Qual estrutura é mais indicada para minha obra?

O método aqui proposto é baseado em uma grade que permite cruzar as características mais importantes para a obra com os diversos sistemas estruturais .

Fundações

A influência da redução das cargas em virtude do menor peso das estruturas de aço nas fundações de uma pequena estrutura, em um solo muito resistente, pode ser pequena. Entretanto, a redução das cargas em uma grande estrutura, em um solo muito ruim, pode viabilizar a própria construção. Portanto, o custo das fundações , em alguns casos, será um importante fator de decisão sobre o tipo de estrutura a ser usada em uma obra .

As estruturas de aço pesam de 6 a 10 vezes menos que as estruturas de concreto (sem as lajes), porém, como as estruturas de concreto representam em média 40% do peso próprio, e este representa aproximadamente 70% da carga total (incluindo as cargas acidentais ou a sobrecarga), podemos esperar reduções nas cargas verticais da ordem de 20%. Essa diferença pode representar , por exemplo, uma estaca a menos por base, o que reduz significativamente os custos das fundações .

Tempo de Construção

A princípio, quanto menor for o tempo de construção, melhor . Entretanto, para algumas obras, como os condomínios residenciais, o tempo de construção deve estar compatibilizado com a capacidade de desembolso dos condôminos, e não seria interessante atropelar o ritmo. Já para uma obra comercial, qualquer antecipação representa redução do tempo de amortização do investimento e é bem-vinda. Existe ainda a obra política ou estratégica, cujo tempo de construção é determinado por um evento fixo, independentemente de eventuais custos adicionais que uma obra mais rápida possa representar.

A principal característica das estruturas de aço é a rapidez , diferentemente da construção convencional, que normalmente tem o caminho crítico na fase da estrutura e acaba por limitar a velocidade da obra. Se a decisão é por estrutura de aço , pode-se executar as fundações enquanto as estruturas estão sendo fabricadas . E a possibilidade de abertura de diversas frentes de serviço simultâneas (lajes, paredes, instalações, etc.) pode, em um cronograma bem elaborado, reduzir o tempo de obra em até 40%, se comparado com os sistemas convencionais.

Tipo de Ocupação

Dependendo do tipo de ocupação e de algumas características da obra, como o sistema de comercialização, um determinado sistema estrutural pode ser mais ou menos adequado . Portanto, é importante conhecer bem a localização, a arquitetura e a utilização prevista para a edificação.

Edifícios comerciais:

• terreno caro,


• pouco canteiro de obra,


• modulação fácil,


• estacionamento nos andares inferiores,


• instalações de arranjo simples,


• fachadas simples.

A rapidez da obra significa o retorno mais rápido do investimento e pode ser decisiva .

Edifícios residenciais:

• pavimento,


• estacionamento nos andares inferiores,


• modulação difícil,


• pequenos vãos,


• muitas instalações e fachadas mais elaboradas (varandas, etc.).

A rapidez significa possibilidade de venda mais rápida, mas pode não interessar, caso envolva financiamento .

Disponibilidade e Custo do Material

É importante acompanhar sempre a disponibilidade e o custo do material básico usado para as estruturas e para os sistemas complementares , porque mudanças ocorrem constantemente e podem alterar a situação da oferta de alguns tipos de material e sua competitividade. Algumas regiões oferecem alguns tipos de material em abundância; outras, por dificuldade de transporte e/ou processamento, praticamente inviabilizam a utilização de outros. No caso de existirem substitutos, verifique sempre a relação custo-benefício deles.

Perfis compostos soldados

Têm um custo elevado de produção ; em virtude das diversas etapas do processo, como o corte das chapas, a montagem e as soldas de composição, com diferentes qualidades de execução das soldas, há tensões residuais altas na região da solda. São sempre vendidos sob encomenda, com prazos de entrega entre 30 e 60 dias, e exigem estocagem de chapas . Por outro lado, têm grande versatilidade para a execução de dimensões variadas , adequando-se muito bem a projetos especiais com grandes vãos ou limitações de altura.

