TECNOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES IV (PARTE 1)

ESTRUTURAS

 Edifício sendo estruturado por aço, material utilizado abundantemente em países desenvolvidos.

Introdução às estruturas

Classificação quanto à concepção estrutural

–reticuladas -atransmissão dos esforços ocorre através de elementos isolados tais como lajes, pilares e vigas ou pórticos;

–elementos planos – a transmissão de esforços faz-se através de um plano de carregamentos, como‚ o caso dos edifícios constituídos por paredes maciças de

concreto armado ou mesmo de alvenaria estrutural;

–  cascas;

–  treliças espaciais;

–  estaiadas.

Classificação quanto ao processo de produção dos elementos resistentes

– moldados no local – produzidos já no seu lugar definitivo no conjunto da estrutura;

– pré-fabricados (em usina) – moldados numa usina e transportados até o canteiro;

– pré-moldados (em canteiro) – são fabricados no canteiro; porém, longe do local em que serão instalados.

Classificação quanto aos materiais constituintes

– estruturas de madeira;
– estruturas de aço;
– alvenaria estrutural;
– estruturas de concreto (protendido ou armado).

Estruturas de madeira

Baixo uso devido à(ao)/às(aos)

– falta de tradição do uso;
– resolução do 307 CONAMA – limita o uso apenas de madeira de reflorestamento;

– problemas decorrentes do elevado potencial de queima;

– deficiências quanto à resistência mecânica e durabilidade.

Estruturas de aço

O aço, largamente empregado em países mais desenvolvidos e com elevado potencial de utilização devido às suas características mecânicas (elevada resistência à compressão e à tração), também vem sendo pouco utilizado no Brasil para a construção de estruturas de edifícios, principalmente nos de múltiplos pavimentos. Sua utilização vem se concentrando, sobretudo na produção da estrutura de edifícios industriais. Pode-se dizer que existem alguns fatores "responsáveis" pela pequena utilização do aço no Brasil, dentre os quais se destacam:

– custo elevado do aço quando comparado ao do concreto armado;
– falta de tradição construtiva e desconhecimento do processo construtivo;
– características da mão-de-obra nacional: de baixo custo e pouca qualificação – o baixo custo leva a poucos investimentos nos ganhos de produtividade, que seria uma das grandes vantagens oferecidas pela estrutura de aço;

– falta de perfis adequados à construção de edifícios, o que seria essencial para a
implantação de um mercado consumidor. No entanto, as indústrias produtoras
não assumem o investimento necessário;

– suscetibilidade a incêndio, exigindo tratamentos especiais nos elementos;

– utilização de equipamentos pesados para montagens (guindastes, máquinas de solda, etc.).

Não obstante essas dificuldades, a produção de um edifício em aço apresenta um elevado potencial de racionalização devido às características intrínsecas ao material, pois:

– permite grande flexibilidade construtiva;

– toda a estrutura é previamente preparada em uma fábrica ou indústria, ficando apenas a montagem para o canteiro;

– para o preparo de cada peça é necessário um detalhamento prévio, e sendo assim, as decisões são necessariamente tomadas durante a elaboração do projeto e não no canteiro
durante a execução do edifício; logo, não há decisões de canteiro, os detalhes construtivos vêm previamente definidos;

– é possível a modulação de componentes racionalizando-se as atividades de preparo e montagem da estrutura, bem como, possibilita o emprego de outros elementos construtivos modulados (vedações, caixilhos);

Vantagens de se utilizar o aço na construção civil

Na administração da obra:

• execução em fábrica, apenas montagem no canteiro;
• grande precisão dimensional;
• grande precisão quantitativa dos materiais;
• poucos itens de materiais (aço, parafusos, eletrodos, tintas);
• qualidade garantida das matérias primas (pelas usinas);
• uniformidade das matérias primas;
• pouca quantidade de homens na obra e mão-de-obra com maior qualificação.

Nas fundações:

• leveza estrutural – 40 a 80 kg/m² (vigas e colunas), até 80% menos (1/5 do peso do concreto);
• menores cargas nas bases;
• volumes menores nos blocos;
• sistemas mais econômicos.

Prazos:

• simultaneidade de execução da estrutura e fundações;
• avanços da montagem de 3 em 3 pavimentos;
• possibilidade de alvenarias acompanharem a montagem.

Custo financeiro:

• prazos finais reduzidos, antecipação de utilização;

• retorno mais rápidos e utilização antecipada.

Demais vantagens:

• aumento dos espaçamentos entre colunas, aumentando a área útil nas garagens;

• menores riscos de alterações de previsão e demanda graças à rapidez de entrega;

• maior valor residual (no caso de desmontagens) com reaproveitamento de todo material estrutural.

Alvenaria estrutural

A alvenaria, por sua vez, foi largamente utilizada no passado como material estrutural para a construção de edifícios com dois e até três pavimentos. No entanto, com o surgimento do concreto armado cedeu lugar ao novo material. Hoje, a alvenaria ressurge com grandes possibilidades de emprego para a produção de estruturas de edifícios de múltiplos pavimentos, sendo denominada alvenaria estrutural.

