Particularmente na construção de edifícios de andares múltiplos, já é uma realidade na indústria da construção brasileira a transformação do canteiro de obras em canteiro de montagem de sistemas construtivos.

Esse fato tem contribuído para a redução significativa dos prazos de conclusão da obra e de grande parte dos problemas gerados pela mão-de-obra desqualificada e pela falta de controle do processo.

A viabilização do sistema construtivo estruturado em aço, com freqüência, tem sido vinculada à exigência de redução significativa no prazo de construção e/ou a problemas técnicos ou logísticos de execução, introduzindo um número maior de condicionantes ao projeto.

Além disso, com a possibilidade de diminuição do tempo de execução da obra, tem sido grande o interesse na redução do prazo de desenvolvimento dos projetos, o que muitas vezes tem resultado na execução simultânea dos dois processos, projeto e execução.

Dessa forma, o uso da estrutura metálica tem sido associado ao incremento do grau de complexidade das atividades de projeto, principalmente de compatibilização das soluções das diversas especialidades envolvidas, bem como destas com o processo de produção.

Sistemas construtivos
Para obter sucesso na construção de um edifício com estrutura metálica é primordial que os sistemas construtivos sejam abordados de forma sistêmica.

Eles devem ser compatíveis quanto a prazos, logística de execução e interface de ligação. Deve ser predeterminado o grau de precisão construtiva a ser permitida para cada sistema e estabelecidas tolerâncias entre eles, dentro de uma coordenação dimensional rigorosa e universal.

Já o critério de construtibilidade deve abranger a facilidade de execução das tarefas em canteiro, de fabricação, de transporte e de montagem dos componentes industrializados.

No projeto de um edifício com estrutura metálica, deve-se considerar, desde a fase de concepção do partido arquitetônico, as tecnologias e as exigências de manutenção. A mesma importância deve ser dada ao detalhamento.

Ponto crítico
A compatibilização das soluções é o ponto crítico do processo de desenvolvimento dos projetos, sendo esta atividade o grande desafio da equipe multidisciplinar.

São causas da grande iteratividade existente no processo de projeto de edifícios estruturados em aço e, conseqüentemente, de reestudo de projetos, retrabalho, desperdício de material, de capital e de tempo, se encaminhados de forma inadequada:

• o planejamento do processo de execução depois de desenvolvido o projeto;

• o desenvolvimento dos projetos das diferentes especialidades em paralelo e ao longo de fases definidas em função do nível de detalhamento e por marcos de início e fim;

• o desenvolvimento dos projetos para execução somente de acordo com o cronograma de execução da obra;

• a atribuição da responsabilidade de verificação da viabilidade das soluções somente às equipes de compatibilização e de coordenação, sem a realização do autocontrole, sendo verificada a viabilidade apenas depois de executados os projetos.

O processo de projeto da estrutura metálica exige que todas as informações que interferem na solução estejam definidas antes de seu início, caracterizando a exigência do amadurecimento prematuro de outras especialidades de projeto, as quais dependem de outros fatores.

A solução dessas especialidades, para posterior solução da estrutura, não resolve o problema, pois as decisões apresentam interdependência.

Planejamento
Dessa forma, é importante que os sistemas construtivos industrializados sejam definidos antes de se começar o desenvolvimento dos projetos para a execução - sempre que possível na fase de concepção do partido arquitetônico - e que o planejamento do processo de execução seja iniciado tão logo se definam os sistemas construtivos e as tecnologias.

Quanto ao planejamento, o processo de projeto deve ser abordado como um processo de produção, de acordo com os pré-requisitos definidos pelas interfaces entre as especialidades de projeto e as necessidades da logística de execução. Dentro do processo de projeto, o planejamento pode ser subdividido em duas fases consecutivas, planejamento estratégico e planejamento gerencial.

No planejamento gerencial, estabelece-se o modelo de desenvolvimento dos projetos de acordo com as características de cada empreendimento, resultando em um plano das atividades a serem desenvolvidas pelas especialidades e na definição das relações de interdependência existentes.

O mesmo não deve ser restrito à determinação de cronogramas ou à definição de fases de desenvolvimento ou do nível de detalhamento do produto a ser entregue em cada fase. Seu cronograma também não deve obedecer somente ao cronograma de execução da obra e ao tempo necessário para atendimento de exigências legais, mas à ordem interna do processo de projeto, ao tempo que o mesmo demanda, ao tempo necessário para a aquisição de suprimentos, para a fabricação e para o transporte dos componentes industrializados.

No planejamento estratégico, realizam-se os estudos de viabilidade econômica e técnica das soluções construtivas, resultando em um conjunto de critérios técnicos de projeto (CTP), utilizados como pré-requisitos durante o desenvolvimento dos projetos. Já nessa fase, deve-se iniciar a compatibilização das soluções de projeto, a qual deve continuar a ser realizada no nível de elaboração dos projetos através do autocontrole.

