Avaliação da influência da resistência à compressão do concreto no custo do sistema estrutural de um edifício de cinco pavimentos

Abstract

Este trabalho versa sobre a influência da variação da resistência à compressão do concreto (fck) adotada em projeto, quanto aos quantitativos, custos de material e custo global da superestrutura, objetivando apontar a solução mais vantajosa economicamente para a edificação em questão e cenário atual. Foi definido como modelo para basear o estudo um edifício de uso comercial com cinco pavimentos, modelado através da versão estudantil do Software TQS. Primeiramente, a comparação entre os projetos foi focada em alterações na resistência do concreto que permitissem levar as peças às mínimas dimensões possíveis, atendendo aos critérios de Estado Limite Último, Estado Limite de Serviço, atentando-se para a taxa máxima de armadura de 4% da área de concreto e limitando a estrutura à classificação de nós fixos. Num segundo momento, buscou-se verificar os ganhos quanto ao consumo de aço, quando mantidas seções constantes. Para ambas as propostas foram utilizados concretos C25, C30, C35, C40, C45 e C50. Por fim, foi feita a avaliação da viabilidade da utilização de concretos de alta resistência, nesse caso, restrita aos pilares devido a limitações do software, mantendo-se, portanto, vigas e lajes dimensionadas com concretos do grupo I. Constatou-se que as reduções relacionadas ao quantitativo de concreto, quando o aumento da resistência buscou tornar os elementos estruturais mais esbeltos, são mais significativas e, dessa forma, se comportam como a melhor alternativa para o edifício em estudo e cenário atual. Conclui-se que as curvas fck x custo, para ambas as soluções, tem seu ponto mínimo deslocado no sentido de maior resistência quando levado em conta custos relacionados à mão de obra. Por fim, constata-se que, para o edifício e cenário em estudo, quando levando em conta apenas orçamentos relacionados aos materiais, o concreto que resultou na solução mais vantajosa financeiramente é o de 30 MPa. Já quando incorporados custos referentes à mão de obra, esse valor passa para a faixa entre 40 e 45 MPa. Desta forma, pode-se inferir que a utilização de concretos de resistências mais altas podem resultar, inclusive para obras de pequeno porte como a utilizada no estudo, em economia quando feita uma análise global da composição de custos.

This work is about the influence of the adopted concrete compressive strenght variation (fck) in terms of quantitatives, material costs and global superstructure cost, aiming to point out the most economically vantageous to the building concerned and current scenario. A commercial building with five floors was defined as a model to base the study, modeled through the student version of the TQS Software. First, the comparison between the designs was focused on changing the concrete strength that would allow the elements to its minimum possible dimensions, meeting the ULS and SLS, and respecting the 4% of concrete area maximum rebar rate and limiting the structure to behave as fixed nodes. Then, the study aimed to verify the gains in steel rebar consumption, when keeping constant element sections. For both proposals C25, C30, C35, C40, C45 and C50 concrete strength classes were used. Finally, the evaluation of viability of using high strength concretes was made, in this case, restricted to columns – due to software limitations – while keeping beams and slabs designed using group I concretes. Reductions related to concrete amount, when using high strength concretes aiming the structural elements to be slimmer, are more significant and therefore the best alternative for the studied building and current scenario. It can be concluded that the fck x cost curves, for both solutions, have their minimum point shifted towards higher concrete strengths when considering labour costs. Finally, for the building and scenario under study, when considering only material-related budgets, the most financially efficient solution is 30 MPa concrete. When costs related to labor are incorporated to the budget, the best solution changes to 40 and 45 MPa concretes. Thus, it can be concluded that using higher concrete strenghts can result, even for small sized constructions, such as the one used in this study, in savings when a global analysis of cost composition is made.