E assim como o aço, é um material estreitamente ligado à racionalização do processo de produção, pois além de constituir a estrutura do edifício, constitui ao mesmo tempo a sua vedação vertical, o que proporciona elevada produtividade para a execução do edifício. Além disso, a regularidade superficial dos componentes e a “precisão” construtiva exigida pelo processo possibilitam o emprego de revestimentos de pequena espessura reduzindo o
custo deste subsistema.

A utilização de equipamentos tradicionais e a ausência quase total de resíduo de construção são vantagens também apresentadas na utilização da alvenaria estrutural. Também as instalações podem ser racionalizadas ao se utilizar os componentes vazados de alvenaria (blocos) para a sua passagem, sem a necessidade de quebrar a parede e, consequentemente, sem a necessidade de se refazer o serviço.

A utilização da alvenaria estrutural gerou a necessidade de desenvolvimento do processo construtivo e de produção através do projeto para produção, no qual são
feitos a modulação das peças e o detalhamento construtivo, a partir da integração com outros subsistemas.

Como limitações podem ser citadas: a impossibilidade de construir edifícios de grande altura, a falta de flexibilidade arquitetônica e também a necessidade de componentes de alvenaria com características adequadas, restrições a modificações nos apartamentos.

Concreto protendido

Estruturas moldadas in loco – lajes de grandes vãos – O concreto protendido tem sido empregado no Brasil desde a década de 50 em obras de grande porte (em geral edifícios comerciais) e onde há necessidade de grandes vãos. Proporcionar grande flexibilidade de layout requer racionalização do sistema de fôrmas e possibilita maior
organização do processo construtivo. Além disso, necessita de mão de obra especializada, de equipamentos especiais (como macaco de protensão) e de grande diversidade de materiais a serem estocados e controlados.

Estruturas pré-moldadas – A utilização do concreto protendido pode se dar através de peças pré-fabricadas, o que traz a vantagem da utilização da mão-de-obra tradicional no
canteiro, confere maior limpeza e organização ao canteiro de obras e apresenta curto prazo de execução. Por outro lado, diminui a flexibilidade arquitetônica, tem alto custo, pequenas alturas (cerca de 25 m) e vãos médios (aproximadamente 10 m), uma vez que
o transporte passa a ser o limitante.

Concreto armado

Desde o seu surgimento ganhou espaço significativo na construção de edifícios, sejam edifícios baixos ou de múltiplos pavimentos. É, sem dúvida, o material estrutural mais utilizado hoje no Brasil, tanto moldado no local, como pré-fabricado. Principal tecnologia de produção de estruturas de edifício no Brasil, portanto, principal objeto de estudo nesta disciplina.

Vantagens de se utilizar o concreto armado na construção civil

– mão-de-obra tradicional da construção civil;

– equipamentos tradicionais;

– grande flexibilidade;

– amplo domínio da tecnologia.

A execução de elementos com concreto armado deve seguir um esquema básico de produção que possibilite a obtenção das peças previamente projetadas e com a qualidade especificada.

Conceituação de fôrmas

As fôrmas são uma estrutura provisória, construída para conter o concreto fresco, dando a ele a forma e as dimensões requeridas, e suportá-lo até que ele adquira a capacidade de autossuporte. A fôrma pode ser considerada como o conjunto de componentes cujas funções principais são:

• dar forma ao concreto – molde;

• conter o concreto fresco e sustentá-lo até que tenha resistência suficiente para se sustentar por si só;
• proporcionar à superfície do concreto a rugosidade requerida;
• servir de suporte para o posicionamento da armação, permitindo a colocação de espaçadores para garantir os cobrimentos;

• servir de suporte para o posicionamento de elementos das instalações e outros itens embutidos;

• servir de estrutura provisória para as atividades de armação e concretagem, devendo resistir às cargas provenientes do seu peso próprio, além das de serviço, tais como pessoas, equipamentos e materiais;

• proteger o concreto novo contra choques mecânicos;

• limitar a perda de água do concreto, facilitando a cura.

Elementos constituintes de um sistema de fôrmas

Molde é o elemento que entra em contato direto com o concreto, definindo o formato e a textura concebidos para a peça durante o projeto

Estrutura do molde é o que dá sustentação e travamento ao molde. É destinada a enrijecer o molde, garantindo que ele não se deforme quando submetido aos esforços originados pelas atividades de armação e concretagem. É constituído comumente por gravatas, sarrafos acoplados aos painéis e travessões.

Escoramento (cimbramento) é o que dá apoio à estrutura da fôrma. É o elemento
destinado a transmitir os esforços da estrutura do molde para algum ponto de suporte no solo ou na própria estrutura de concreto. É constituído genericamente por guias, pontaletes e pés-direitos.

Acessórios são componentes utilizados para nivelamento, prumo e locação das peças, sendo constituídos comumente por aprumadores, sarrafos de pé-de-pilar e cunhas.

Materiais

• madeira na forma de tábua;

• compensado;

• materiais metálicos - alumínio e aço;

• outros materiais como o concreto, a alvenaria, o plástico, o papelão, a fôrma
incorporada, por exemplo, o poliestireno expandido ou lajotas cerâmicas e materiais sintéticos.

Escoramentos

É comum o emprego de:

• madeira bruta ou aparelhada;

• aço na forma de perfis tubulares extensíveis e de torres.