Os critérios técnicos de projeto são definidos a partir das condicionantes ambientais, da finalidade da edificação, das necessidades, exigências e expectativas dos clientes, das características do ciclo de vida do empreendimento, dos regulamentos e normas técnicas, das ciências das construções, dos pré-requisitos definidos pelas interfaces entre as especialidades de projeto, entre outros.

Esses critérios técnicos de projeto são premissas iniciais para cada especialidade e atributos para a avaliação das soluções no nível do autocontrole (figura 1).

Os documentos que definem os critérios técnicos de projeto devem ser entregues a cada especialidade, para, assim, tornar o processo transparente e reduzir as atividades de inspeção e o número de reuniões de coordenação.

A determinação de critério técnico de projeto é uma iniciativa possível, uma vez que muitas das características das edificações são definidas pelo mercado imobiliário, pelas legislações, pelas exigências dos clientes e pela competitividade entre construtoras. Além disso, as restrições de prazo já definem determinadas opções para o sistema estrutural e sistemas de fechamento, que podem ainda ser avaliadas quanto às restrições técnicas e de logística.

Assim, cada empreendimento tem um conjunto de condicionantes e requisitos que automaticamente delimitam um conjunto de opções de solução, que tendem a apresentar maiores chances de vir a ser viabilizadas. E, definidos os sistemas construtivos, outros critérios se estabelecem em função da definição de soluções, como a integração dos sistemas de serviço e estrutural, por exemplo.

Falhas no planejamento
A execução simultânea dos projetos e da obra, o reduzido tempo disponível para execução dos projetos, e a definição do modelo de desenvolvimento dos projetos somente de acordo com o cronograma da obra podem ser causas potenciais de falhas no planejamento que podem trazer prejuízos ao empreendimento, conforme os exemplos a seguir.

Ar condicionado x estrutura metálica
Conforme planejado, a entrega final dos projetos executivos de ar condicionado ocorreu cerca de cinco meses após o início da montagem da estrutura. Mas como a solução previa a integração dos dois sistemas, todas as aberturas nas vigas para a passagem dos dutos tiveram que ser executadas no canteiro de obras, com a execução de reforços.

Além disso, ao longo do processo, muitas revisões de projetos foram necessárias. Como os serviços gerados não haviam sido previstos em contrato, houve aditivos de contrato para o cliente (figura 2).

Paisagismo x estrutura metálica
Neste exemplo, o projeto executivo de paisagismo foi feito depois de o projeto executivo de arquitetura já ter sido entregue e a estrutura metálica da torre estar sendo montada. Sua implantação tornou-se inviável, pois exigiria a criação de reforços estruturais e aditivos de contrato.

As sobrecargas referentes aos volumes de terra, consideradas no dimensionamento das lajes e da estrutura de suporte do térreo, conforme estudo preliminar, eram diferentes das especificadas no projeto executivo. Se, no momento de planejamento, critérios técnicos de projeto tivessem sido definidos em função da vida do empreendimento, esse problema poderia ser evitado, através da prévia especificação de sobrecargas que atendessem às exigências.

Definição de critérios
Outro exemplo ilustra a importância do detalhe para o projeto e como a definição de critérios técnicos de projeto, antes de seu desenvolvimento, pode evitar negligências. Ao longo do projeto, definiu-se uma tolerância dimensional X entre as colunas e os painéis arquitetônicos (para a aplicação da proteção passiva), considerando o uso de chapas horizontais para ligação dos tramos das colunas de aço.

Durante o detalhamento do projeto estrutural, as chapas de ligação foram projetadas e executadas verticalmente (figura 3).

Como a espessura final desse elemento de ligação su- perava a distância entre os dois sistemas, tornou-se inviável a fixação dos painéis conforme o projeto. Assim, durante a obra, foi necessário mudar o detalhe de ligação das colunas.

Já a antecipação do efetivo planejamento da obra ao desenvolvimento dos projetos poderia evitar problemas semelhantes aos relatados nos exemplos descritos a seguir.

No dimensionamento estrutural do piso térreo de um edifício, não foi estabelecida como pré-requisito a capacidade de suportar cargas provenientes do estacionamento de caminhões e do estoque de componentes. Assim, durante a obra, foram executados reforços estruturais, resultando em aditivos de contrato.

Em outro exemplo, durante a montagem da estrutura metálica, foi observado que componentes pré-fabricados não poderiam ser instalados devido à posição da grua em relação ao edifício. Previamente, todas as vigas da fachada adjacente à grua tiveram a altura reduzida para permitir a montagem, mas não se atentou para a posição da grua.

Com a alteração do acesso dos componentes, o projeto estrutural teve que ser revisto, e vigas já montadas foram substituídas por outras de menor altura (figura 4).

