e aparafusamento em obra o que permite simplicidade, economia e rapidez.

Comportamento Dois modelos de funcionamento : - Parafusos ao Corte (resistência ao corte do parafuso e resistência à pressão lateral, ou seja, ao esmagamento) → Corte único plano ou duplo; - Parafusos à Tracção (resistência à interacção corte - tracção).

As ligações pré esforçadas consistem em adicionar-se uma força de tracção ao parafuso através de um aperto adicional. O pré-esforço no parafuso introduz um estado de compressão entre chapas que contribui para a resistência ao deslizamento no caso da ligação ao corte.

Vantagens/Desvantagens das ligações aparafusadas pré esforçadas em relação às ligações aparafusadas correntes Vantagens: - Têm melhor comportamento ao corte; - Mais rigidez á tracção, devido ao pré-esforço; - Melhor resistência à fadiga.

Desvantagens: - Têm ainda maior custo e são de difícil montagem.

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Semestre Inverno 2010/2011 Objectivos do posicionamento dos furos

- Evitar a corrosão; - Evitar a encurvadura local das chapas e/ou das chapas de ligação, - Facilitar a instalação dos parafusos; - Atender ao limites de aplicabilidade. O EC3 estabelece distâncias mínimas, máximas e recomendadas entre parafusos (Estruturas Normais).

Sistemas Estruturais (Pág.87) → Estruturas em pórtico - Pilares e vigas (construções industriais, armazéns e construções comerciais). → Estruturas em esqueleto - Pilares vigas e lajes (Escritórios, escolas, hospitais estacionamentos). Maior liberdade de planeamento. → Estruturas em painéis estruturais - Componentes de painéis portantes verticais e painéis de lajes (Casas, apartamentos, hotéis e escolas). Rapidez de construção, acabamento liso e resistência ao fogo. → Estruturas para pavimentos - Vários tipos de elementos lajes, usam-se para todos os tipos de sistemas construtivos e materiais. Rapidez da construção, ausência de escoramento, diversidade de tipos, economia e alta capacidade de vencer vãos. → Sistemas para fachadas - Painéis maciços ou painéis sandwich com ou sem função estrutural. Função decorativa e estrutural, solução económica, dispensa pilares de bordadura e de vigas de apoio para pavimentos e construção fica protegida numa fase bastante inicial da obra. → Sistemas celulares - Células de betão pré-fabricado (blocos de betão). Blocos de instalações sanitárias, cozinhas, garagens. Rápido processo de fabrico e industrialização, maiores dificuldades de transporte e menor flexibilidade arquitectónica.

Mecanismos para transferências de forças: → Encaixes - Deslizamento de um componente por dentro de outro com preenchimento do espaço vazio com graute, betão especial ou adesivos. Ex: Ligação pilar fundação por meio de cálice de fundação, ou ligação viga -pilar que utilizam consolas metálicas inseridas no pilar (espaço vazio com adesivo epoxy). → Barras dobradas - Barras adjacentes podem ser ligadas longitudinalmente dentro de um elemento prismático de betão confinado por estribos. → Acção de pino - Transferência de acções horizontais → Chumbadores. O chumbador é solicitado por corte na junta de interface. Transferem apenas tensões de tracção sem introduzir momentos nas ligações. → Aderência - Ligação entre o betão pré-fabricado e o betão moldado em obra, apenas para baixas tensões nas interfaces. Factores que afectam: rugosidade, resistência da superfície e limpeza. → Atrito - Numa junta de interface com rugosidade, as forças de corte são transferidas por atrito. Uma força de compressão permanente pode ser obtida pelas forças de gravidade.

Exigências funcionais das ligações (Pág.62) - Fabrico;

- Durabilidade;

- Economia.

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações - Transporte; - Estabilidade ao fogo;

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- Montagem;

- Comportamento estrutural;

- Execução;

- Estética;

Elemento VIGA (Pág.96) Para garantir um comportamento mais próximo do monolítico a parte superior da viga deve ser betonada “in situ” juntamente com a camada de compressão da laje. → Ligação Viga - Pilar Ligação rígida. Capacidade de dissipar energia em sistemas do tipo pórtico.

Recorre-se a consolas curtas (cachorros) para apoiar a viga no pilar estes podem ser provisórios ou definitivos. A face da viga deve de ser rugosa de modo a aumentar a aderência. Existência de algum congestionamento de armaduras. Se recorrer ao préesforço a quantidade de armadura no nó diminui já que o pré esforço nas barras substitui a armadura inferior no apoio. Se não se fizer betonagem "in situ" a continuidade da armadura é conseguida através de emendas mecânicas e uma injecção de calda para as armaduras inferiores → Estrutura monolítica.