Armaduras

Barras de aço para concretos

Os aços para concreto armado, fornecidos em rolos (fios) ou mais comumente em barras com aproximadamente 12 m de comprimento, são empregados como armadura ou armação de componentes estruturais. Nesses componentes estruturais, tais como blocos, sapatas, estacas, pilares, vigas, vergas e lajes, as armaduras têm como função principal absorver as tensões de tração e cisalhamento e aumentar a capacidade resistente das peças ou componentes comprimidos. O concreto armado é conseqüência de uma aliança racional de materiais com características mecânicas diferentes e complementares.

Segundo a norma NBR 7480, barras são produtos obtidos por laminação a quente, com diâmetro nominal de 5,0 mm ou superior. Por serem produzidos desta maneira, os aços CA25 e CA50 são denominados barras. Os fios são produtos de diâmetro nominal inferior a 10 mm obtidos por trefilação ou laminação a frio. Todo o CA60 é denominado fio.

Estocagem

As barras devem ser rigorosamente separadas segundo seu diâmetro, de maneira a evitar possíveis enganos.

• evitar as condições que podem propiciar o desenvolvimento da corrosão;

• evitar contato com o solo;

• dependendo das condições ambiente e do tempo em que o aço permanecer estocado, muitas vezes, em caso de grande agressividade do meio, deve-se evitar que o estoque de aço fique sujeito a intempéries.

Movimentação

– transporte manual moroso - o número de homens/hora que são gastos para a organização do aço dentro do canteiro é muito grande;

– a organização do canteiro e em especial o posicionamento do estoque de aço, são de fundamental importância para se conseguir a racionalização do trabalho e boa fluidez da
produção. Isto vale tanto para o desembarque do aço como para todo o trabalho relativo à sua utilização.

Importância do plano de corte

• os comprimentos das barras de aço requeridos nas vigas, pilares, lajes, caixas

d'água, etc., são variáveis;

• as barras têm uma dimensão aproximadamente constante, faz-se necessária uma programação do corte das barras de modo a evitar desperdícios

• se uma barra de 12 m é utilizada somente para pilares de 3,30 m de altura, poderão ser utilizadas 3 barras de 3,30 m e haverá uma sobra de 2,10 m sem uso. Dois metros de desperdício por barra representam uma enorme perda (18% ).

Dobramento da armadura

Após a liberação das peças cortadas dá-se o dobramento das barras, assim como seu
endireitamento (quando necessário), tais atividades são realizadas sobre uma bancada
de madeira grossa com espessura de 5 cm, que corresponde a duas tábuas sobrepostas. Sobre essa bancada usualmente são fixados diversos pinos. Os ganchos e cavaletes são
feitos com o auxílio de chaves
de dobrar.

Em algumas obras encontramos casos de quebra de barras de aço, quando do seu dobramento através de ferramentas manuais, este fato é observado na maioria das vezes em obras onde existe grande variabilidade de bitolas, para as quais, operários menos experientes não atentam para a necessidade de substituir o diâmetro do pino de
dobramento, pois, para algumas bitolas eles são finos levando a barra, a sofrerem um ensaio extremamente rigoroso de dobramento, chegando a romper por tração.

A recomendação para estes casos, que os diâmetros dos pinos sejam os mais próximos possíveis aos especificados.

Montagem das armaduras

A ligação das barras e entre barras e estribos é feita através da utilização de arame recozido. Possuem boa maleabilidade. O n.º 18 é de maior espessura e o n.º 20 é de menor espessura).

Deve-se definir as peças estruturais cujas armaduras serão montadas embaixo, no
próprio pátio de armação, (central de armação), e aquelas que serão montadas nas
próprias fôrmas. Para esta definição devem ser considerados diversos fatores:

• dimensões das peças;

• o sistema de transporte disponível na obra;

 •a espessura das barras para resistir aos esforços de transporte da peça montada, entre outros.

Posicionamento e cobrimento da armadura

Quando da colocação das armaduras nas fôrmas todo o cuidado deve ser tomado de modo a garantir o perfeito posicionamento da armadura no elemento final a ser concretado. Os dois problemas fundamentais a serem evitados são a falta do cobrimento de concreto especificado (normalmente da ordem de 25 mm para o concreto convencional) e o posicionamento incorreto da armadura negativa (tornada involuntariamente armadura positiva). Para evitar a ocorrência destas falhas é recomendável a utilização de dispositivos construtivos específicos para
cada caso.

O cobrimento mínimo será obtido de modo mais seguro com o auxílio dos espaçadores ou pastilhas fixados à armadura, sendo os mais comuns de concreto, argamassa, matéria plástica e metal. Estes espaçadores, porém, não devem provocar descontinuidades muito marcantes no concreto e, portanto, os aspectos de durabilidade e aparência devem ser verificados quando de sua utilização

O cobrimento de concreto na armadura é de vital importância na durabilidade, mas também pelos benefícios adicionais, como por exemplo, a resistência ao fogo. É preocupante ao constatar que esse ponto é freqüentemente negligenciado. Devemos em todos os casos garantir o total cobrimento das armaduras, lembrando que o aço para concreto armado estará apassivado e protegido da corrosão quando estiver em um meio fortemente alcalino propiciado pelas reações de hidratação do cimento.