Perfis compostos eletro soldados

Têm um custo elevado de produção, limitado número de bitolas, tensões altas provenientes da eletrofusão . O processo de solda produz irregularidades na qualidade visual ( splash ). São encontrados para pronta-entrega e podem ser produzidos com abas desiguais e comprimentos personalizados.

Perfis laminados de abas paralelas

Os perfis estruturais Gerdau são os únicos produzidos no Brasil em aço de alta resistência , numa ampla variedade de bitolas, com qualidade certificada e disponibilidade para pronta-entrega . Oferecem excelente relação preço/peso , são fornecidos em comprimentos de 6 m (bitolas de 150 mm a 310 mm) e 12 m (todas as bitolas) ou em comprimentos especiais sob encomenda.

Perfis laminados de abas inclinadas

Têm maior massa linear do que os perfis laminados de abas paralelas de mesma resistência, em virtude das características de distribuição de massa dos laminadores antigos; abas inclinadas que exigem calços e arruelas especiais; poucas bitolas, variando de 75 mm até 150 mm.

Perfis formados a frio

Conformados a partir de chapas finas, têm limitações dimensionais em virtude da esbeltez da chapa e são indicados para elementos secundários ou de pequenas dimensões. Existem muitos fornecedores , o controle dimensional é difícil e podem ser encontrados em diversas especificações de aço , inclusive aço não estrutural ou de qualidade desconhecida.

Parafusos

Os parafusos estruturais são encontrados facilmente para pronta-entrega nos diâmetros e nos comprimentos usuais e com acabamento preto ou galvanizado. Para trabalhar com estruturas de aço patináveis (resistentes à corrosão), são indicados os parafusos compatíveis que podem não ser encontrados para pronta-entrega e, em alguns casos, dependendo do fornecedor, podem estar sujeitos a quantidades mínimas.

Local da obra e acessos

É sempre muito importante conhecer bem o local da obra e seus acessos . As condições das estradas de acesso, as distâncias a serem vencidas, os tipos de materiais disponíveis na região, as condições topográficas do terreno e de seu entorno, a disponibilidade de energia para a obra, entre outras interferências, podem definir o sistema estrutural .

A simples falta de observação de uma linha aérea eletrificada na entrada de uma obra, por exemplo, pode exigir o desligamento temporário ou a remoção/deslocamento da linha, demandando aumento de prazos e de custos, além de em alguns casos inviabilizar a entrada ou a operação de um determinado equipamento e exigir outro bem mais caro.

Compatibilidade com sistemas complementares

A maior precisão das estruturas de aço, com tolerâncias em milímetros, associada à característica de quase sempre conduzir para estruturas mais moduladas, tem viabilizado cada vez mais a indústria dos sistemas complementares que necessitam de padronização, como as lajes pré-fabricadas e as vedações internas e externas.

Manutenção e reparos

A vida útil das estruturas envolve uma análise abrangente de todas as etapas do processo construtivo , e os engenheiros hoje, que já pensam normalmente no ciclo de vida das estruturas, estão cada vez mais conscientes da necessidade de manutenção e, por isso, programam-se para fazer o monitoramento e a manutenção preventiva e corretiva das estruturas .

Hoje, sabe-se que cada sistema tem suas características e seus cuidados específicos. A durabilidade das estruturas depende basicamente do cuidado com os detalhes no projeto , do nível de exposição da estrutura e de proteção adequada à agressividade do ambiente.

Os problemas com as estruturas de aço são mais facilmente identificáveis e têm, normalmente, baixo custo de reparo .

Vãos livres e altura da edificação

Projetos podem exigir grandes vãos-livres e/ou grandes alturas e, portanto, conduzir para um sistema estrutural com componentes mais leves e mais resistentes . O sistema mais adequado deve vencer os grandes vãos e as grandes alturas, ocupando o menor espaço estrutural e liberando áreas para a ocupação útil da edificação.