→ Ligação Viga - Viga - Ligação entre vigas com o mesmo eixo (coaxiais). A ligação entre vigas com o mesmo eixo ocorre, normalmente, quando se pretende deslocar a ligação para fora da região crítica (nó entre a viga e o pilar). A ligação dá-se assim na zona da viga em que os momentos são mais baixos.

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- Ligação vigas secundárias e vigas principais (perpendiculares). A continuidade das armaduras inferiores é feita através de negativos deixados na viga principal e das armaduras superiores com a betonagem da parte superior da viga “in situ”.

→ Ligação Viga - Parede Materializa-se a continuidade (aconselhável em zonas sísmicas) através da betonagem do nó de ligação da viga com a parede resistente. Pode-se utilizar escoramentos ou cachorros.

Elemento PILAR (Pág.101) → Ligação Pilar - Pilar - Na zona de ligação com as vigas. Diminui o número de ligações, mas mais complicada.

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- A meia altura entre pisos. A ligação é feita numa zona em que os momentos no pilar são mais baixos, sendo portanto uma situação menos crítica para o comportamento da estrutura. A sua ligação pode ser feita através de bainhas que encaixam nos varões de espera do pilar inferior, sendo depois preenchidas com grout, ou pode-se garantir a continuidade das armaduras através de conectores enroscados à armadura dos pilares preenchendo-se depois com grout.

→ Ligação Pilar - Fundação (Pág.62)

- Pilares encastrados numa cavidade executada na fundação, com posterior betonagem do espaço livre entre a superfície interior da cavidade e as faces laterais do pilar. Vantagens: Tem maior tolerância dimensional; Fácil execução; Absorve os momentos flectores. Desvantagens: Necessita de sapatas altas para produzir o efeito de encastramento no cálice, as paredes do cálice devem de ser armadas; Dispendioso em volume de betão.

O encastramento depende de 1,5h e a resistência ao punçoamento depende de h (altura de betão abaixo do pilar).

Cálculos de Dimensionamento?!

- Pilares com armaduras salientes do pilar ou da fundação, são introduzidas em aberturas e posteriormente seladas por injecção de uma argamassa ou calda apropriada. Varões de aço que ficam em espera ou na fundação ou na base do pilar, os quais encaixam nas bainhas que são posteriormente preenchidas com grout. Vantagens: Fácil execução; Sapata equivalente a uma solução "in situ". Desvantagens: Precisa de escoramento; Grande precisão no posicionamento dos varões de espera.

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- Pilar ligado com placa metálica, as placas são soldada às armaduras longitudinais do pilar. As placas metálicas são colocadas na base do pilar e são aparafusadas à fundação. Pode-se preencher depois a zona com argamassa não retráctil. As placas metálicas devem de ter uma dimensão superior à da base do pilar para a transmissão de momentos através da ligação. Podem ser aparafusadas, soldadas ou mistas.

Vantagens: Não necessita de tão elevada profundidade de fundação; Permite estabilidade imediata. Desvantagens: Maior cuidado na pré-fabricação dos pilares; Utilização de pormenores metálicos que complicam a execução em obra.

Elemento LAJE (Pág.102) soluções que são adoptadas para as lajes condicionam as soluções dos restantes elementos estruturais. Betonagem "in situ" permite obter o efeito de diafragma do piso estrutural. O efeito de diafragma rígido distribui de forma eficaz as forças horizontais pelos diferentes elementos resistentes verticais.

As

→ Elementos Laje - Pré - laje maciça Cada painel tem 2,5m de largura (motivos de transporte) e comprimento igual ao vão a vencer. Elementos monolíticos, sendo na mesma necessário verificar segurança ao corte entre betões de idades diferentes. Vantagens: Dispensa a necessidade de escoramento; servindo simultaneamente de cofragem para a betonagem da camada de compressão; A menor espessura da pré-laje facilita também o seu transporte, manuseamento e montagem em obra; Solução semelhante a uma laje maciça betonada “in situ”, sendo possível a armação da laje em duas direcções. → Elementos Laje - Laje Alveolar Pranchas pré fabricadas dispostas lado a lado com 1,2 metros de largura e comprimento igual ao vão a vencer, a sua armadura são os fios pré tensionados dispostos na direcção longitudinal. Comportamento como de uma laje monolítica com armadura resistente unidireccional.

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações → Elementos Laje - Laje Minos

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Pranchas dispostas lado a lado com 1,2 ou 0,6m de largura e comprimento igual ao vão a vencer ( 10m ) e espessura entre 0,26 a 0,40m. A zona interior da laje é preenchida por um aligeiramento que pode ser de poliestireno ou outro material semelhante, contribuindo para a redução do peso e melhoramento térmico ou passagem de tubagens. Tal como as lajes alveolares estas lajes também são autoportantes embora para vãos menores, podendo ser adoptados os escoramentos necessários para vãos maiores.