Posicionamento da armadura negativa (lajes)

Com relação à armadura negativa utilizam-se os chamados "caranguejos". O espaçamento entre "caranguejos" é função do diâmetro do aço que constitui a armadura negativa, bem como, do diâmetro do aço do próprio "caranguejo".

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Proponho que assista a esse vídeo, bastante interessante, sobre o concreto armado, um assunto amplo na unidade de estruturas que vai se estender, mais profundamente, pela 2ª parte deste projeto.

DESENHO TÉCNICO III

REPRESENTAÇÕES COMPLEMENTARES E CONVENCIONAIS, 

CORTES E PERSPECTIVA ISOMÉTRICA 

A figura mostra uma peça feita como representação complementar a meia-vista e como representação convencional o meio-corte.

Representações complementares

Vista auxiliar – uma superfície de uma peça só se apresenta com sua verdadeira grandeza quando projetada sobre um plano paralelo. Até agora as peças apresentadas têm suas faces paralelas aos planos principais de projeção, sendo sempre corretamente representadas. Porém, nada impede que exista um objeto com uma ou mais faces inclinadas, no qual seria importante representar estas faces de forma verdadeira. Ora, para perceber a verdadeira grandeza destas faces, é necessário mostrá-la de frente. Nas vistas auxiliares, é comum traçar somente a face inclinada, omitindo-a também da vista no qual encontra-se inclinada. O conjunto de vistas principais e auxiliares demonstrará ao projetista a forma real da peça.

Vista auxiliar oblíqua (dupla) – em certos casos, uma face da peça encontra-se inclinada em relação a todos os planos principais de projeção. Neste caso, será necessário realizar dois rebatimentos para encontrar a verdadeira grandeza da face. O resultado é chamado de vista auxiliar oblíqua. Primeiro deve-se tomar um plano de projeção que seja perpendicular à face e a um dos planos principais de projeção. A partir desta vista intermediária, traça-se a vista auxiliar oblíqua da face em questão.

Elementos repetitivos – no caso de detalhes em uma peça que se repetem regularmente, como furos, dentes, etc.; pode-se traçar somente os primeiros detalhes, mostrando em seguida as posições dos próximos (linhas de eixo ou um desenho simplificado).

Detalhes ampliados – quando existem detalhes na peça no qual são muito pequenos, que a escala utilizada é insuficiente, pode-se desenhar somente esta parte com uma ampliação. Para isso circunda-se a parte a ser ampliada (no desenho original) com uma linha estreita contínua, devidamente identificada com uma letra maiúscula, e desenhado ampliado, com a escala indicada. O AutoCAD tem a facilidade de gerenciar as vistas das peças, através das “viewports”. Cada viewport pode mostrar o desenho com uma escala diferente, ou no caso de desenhos em 3D, em pontos de vista diferentes.

Peças simétricas (meia-vista) – pode-se desenhar somente um dos lados de uma peça simétrica, no qual a linha de eixo indicará a simetria. Pode-se usar esta representação para uma peça com dois lados iguais (desenhando a metade) e quatro lados iguais (desenhando a quarta parte). A meia-vista pode ser aplicada tanto na vertical quanto na horizontal.

Vistas encurtadas (linhas de interrupção) – peças longas podem ter seu desenho simplificado, mostrando somente as partes que contêm detalhes. A representação de interrupção pode ser o traço a mão livre, estreito ou o traço “zig-zag” estreito.  Pode-se também usar esta representação para peças cônicas e inclinadas.

Representações convencionais e cortes

Hachuras – são usadas para representar cortes de peças. A hachura básica consiste em um traço estreito diagonal (em 45°), com um espaçamento constante. Em desenhos mais complexos, pode-se ter vários tipos de hachuras, mais elaborados. Isto se tornou mais prático com o uso do CAD. O Comando HATCH desenha hachuras. Ao executá-lo, será apresentado uma janela com os padrões disponíveis. Para inserir a hachura, basta usar o botão “Pick Points” na própria janela de hachuras e selecionar um ponto interno da peça. Pode acontecer de o programa recusar o ponto – isso acontece porque o ponto tem que estar totalmente cercado por linhas, arcos, etc.; não podendo desta forma “vazar” por algum buraco para fora da peça.

Corte total – a representação do corte é exatamente  imaginar que a peça encontra-se partida ou quebrada, mostrando assim os detalhes internos. Com isso, deixa de ser necessário o uso de linhas ocultas, na maioria dos casos.

Representação do corte em uma peça – imagina-se o corte como um plano secante, que passa pela peça, separando-a em dois pedaços e mostrando a parte interna. O plano secante (também chamado plano de corte) é indicado em outra vista, mostrando onde se encontra o corte. A representação do plano de corte é com um traço estreito traço-e-ponto, exatamente como a linha de simetria, com a diferença de ter nas extremidades um traço largo. O plano de corte deve ser identificado com letras maiúsculas e o ponto de vista indicado por meio de setas. A parte larga do plano de corte não encosta no desenho da peça. A linha de corte pode coincidir com a linha de simetria. Ao realizar-se o corte de duas peças distintas, usa-se hachuras com direções diferentes, cada uma indicando uma peça. Caso haja um maior número de peças em corte, pode-se usar hachuras com espaçamentos ou ângulos diferentes, ou usar outros tipos de desenho de hachura. Em geral, reserva-se as hachuras estreitas para pequenas peças, e vice-versa.