As vigas de aço , quando travadas lateralmente pelo sistema de lajes, trabalhando isoladamente ou como viga mista em conjunto com a própria laje (sistema muito eficiente que utiliza as melhores características do aço e do concreto), podem alcançar grandes vãos-livres, sempre com as menores alturas finais.

Observa-se que alguns tipos de laje pré-fabricada não permitem ou não podem contribuir adequadamente com as vigas de aço.

Proteção

Hoje, entende-se que todos os sistemas estruturais necessitam de proteção para garantir desempenho adequado durante a vida útil prevista para a obra . Essa proteção pode ser intrínseca do próprio material e/ou obtida por meio de revestimentos protetores , como a pintura e os revestimentos metálicos. É aceito também que toda a proteção precisa de manutenção periódica , o que demanda eventuais interrupções para os usuários e envolve custos.

Portanto, deve-se ter cuidado especial na escolha dos materiais e de seus respectivos sistemas de proteção . Se os tipos de patologia conhecidos exigirem altos custos de reparos durante a vida da obra, deve-se analisar se um material que requeira proteção inicial maior pode representar uma escolha de menor custo a longo prazo, levando-se em conta os reflexos das interrupções necessárias e os custos de execução dos reparos.

Durabilidade

As estruturas de aço, produzido em usinas , com qualidade garantida , têm um número muito pequeno de variáveis a controlar (basicamente o tipo de aço e o sistema de proteção), o que faz as estimativas da durabilidade serem muito mais fáceis e confiáveis que de outros sistemas mais complexos e com maior número de mecanismos de deterioração.

Estética

A estética das estruturas de aço inspira normalmente uma característica de modernidade nas obras e, por isso, existe uma tendência de expor a estrutura como parte principal da arquitetura , com seus elementos retilíneos, inclinados, grandes vãos, balanços, etc. Contudo, é importante lembrar que estrutura exposta é estrutura com maiores custos de proteção e manutenção . Portanto, deve-se dosar o nível de exposição ao mínimo necessário para garantir uma estética compatível com cada tipo de edificação.

Desperdício de materiais e mão de obra

Sabe-se que é muito grande o desperdício de materiais e de mão de obra na construção convencional artesanal, e que a solução para reduzir esse desperdício nas obras aponta para a racionalização da estrutura e o emprego de material pré-fabricado , a fim de otimizar todo o processo de produção, obtendo melhor aproveitamento do material e dos serviços e reduzindo os índices de desperdícios a praticamente zero.

A construção em aço é industrializada por natureza, o que garante níveis mínimos de perdas. Entretanto, a chave para uma obra sem desperdícios é o planejamento, otimizando cada material e suas interfaces, de modo a garantir o melhor resultado para o conjunto da obra.

Segurança do trabalhador

As estruturas em aço, assim como toda construção industrializada, incorporaram nos últimos anos muitas das conquistas da indústria, e talvez a mais importante seja a redução dos índices de acidentes nas obras pelos esforços de conscientização associados à utilização de equipamentos modernos de proteção individual , ou EPIs . Como o processo de construção das estruturas de aço é totalmente controlado, desde a fabricação até a montagem final, atinge-se para o trabalhador níveis de segurança semelhantes aos alcançados pela indústria, tanto para o ambiente de fábrica como para os canteiros de obra.

Custos financeiros

Conhecer os custos financeiros de qualquer empreendimento pode ser a chave de uma escolha. Por exemplo, os ganhos financeiros com a antecipação do cronograma de um edifício comercial podem ser de mesma grandeza que o custo das próprias estruturas . O que importa é constatar que, independentemente de a estrutura ter custos mais altos, pode estar viabilizando o melhor resultado para o empreendimento.

Outro custo financeiro que deve ser levado em conta é o valor presente dos diversos sistemas estruturais, considerando os custos previstos de manutenção e reparos.

Adequação ambiental

A construção em aço é o método de construção mais rápido e limpo . Racionalidade no uso do material e baixo nível de desperdícios (a precisão é milimétrica) são características que favorecem o aço quanto ao impacto no meio ambiente. Esgotada a vida útil da edificação, o aço pode retornar sob forma de sucata aos fornos das usinas siderúrgicas para ser reprocessado, sem perda de qualidade. O aço é o material mais reciclado no mundo (40% da produção mundial se dá a partir de sucata ferrosa).