Linguagem gráfica
Mas, além dos modelos de planejamento e de desenvolvimento dos projetos, a linguagem gráfica também tem influenciado na compatibilização. Em linhas gerais, observa-se que essa linguagem não tem atendido às necessidades do processo de projeto de edifícios.

De maneira geral, é essencial que a construtora e o arquiteto tenham domínio sobre a tecnologia construtiva a ser empregada, como a estrutura metálica. Da mesma forma, a equipe de projetos deve conhecer a tecnologia e compreender sua linguagem de representação.

Tradicionalmente, no projeto da estrutura metálica, com exceção do projeto de detalhamento destinado à fabricação, os elementos estruturais são representados por diagramas unifilares, nomenclaturados, e seus dados, como dimensões, são especificados em quadros de perfis. As ligações entre os elementos também são nomenclaturadas e especificadas em quadros.

Além disso, muitas vezes, as colunas não são nem nomenclaturadas, tendo que ser identificadas através dos eixos referenciais e do nível do pavimento, para ser possível a leitura de suas dimensões em elevações desenhadas unifilarmente.

Já os contraventamentos são indicados na planta e somente identificados nos desenhos de elevação, em geral representados unifilarmente. As características dos perfis correspondentes costumam ser especificadas também em quadros.

Em síntese, pode-se dizer que essa linguagem atende adequadamente a indústria, mas não é adequada para a atividade de uma equipe de projetos.

Em construções pequenas ou que apresentam número reduzido de tipos de peças, não é difícil manipular essas informações. Mas, no projeto de um edifício de grande porte, que tende a ter grande variedade de peças, a manipulação se torna improdutiva e algumas vezes é causa de erros de compatibilização.

Dessa forma, é necessário que a forma de representação gráfica seja adequada às necessidades de cada projeto (figura 5). Nesse sentido, alguns projetistas e fabricantes já iniciaram a adequação de seus projetos: em planta, as vigas passaram a ser representadas com suas dimensões reais, assim como os elementos representados nos cortes e nas elevações.

Em raros casos, tem se verificado a descrição das dimensões das vigas e das colunas (largura x altura) junto aos respectivos elementos. Em outros, as colunas de cada pavimento têm sido nomenclaturadas, facilitando sua identificação, para posterior leitura no quadro correspondente.

Com relação aos elementos de contraventamento, a única mudança verificada foi a sua representação nas elevações com suas dimensões reais (figura 6). Mas, além disso, verifica-se a necessidade da verdadeira representação dos elementos de contraventamento (com a descrição de suas dimensões) em planta, principalmente quando estes apresentarem mesas mais largas que a viga do vão, uma vez que existe grande dificuldade na compatibilização desses elementos.

Mas, para reduzir as chances de erro durante a compatibilização, outras medidas devem ser tomadas. Todas as especialidades de projeto devem utilizar uma única unidade de medida (milímetros, por exemplo). Deve-se verificar se as vigas do projeto estrutural correspondem a vigas de piso ou de teto do pavimento, considerando que o projeto arquitetônico ou de ar condicionado são compatibilizados com as vigas de teto.

Além disso, é ideal que a solução estrutural seja apresentada à equipe multidisciplinar em formato tridimensional, para ser compreendida como um todo. Quando implementadas informações para adequar o projeto às necessidades de clientes internos, é preciso evitar que dados se sobreponham no desenho eletrônico, mesmo com a possibilidade de congelamento de layers de desenho, para que todas as informações estejam sempre disponíveis (figura 7).

Leitura dos projetos
A seguir há alguns exemplos de problemas causados pela leitura incorreta dos projetos.

A desconsideração da variação da seção das colunas entre diferentes tramos resultou na locação de colunas de um pavimento inferior com a mesma seção das colunas dos tramos imediatamente superiores, de seções menores.

Dessa forma, em vez de as colunas serem executadas com a seção igual a 450 x 400 milímetros, foi utilizada seção igual a 450 x 350 milímetros. Esta pequena diferença não permitiu a montagem adequada dos painéis arquitetônicos de concreto, obrigando o deslocamento de todo um pano de fachada, em grande parte já montada.

Neste caso, a forma de representação das informações referentes às colunas e a falta das dimensões destas no mapa de vigas (Figura 8) de cada pavimento do projeto estrutural foram as causas potenciais da incompatibilidade.

Este outro exemplo ilustra a dificuldade da leitura dos contraventamentos no projeto. Devido à dificuldade encontrada pela equipe de compatibilização em manipular as informações do projeto estrutural em edifício de múltiplos andares, somente durante a execução foi observado que os perfis dos contraventamentos eram mais largos que os perfis das vigas dos vãos correspondentes e superavam também a largura das paredes.

Como resultado, foram necessárias revisões e adaptações de projeto ao longo da obra.


Artigo de Maristela Bauermann,
Antonio M. Claret e Ernani C. Araújo
Publicada originalmente em FINESTRA
Edição 35 Dezembro de 2003