Meio-corte – usado em objetos simétricos, no qual corta-se somente metade do desenho, sendo a outra metade o desenho da vista normal. As linhas invisíveis de ambos os lados não são traçadas. Usa-se também combinar o meio-corte com a meia-vista, tornando o desenho bem prático sem perder informação.

Corte parcial – quando se deseja cortar somente uma parte da peça, usa-se o corte parcial. O corte é limitado por uma linha de interrupção (irregular ou em zig-zag).

Usa-se o corte em desvio para obter os detalhes que não estejam sobre uma linha contínua. Neste caso o plano de corte é “dobrado”, passando por todos os detalhes desejados. Cada vez que o plano de corte muda de direção, este é indicado por um traço largo, de forma similar às extremidades.

Seções – são um corte local da peça, sem o inconveniente de desenhar toda a vista relativa a este corte. As seções podem ser representadas diretamente na peça,

“puxadas” para fora através de uma linha de chamada, ou indicadas como um corte normal, omitindo detalhes. Também se pode combinar, em peças longas, linhas de interrupção e seções.

Discurso sobre representações convencionais – em muitos casos, a representação exata de uma peça pela suas vistas pode ser confusa. O que ocorre na prática é a simplificação dos traços, no qual usada com bom-senso pode ser mais ilustrativo que a representação real. Isto é chamado de representação convencional. Existem muitos casos de representações convencionais, um deles já foi ilustrado na seção anterior: não representar em corte nervuras, parafusos, pinos, etc. Outro caso é a representação de furos em flanges que não estejam no eixo de simetria. Simplesmente considere que o furo esteja alinhado e desenhe o corte. A vista frontal ilustrará a verdadeira posição dos furos. Mas ocorrências de representações convencionais são em interseções entre cilindros e outras seções, tubos, orelhas, posição de nervuras, concordâncias, “runouts”, etc. “Runouts” são representações convencionais de interseções atenuadas por curva, onde não existe uma aresta por não haver uma mudança brusca de direção.

Perspectiva isométrica

Perspectiva – os desenhos em perspectiva foram concebidos como um meio termo entre a visão da peça no espaço, mantendo suas proporções e a escala. Existem vários tipos de perspectiva, cada um com sua utilidade. Os desenhos em perspectiva exata ilustram com perfeição o ângulo do observador, porém as dimensões variam com a posição e proximidade dos objetos. Outros tipos de perspectiva são a dimétrica, trimétrica e cavaleira. Estudaremos a perspectiva isométrica, por ser a mais utilizada e pela sua facilidade de utilização, levando em conta os erros toleráveis de suas aproximações.

Conceito – partindo de um ponto de vista do objeto pela sua face frontal, a perspectiva isométrica é o produto da rotação do objeto em 45°em torno do eixo vertical, sendo logo após inclinado para a frente, de forma que as medidas de todas as arestas reduzem-se à mesma escala. Nesta configuração os eixos ortogonais serão encontrados com ângulos de 120º entre si. Esta posição dos eixos é facilmente encontrada com o auxílio do esquadro de 30°/60°, usando seu menor ângulo para traçar os eixos X e Y, com o eixo Z na vertical. Teoricamente a escala das arestas é reduzida em 81% do original. Na prática, isto não é praticado, sendo a perspectiva feita na mesma escala do original. Esta é chamada de perspectiva isométrica simplificada, e seu traçado implica em uma figura aparentemente maior que nas vistas ortogonais.

Desenhando em perspectiva isométrica – inicia-se o desenho da perspectiva por um canto da peça, de preferência o que estará mais a frente. O desenhista deve escolher uma posição da peça no espaço e mantê-la na memória, para não se confundir durante o traçado. O primeiro método para iniciar o desenho, similar ao usado nas vistas ortográficas, é traçar um paralelepípedo com as medidas totais da peça (comprimento, largura, altura), visualizando a posição da peça. Com o paralelepípedo traçado, inicia-se os traços secundários, como se estivesse “cortando pedaços” de um bloco real, até que sobre o formato da peça desejada. Observe que as medidas extraídas das vistas ortográficas  somente serão válidas nos eixos ortogonais. Ou seja, medidas extraídas de rampas, planos inclinados ou curvas não serão transferidos corretamente. É necessário que se encontre as coordenadas de cada ponto, ligando-os em seguida. Outro método usado é por coordenadas: partindo de uma face da peça, localiza-se os pontos extremos (sempre por traços ortogonais), ligando-os em seguida. Na prática o desenhista irá determinar qual será o melhor método, tanto que não existe exatamente um método mais correto que outro. Independente do método utilizado, convém lembrar que os ângulos sempre estarão alterados. Procure transportá-los sempre em relação aos eixos ortogonais.

Curvas em perspectiva – é comum a representação de peças com superfícies curvas em perspectiva. Por regra, o método mais preciso para construí-las é através de coordenadas, levantadas através de vários pontos da curva. Para circunferências localizadas paralelamente aos planos isométricos, existem métodos de construção aproximados, que ilustram satisfatoriamente a curva.