Ligação com elementos laje → Ligação Laje - Laje - Ligações de topo entre extremidades de duas pranchas de laje.

- Ligações laterais entre dois painéis de laje adjacentes.

→ Ligação Laje - Viga Zonas sísmicas é aconselhável processos de ligação que envolvam a betonagem no local da ligação. Na Figura A, é representada a ligação entre uma viga interior e dois painéis de laje orientados segundo a mesma direcção, obtendo-se assim um comportamento com clara continuidade nessa direcção de maior inércia similar ao de uma laje maciça betonada “in situ”. Na Figura B, a ligação da viga interior com a laje é realizada entre painéis em direcções perpendiculares o que diminui a sua capacidade de transmissão de momentos negativos.

→ Ligação Laje - Parede - Betonagem "in situ", é possível dar continuidade à armadura superior da laje, o que permite um melhor controle da abertura de fendas, traduzindo-se num melhor comportamento da solução em serviço.

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- Armaduras de espera na parede, sendo posteriormente betonadas em conjunto com a camada de compressão da laje. Destina-se a transmitir forças de corte devido às acções horizontais.

- Lajes da cave betonadas "in situ"/Paredes de contenção, através da execução de ferrolhos como ilustrado. Realce-se que este tipo de ligação, pode também ser previsto pelo topo dos painéis de laje verificando-se uma betonagem local das extremidades da laje.

Processo de montagem de Lajes Alveolares 1.Transporte de painéis de lajes alveolares 2.Posicionamento dos meios de elevação 3.Fixação e elevação dos painéis 4. Posicionamento da peça no sentido de montagem 5.Apoio para colocação 6.Posicionamento com apoio manual 7.Posicionamento com apoio de alavancas de aço 8.Preparação da armadura da lamina de compressão para se efectuar a betonagem.

Painéis Pré - Fabricados (Pág.111) Processo de fabrico → Moldes - Devem de ser suficientemente resistentes para suportarem os esforços a que vão ser submetidos na fase de vibração, sujeitos a um controlo de qualidade muito rigoroso, o descofrante deve de ser aplicado em quantidades correctas para não manchar a peça ou para não haver dificuldades na descofragem.

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 → Betonagem - Colocação das armaduras deve de respeitar os recobrimentos, a vibração deve de permitir obter faces perfeitamente lisas e homogéneas. → Composição do betão - É de extrema importância pois tem que se estudar muito bem estas pois quer-se obter elevadas resistências. Controlo da amassadura deve de ser rigoroso. → Cura - Proteger o betão na fase de cura utilizando membranas de cura. → Desmoldagem - Com algumas horas de cura é logo necessário retirar os moldes estando ainda o betão fresco, tem que se ter todo o cuidado na abertura dos moldes. → Armazenamento - Têm que estar protegidas contra as intempéries, devem de se colocar sobre paletes de madeira ou cavaletes que permitam o fácil transporte e movimento. → Transporte - As peças devem de ter sido dimensionadas de modo a resistirem a todas as solicitações que podem acontecer nesta fase. → Colocação em Obra - Os painéis devem de ser recobertos de modo a proteger o seu acabamento. Deverão ser elevados por gruas de alta capacidade, utilizando para o efeito os pontos de fixação previamente colocados no próprio painel.

Fachadas Pré - Fabricadas - Componentes (Pág.113) Constituição do PAINEL - Uma camada de BA, uma camada de revestimento e eventualmente isolamento termo - acústico. A camada de betão deve de ser projectada para garantir um bom desempenho, ou seja: - Isolamento térmico e acústico.

- Segurança Estrutural.

- Resistência ao fogo.

- Durabilidade compatível com a do edifício. → Camada de Betão - Segurança (Estrutural e resistência ao fogo e estanquidade ao ar e água).

- Habitabilidade (Conforto térmico e acústico > 40dB).

- Durabilidade (Boa composição do BA (Relação A/C e Cimento de alta resistência)e espessura do recobrimento das armaduras). → Camada de Revestimento - Incorporado Posteriormente - Placas de rocha ou cerâmicas, fixas à camada de betão com argamassa ou com dispositivos de fixação, em revestimentos de argamassa e revestimentos de pintura.

- Incorporado na Moldagem - Revestimento que é executada juntamente com a camada de betão na própria forma do painel. Pode ser executada em micro betão, argamassa ou ser a própria camada de betão que, após a desmoldagem, recebe um tratamento com jacto de água ou areia na sua superfície.