Qualidade

Na comparação entre sistemas, não se deve levar em conta somente os custos relativos, mas também a qualidade de cada um deles . Sistemas mais caros podem apresentar melhor qualidade e agregar algumas características importantes, ainda que a diferença só apareça a médio ou longo prazo. A construção em aço nasce nas usinas e é quase totalmente executada em fábricas sob condições controladas, garantindo assim as especificações e a qualidade de seus componentes .

Desempenho

Os sistemas estruturais podem ter diferentes desempenhos em função dos requisitos específicos para cada obra . As estruturas de aço , por exemplo, têm comportamento constante, mas podem apresentar maiores deformações e são sempre mais elásticas para responder às ações dinâmicas. Já as estruturas de concreto podem apresentar mudanças de comportamento ao longo do tempo, são mais rígidas e por isso podem não responder bem quando submetidas às ações dinâmicas. O importante é dimensionar corretamente cada sistema, dentro dos limites das normas, observando as características de cada um .

Incômodos para as áreas próximas

A construção em aço pode reduzir dramaticamente o impacto das atividades da obra nas áreas vizinhas , principalmente nos locais próximos a áreas residenciais, hospitais e escolas. A construção em aço, além do menor prazo , produz muito menos ruídos e poeira , além de quase não gerar lixo e entulhos . Enquanto isso, a montagem pode ser programada para os horários mais favoráveis de tráfego , minimizando as interferências nas vias de acesso e mantendo em níveis mínimos os incômodos para as áreas vizinhas comuns a toda obra.

Dessa forma, a escolha do sistema construtivo não deve ser uma competição entre os diferentes tipos de estrutura, mas uma decisão com base nas características de cada sistema . E a decisão de qual é o mais adequado deve passar pela análise do maior número possível de aspectos representativos da obra, priorizando as características obrigatórias e também as desejáveis.

A estrutura correta para a sua obra

Em síntese, a escolha da estrutura para uma obra deve ser uma decisão ponderada, considerando diversos fatores cruciais. O método proposto, baseado em uma grade que relaciona características fundamentais da obra com diferentes sistemas estruturais, oferece uma abordagem estratégica.

A relação entre o peso das estruturas de aço e concreto revela consideráveis implicações nos custos das fundações , destacando a agilidade como uma das principais vantagens do aço. A rapidez na construção não apenas acelera o retorno do investimento, mas também permite a execução simultânea de várias etapas, reduzindo o tempo global da obra.

Ao considerar o tipo de ocupação , seja comercial ou residencial, a modularidade, rapidez e custo do material desempenham papéis cruciais na escolha do sistema estrutural mais adequado. A disponibilidade e custo do material também influenciam a decisão , exigindo atenção às variações regionais e às características específicas de cada tipo de estrutura.

Assim, a construção em aço destaca-se pela eficiência ambiental, sendo rápida, limpa e altamente reciclável . A durabilidade das estruturas de aço é mais previsível devido à qualidade controlada na produção. Além disso, a manutenção e reparo são mais acessíveis, contribuindo para a longevidade das edificações.

Ao comparar sistemas, é vital considerar não apenas os custos, mas também a qualidade e o desempenho . A construção em aço, por ser industrializada, garante especificações precisas e componentes de alta qualidade, enquanto os diferentes desempenhos estruturais devem ser dimensionados corretamente conforme as normas.

Em última análise, a escolha do sistema construtivo deve refletir uma análise abrangente, priorizando características obrigatórias e desejáveis . Cada aspecto, desde custos e tempo até sustentabilidade e segurança, desempenha um papel na tomada de decisões. Ao adotar uma abordagem estruturada e considerar todos os elementos, os decisores podem otimizar não apenas os resultados imediatos, mas também a vida útil e o desempenho a longo prazo de uma obra.