O primeiro método, segue a seguinte receita:

1. Localizar a circunferência na vista, e desenhar o quadrado que a envolve (pontos ABCD). Desenhá-lo normalmente em perspectiva;

2. Independente da posição do quadrado, teremos os pontos mais próximos, A e C, e os pontos mais distantes, B e D;

3. Ligar os pontos A e C com o ponto médio das faces opostas;

4. Traçar a circunferência em quatro etapas:

a. Um arco com centro em A, traçado do meio de BC até o meio de CD;

b. Um arco com centro na interseção dos traços, traçado do meio de BC até o meio de AB;

c. Um arco com centro em C, traçado do meio de AB até o meio de DA;

d. Um arco com centro na outra interseção dos traços, traçado do meio de AD até o meio de CD;

5. Apague as linhas de construção e está pronto o desenho da circunferência

Convém lembrar que este método somente é válido para circunferências localizadas nos planos ortogonais. Para circunferências em faces fora dos planos ortogonais, deve-se utilizar o método de pontos. O método de Stevens é mais preciso, sendo feito de uma forma similar: no momento de determinar os centros dos arcos menores, traça-se um arco auxiliar de raio R (medido do centro da circunferência O até o ponto P aonde cruza o arco maior com a reta AC) encontrando-se dois pontos na reta BD. Estes pontos serão os centros dos arcos menores. Seu raio será encontrado a partir de uma reta, partindo do ponto A, cruzando o centro do arco, e encontrando-se na reta oposta CD. Este será novo ponto de encontro dos arcos menores e maiores.

Obviamente pode-se utilizar ambos os métodos para traçar partes (setores) de circunferências, como por exemplo em concordâncias. Com a prática observa-se que não será necessário traçar todas as linhas de construção.

Pode-se traçar circunferências isométricas no AutoCAD através do comando

ELLIPSE. Ao usar este comando, mas somente no modo “isometric snap”, escolha a opção Isocircle. Basta escolher o centro e o raio, como usado no comando CIRCLE.

Veja que o Isocircle estará contido em um dos planos isométricos, para criar um

isocircle em outro plano, use antes de tudo o comando ISOPLANE.

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O vídeo mostra de uma maneira rápida, uma série de desenhos feitos em perspectiva pela Visuart. Assista-o.

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO III

INERTES OU AGREGADOS

Inertes utilizados na construção civil.

Introdução

Usados para fazer betões e argamassas, dado serem mais baratos do que os cimentos, diminuindo o custo da obra. Diminuem as retrações, dado que os inertes não diminuem de volume. Não se usam basaltos, pois têm textura vítrea o que provoca problemas na aderência.

Classificação

Quanto à origem petrográfica – calcária (sul) e granítica (norte);

Quanto à dimensão (granulometria) – finos (areias britadas) e grossos;

Quanto à densidade

. leves – densidade menor que 2 t/m³, usados em estruturas com baixo peso próprio ou bom isolamento térmico. Exs.: leca (argila expandida), cortiça, poliestireno expandido;

. normais – densidade entre 2 e 3 t/m³, usados em betões. Exs.: areias, britas;

. pesados – densidade maior que 3 t/m³, isolam radiações, usados em muros de suporte. Exs.: barita, desperdícios metálicos.

Quanto ao modo de obtenção – os inertes surgem na natureza em grandes blocos, as britadeiras diminuem as suas dimensões, surgindo desperdícios que podem ser usados como areias britadas. Podendo ser:

. naturais (areias) – são usados tal como ocorrem na natureza;

. britados

Características impostas pela norma em vigor

Resistência mecânica à compressão – só pode fazer quando se conhece a rocha-mãe e se tem acesso a ela. Quando não é possível estudar a rocha-mãe, recorre-se a ensaios sobre amostras do inerte. Usa-se, por exemplo, o ensaio de esmagamento ou o ensaio de desgaste. Quando não é possível realizar qualquer um dos ensaio, uma maneira objetiva e segura de avaliar a qualidade de um inerte, consiste em determinar a tensão de rotura de um betão com ele fabricado e a tensão de rotura de um betão padrão amassado nas mesmas condições, constituído por um bom inerte de propriedades bem conhecidas.

Módulo de elasticidade – também só pode ser determinado se conhecer a rocha-mãe. O ensaio é feito da forma usual, isto é, durante o ensaio de compressão ou de tração medem-se instantaneamente as tensões e as extensões. Quanto mais esférica for a partícula, melhor ela se autoarruma (mais compacidade e mais resistência mecânica).

Trabalhabilidade – facilidade com que o material é trabalhado. Quanto mais esféricas são as partículas, melhor a trabalhabilidade.

Análise granulométrica – consiste em avaliar as dimensões das partículas. O resultado deste ensaio depende da forma dos inertes.

Coeficiente volumétrico – serve para avaliar a forma do inerte. Quando o coeficiente volumétrico for igual a 1, a partícula é esférica. Quanto maior o coeficiente, melhor a forma.

Amostragem – usam-se separadores ou o método do esquartelamento.

. esquartelamento – retira-se uma quantidade significativa de material, depois espalha-se sobre uma superfície lisa. Divide-se em 4 partes mais ou menos iguais e retiram-se 2 das partes opostas. Mistura-se o material restante e repete-se o processo até obter uma quantidade representativa da amostra e susceptível de avaliar;

. separadores – caixa contendo um número par de baias separadoras, as quais estão ligadas ao exterior, indo metade do material para cada lado.