Tipos de Fixações

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 Os painéis são fixados por quatro pontos: dois suportam o peso próprio do painel, enquanto que os outros dois suportam as forças laterais e possíveis movimentos diferenciais entre painel e estrutura. → Fixações de alinhamento – Impedem o deslocamento relativo entre os painéis, alinham os painéis na montagem. (Aparafusada ou Soldada). → Fixações de apoio vertical – Transmissão do peso próprio do painel para a estrutura suporte. (Aparafusada ou Soldada). → Fixações de apoio lateral – Transmitem forças horizontais devido à acção do vento.

(Aparafusada ou Soldada). → Sistemas de fixação aparafusados – Possibilitam ajustes de montagem e movimentos na direcção vertical e horizontal. Efeito conseguido utilizando-se uma combinação entre parafusos e hastes (varetas) roscadas em ancoragens com fendas maiores que os diâmetros estabelecidos para os diâmetros. Pré-ancorados (dispositivos metálicos são colocados na forma do painel antes da betonagem) e os Pós-ancorados (dispositivos de fixação são instalados após a peça ter sido betonada - Chumbadouros).

Tolerâncias As tolerâncias definem as variações dimensionais → Comprimento e altura; espessura da secção transversal; posicionamento das aberturas; alinhamento lateral das ancoragens e considerações sobre encurvamento e empenamento das peças.

Tipos de Juntas e Degradação do Betão (Pág.125) As juntas constituem a linha de separação entre painéis. Devem de ser o mais estanque possível espera-se que, através destas não se criem propagações de tensões provenientes de eventuais movimentações. Requisitos de projecto: - Estanques à água; - Capacidade de absorver deformações sem introduzir tensões extras nos painéis.

Tem que se fazer uma correcta análise do tipo de juntas, uma selecção de materiais selantes correcta e ainda um correcto estabelecimento das dimensões mínimas das juntas.

Localização das juntas afecta directamente: - Capacidade de ser mais ou menos estanque; - A produtividade da mão-de-obra, relacionada á facilidade do seu preenchimento com material selante.

- Capacidade de absorver movimentações sem dissipar tensões.

As juntas são mais simples de preencher se encontrarem localizadas nas extremidades, tanto da espessura quanto do comprimento do painel. Devem evitar-se juntas em superfícies inclinadas e no meio da abertura de vãos.

Preenchimento das juntas → Juntas Abertas (Drenagem) - Cuja geometria ou com a introdução de um dispositivo de drenagem que mantenha a estanquidade à água. → Juntas Seladas (1/2 Estágios) - Preenchidas por um material selante que formará uma descontinuidade no conjunto e estanquidade.

Desvantagens: 1 Estágio 19

Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações Semestre Inverno 2010/2011 - Falha no selante e água entra (Capilaridade ou Pressão Parcial); - Selante exposto a agentes de deterioração; - Uma só linha de defesa; 2 Estágios - Maior cuidado na montagem; - Maior dificuldade a aplicar os selantes. → Juntas Coladas - Preenchidas por um tipo de material colante (Solução Monolítica).

No encontro das juntas horizontais e as juntas verticais há uma membrana impermeável.

Degradação do betão - Origem externa: Carbonatação; Cloretos e Sulfatos e Águas agressivas.

- Origem interna: Reacções expansivas de origem interna - Reacção álcalis/sílica.

CARBONATAÇÃO ( Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O) A Carbonatação é o processo de neutralização da fase líquida intersticial saturada de hidróxido de cálcio e de outros compostos alcalinos hidratados do betão.

Este fenómeno surge a partir da difusão do dióxido de carbono (CO2) atmosférico para o interior dos poros do betão e da sua posterior reacção química com os constituintes sólidos carbonatáveis. (PH 13→9). Os danos causados pela corrosão das armaduras por Carbonatação manifestam-se sob a forma de expansão, fissuração, destacamento de recobrimento, perda de aderência e redução significativa de secção da armadura. A corrosão torna-se possível quando a espessura de Carbonatação iguala a do recobrimento. Quanto maior a quantidade de cimento, menor a velocidade de Carbonatação. ↓ Sistemas de Protecção - Películas superficiais (tintas) e argamassas cimentícias modificadas

REACÇÃO ÁLCALIS - SÍLICA

Em suma, esse tipo de reacção ocorre quando a sílica activa é envolvida pelo hidróxido de cálcio dissolvido a partir dos álcalis dos cimentos Portland, atacando os pontos mais fracos, poros ou superfície dos agregados. Factores que facilitam a reacção:

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Pré - Fabricação na Construção Mestrado Edificações - Agregados reactivos aos álcalis do cimento;

Semestre Inverno 2010/2011

- Concentração elevada de iões alcalinos; - Ambiente favorável (humidade, temperatura, seco/molhado) ↓ Medidas de Prevenção - Controlar a alcalinidade; - Evitar teor crítico de sílica reactiva; - Controlar humidade (betão seco); - Modificar o gel formado para não expansivo.

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