Ligação inerte (ligante) – uma má ligação inerte-cimento diminui a resistência mecânica do betão. Quanto menor irregularidade das partículas, menor aderência ligante, pois haverá menor atrito entre eles, o inerte britado tem melhor aderência do que o inerte rolado.

. características que influenciam a ligação inerte – irregularidade e porosidade (quanto maior a porosidade, maior a tendência para puxar a água para o seu interior e com ela vem também o cimento);

. tipos de ligações inertes:

- ligação epitáxica: os cristais dos componentes do cimento hidratado prolongam os do inerte, os quais têm em comum as suas redes cristalinas. O ligante como que imita a textura do inerte, trazendo-a para a superfície, o que melhora a ligação;

- ligações químicas: os inertes não são completamente inertes quimicamente, gerando-se ligações químicas entre o ligante e o inerte;

- ligação mecânica: deve-se à rugosidade do inerte.

Resistência ao congelamento – é determinada através da determinação do coeficiente de embebição.

Resistência aos sulfatos – avalia-se a perda de massa sofrida após 5 ciclos, nos quais o inerte é colocado numa solução de sulfatos e em seguida numa estufa, sofrendo evaporação.

Coeficiente de dilatação térmica – só se faz se tivermos acesso à rocha-mãe. Para o cálculo da composição do betão, há que conhecer determinadas propriedades do inerte:

. massa volúmica;

. absorção;

. humidade;

. granulometria.

Impurezas – podem interferir química ou fisicamente com o ligante. As que interferem quimicamente são:

. partículas que dão origem a reacções expansivas com o cimento;

. impurezas de origem orgânica;

. impurezas de origem mineral (sais).

As que interferem fisicamente são:

. partículas de dimensões iguais ou inferiores às das partículas de cimento que interferem na estrutura do mineral hidratado, enfraquecendo-a;

. partículas com resistência baixa;

. partículas com contrações e expansões excessivas devidas  às alternativas de embebição e secagem;

As impurezas provenientes de partículas finas diminuem a resistência mecânica e aumentam a quantidade de água necessária para fabricar o betão, pois essas partículas requerem muita água para serem hidratadas. Este aumento da quantidade de água usada, por si só, diminui a resistência mecânica e aumenta a retração do betão.

Análise granulométrica – processo através do qual se distribui as percentagens das partículas de determinadas dimensões que constituem o inerte.

. série principal – esta série é caracterizada pela dimensão da malha, para as britas, ou pelo número de aberturas por polegada linear, para as areias;

. série secundária – tem por objetivo completar a curva granulométrica com a adição de mais pontos.

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II

BRITAS NATURAIS

Brita é um agregado sólido que ocorre naturalmente, e é constituído por um ou mais minerais ou mineraloides.

Introdução 

As britas têm grande  resistência à compressão e baixa resistência à tração (e também à flexão). O betão tem exatamente as mesmas características, pelo que também é considerado uma brita, mas brita artificial. Vamos falar de britas naturais e do seu uso ornamental, não nos debruçaremos sobre as suas resistências mecânicas.

Classificação minerológica

Britas de origem ígnea ou eruptiva (vulcânicas) – são compactas, duras, podendo considerar-se, dentro de certa escala, homogéneas e isótropas. Ex.: granitos, sienitos, pórfitos, basaltos (gabros), etc.

Britas de origem sedimentar – resultam, de uma forma geral, da precipitação do material em água. Apresentam-se estratificadas, isto é, dispostas em camadas mais ou menos regulares segundo os bancos da pedreira. Têm por isso direcções privilegiadas, sendo anisótropas. Ex.: sílex, grês, gesso, argila, marga, calcário, etc.

Britas de origem metamórfica – são originadas por transformações operadas nos dois tipos anteriores sob ação de elevadas temperaturas (atingido o ponto de fusão), grandes pressões, circulações hidrotermais e pelo contacto com o magma. A composição química é geralmente mantida, mas as composições mineralógica e estrutural são profundamente modificadas. Ex.: xistos, ardóseas, gneisses, mármores e quartzitos.

Características físicas

Textura – diz respeito às dimensões, forma e arranjo dos minerais constituintes e à existência ou não de matéria vítrea (textura halocristalina ou vítrea). Os materiais que apresentem textura vítrea não podem ser usados como inertes.

Estrutura – refere-se ao sistema mais ou menos organizado formado pelas diacláses e juntas do maciço rochoso. É dada pela forma como o material surge na natureza. Tipos de estrutura : laminar, em bancos, colunar, estratificada, etc.

A estrutura e a textura são propriedades muito interessantes, pois permitem uma avaliação preliminar das restantes características.

Fratura – refere-se ao aspecto que apresentam as superfícies de rotura (normalmente obtidas por percussão). O exame destas superfícies permite reconhecer os constituintes da brita e a sua forma de agregação, bem como a dificuldade da sua lavra.

Homogeneidade – as britas devem ser homogêneas, não tendo:

. veios (fissuras delgadas preenchidas por matéria mole);

. nodos brandos (zonas de matéria branda a nível pontual);

. crostas (matéria branda que separa normalmente os leitos de pedreiras);

. geodes (cavidades preenchidas com matéria cristalizada).

Dureza – mede a resistência do material a compressões pontuais. Tem a vantagem de permitir seleccionar o modo mais econômico de cortar a pedra, assim, quanto à dureza, as britas classificam-se em:

. brandas (corte em lâmina de aço);

. medianamente duras (lâmina de aço atuando com jato de areia a água, atuando na zona de contato entre o material e a brita);

. duras (lâmina de aço atuando com jato de  areia a água e esmeril (brita para afiar facas);

. duríssimas (carborundum (diamante industrial) ou serras diamantadas).

Aderência aos ligantes – não é uma característica intrínseca do material, pois depende também das características do ligante. A rugosidade da superfície é um dado importante, mas não é o único condicionante, pois surgem situações em que a aderência de uma brita é bastante diferente consoante se trata de ligantes hidrófilos ou hidrófobos. esta propriedade apresenta especial interesse na utilização das pedras em fragmentos ou para a formação de materiais compósitos.

Porosidade  – como anteriormente referido, é a relação entre volume de vazios e volume total, no entanto não é esta a relação que importa para o estudo das britas, mas sim a relação entre o volume máximo possível de água absorvida e volume total. Para a determinação da porosidade de um corpo, há que determinar a sua massa saturada, a sua massa em hidrostática e a sua massa seca.  

Permeabilidade – propriedade que os materiais têm de se deixar atravessar pela água ou outros fluidos segundo certas condições. Depende fundamentalmente da porosidade, da comunicação entre os poros e do diâmetro destes.

Higroscopicidade – faculdade que os materiais têm de absorver a reter água por sucção capilar. É a manifestação para a água de um fenômeno geral para os líquidos – capilaridade. Há 2 processos para medir a capilaridade:

. variações de massa;

. medir quanto tempo a água leva a chegar ao cimo do corpo (depende das dimensões do provete).

Gelividade – é a propriedade de uma brita segundo a qual ela se fragmenta após um abaixamento da temperatura, a água contida nos seus poros ter solidificado, aumentando de volume. Conclui-se assim que a pedra nestas condições será porosa, higroscópica e de fraca resistência, pois absorve água e não resiste ao acréscimo de volume devido à congelação.

Também são características físicas de uma pedra: a massa volúmica, a massa específica, a densidade e a compacidade.

Características mecânicas

Resistência à compressão ( já dito em Materiais de Construção I)

Resistência à flexão ( já dito em Materiais de Construção I) – esta é uma característica bastante diminuta nas britas, daí que apenas muito raramente elas sejam usadas em elementos trabalhando exclusivamente em esforços axiais de tracção.

Resistência ao desgaste – tem especial importância para as britas aplicadas em locais de circulação intensa, como por exemplo os pavimentos. Há vários tipos de ensaios, refira-se, por exemplo, o ensaio de Amsler (usa a máquina de Amsler).

Resistência ao choque – usa-se em britas ornamentais que são usadas no pavimento. Existem vários ensaios possíveis, refira-se a um título ilustrativo.

Características químicas

As britas são constantemente sujeitas a processo químicos de destruição, os quais assumem particular importância nas britas calcárias, devido à sua susceptibilidade aos ácidos, e nas britas com feldspatos, pelas suas possibilidades de caulinização. (caulite ≡ argila)

Alteração das pedras calcárias

. Por agentes químicos da atmosfera – CO₂ é absorvido pela água da chuva, adquirindo estas propriedades ácidas e SO₂ combina-se com a água das chuvas originando ácido sulfuroso;

. Por agentes químicos dos materiais ou do solo.

Outras origens de agentes químicos capazes de deteriorar as britas estão na sua própria composição (sulfatos), no solo (nitratos – seres vivos) em casos particulares de exposição em atmosfera salina (cloretos – perto do mar), ou na composição dos produtos usados na limpeza ou conservação. São normalmente sais solúveis e higroscópicos, ou seja, em ambientes húmidos absorvem muita água e em ambientes secos  libertam muita água. Quando estes sais cristalizam aumentam de volume. Ao serem arrastados pela água cristalizam quando ela se evapora constituindo eflorescências, se a evaporação é lenta, ocorrendo na superfície exterior, ou criptoflorescências, se a evaporação é rápida, ocorrendo no interior da pedra.

. Por agentes químico-biológocos – são casos das ações do próprio homem e de animais traduzidos essencialmente pela corrosão química provocada pela deposição de dejetos – a ação de micro-organismos, tais como “bactérias nitrifinantes e sulfurosas” e “vegetações parasitárias” que se desenvolvem na superfície das britas ou sob elas, nutrindo-se por vezes dos sais e matéria orgânica que retiram do material a que se faixam.

Alteração dos feldspatos – O granito sofre o ataque da chuva aos feldspatos que causa a caulinite, que dará origem às argilas.

Condição de utilização

. A capacidade de polimento (desgastar a brita até ela ter o aspecto desejado) – é diretamente proporcional à resistência mecânica e à dureza.

. No desmonte de britas – são várias as técnicas usadas, uma delas é a serra de fio elecoidal ou fio elecoidal. O fio está sempre a passar em torno do bloco e está a ser puxado contra ele, funciona como um garrote em movimento. Normalmente o fio percorre sempre grandes distâncias para arrefecer antes de voltar a entrar em contato com os blocos.