Perspetivas do setor: como concretizar o fabrico inteligente de lajes mistas de betão pré-fabricado

Sincronização WeChat · Xiaowei · 2023-11-15

O artigo a seguir é proveniente de: Zhiju Edifícios Verdes Pré-fabricados

Introdução

Os edifícios pré-fabricados,, como um novo tipo de construção, apresentam, em comparação com os edifícios tradicionais, vantagens evidentes na melhoria da qualidade construtiva, na economia de recursos e na aceleração do ritmo de construção. No atual contexto de forte incentivo nacional à construção pré-fabricada, alcançar afabricação e o processamento inteligentes dos componentes de edifícios pré-fabricadostornou-se o principal objetivo atual do setor. Portanto, o presente artigo concentra-seatualmente nalaje composta de concreto pré-moldado mais amplamente utilizada na construção pré-fabricada, analisando-se especialmente a futura rota tecnológica da fabricação inteligente das lajes compostas de concreto pré-moldado.

Como as lajes compostas de concreto pré-moldado alcançam a fabricação inteligente

Para alcançar a fabricação inteligente, parte-se principalmente de três aspectos:

Processamento automático das barras de aço e colocação na fôrma

Concretagem automatizada

Cura automatizada com entrada e saída da câmara de cura

Atualmente, para que as lajes compostas de concreto alcancem a fabricação inteligente, é necessário partir de três etapas: o processamento automatizado das barras de aço com sua colocação na fôrma, a concretagem automatizada e a entrada e saída automatizadas na cura do concreto. Até o momento, a concretagem automatizada e a entrada e saída automatizadas da cura já foram implementadas na linha de produção, alcançando-se basicamente a fabricação inteligente; portanto, o ponto difícil da implementação atual da fabricação inteligente está no processamento automatizado das barras de aço e na sua colocação na fôrma.

A figura mostra a atual linha de produção de concretagem automatizada e de entrada e saída automatizadas na cura.

Atualmente, o processamento automatizado das barras de aço pode ser realizado por máquinas de processamento de telas soldadas. A linha de produção totalmente automática de soldagem de telas de armaduras permite, por meio do sistema de controle do equipamento, definir as dimensões e especificações das telas, o modo de trabalho do equipamento e as tarefas de produção, além de suportar a produção contínua e automática de várias telas de diferentes especificações.

A figura mostra a atual linha de produção totalmente automática de telas de armaduras soldadas.

Depois de processadas automaticamente, as barras de aço precisam ser içadas e colocadas na fôrma. Porém, como a maioria das lajes compostas adota o desenho estrutural com barras salientes nos quatro lados, muitas barras da laje composta correspondem, cada uma, a seu orifício de saída na fôrma, e dezenas de orifícios, em função dos erros acumulados de fabricação, tornam difícil a colocação precisa das telas de armaduras na fôrma. Por isso, o processamento automatizado das barras de aço e a sua colocação na fôrma ainda não conseguem ser aplicados na prática.

A figura é a animação do processo atual das lajes compostas, evidenciando a dificuldade da colocação automatizada das armaduras na fôrma.

Portanto, para alcançar plenamente a fabricação inteligente das lajes compostas de concreto, o ponto-chave não está na atualização dos equipamentos, mas sim em adotar o desenho estrutural sem barras salientes nos quatro lados da laje composta, ou seja, a fôrma pode ficar sem orifícios para as barras nos quatro lados (com as barras de aço embutidas no interior da fôrma ou com as barras elevadas acima da fôrma).

Problema 1 das barras salientes nos quatro lados: dificuldades na execução

As barras salientes nos quatro lados não são apenas o gargalo da fabricação inteligente das lajes compostas com treliça de armaduras; elas também trazem muitos pontos problemáticos à instalação no canteiro de obras, afetando enormemente a eficiência e a qualidade da instalação em obra. Nas lajes compostas comuns com treliça, as barras de aço precisam entrar noapoioe, por isso, na execução em obra, as barras em bigode facilmente entram em conflito com a armadura negativa das vigas, causando transtornos à construção. Como mostra a figura, durante a instalação os operários costumam primeiro entortar as barras e depois endireitá-las, uma prática construtiva grosseira, o que pode afetar a rigidez e representa um grande risco de segurança.

Problema 2 das barras salientes nos quatro lados: muitos problemas nas juntas

Além disso, no método das fôrmas com pequenas juntas para as lajes em duas direções, o escoramento e a fôrma no canteiro são complexos e, após a moldagem, por causa dovazamento de nata de cimento pelas fôrmas,ainda são necessários trabalhos posteriores de lixamento ou nivelamento, o que afeta enormemente a eficiência e a qualidade da execução no canteiro.

Já as mais recentes lajes compostas de concreto de ultra-alto desempenho, desenvolvidas com base na norma T/SCQA 208-2023, “Especificação Técnica para Aplicação de Placas Pré-Moldadas de Concreto com Nervuras” — doravante denominadas lajes TF —, superaram o problema das barras salientes nos quatro lados, conseguindo a ausência de barras salientes na face e, por meio da emenda justa de lajes unidirecionais, a ausência de barras salientes nos quatro lados.

A realização da ausência de barras salientes na face

De acordo com a cláusula 5.3.2 da norma T/CECS715-2020, “Especificação Técnica para Aplicação de Lajes Compostas de Concreto com Treliça de Armaduras”, em vigor desde 1.º de dezembro de 2020, quando a ligação é feita por junta monolítica em emenda justa, a espessura da camada de concreto moldado in locode complementação da laje compostanão deve ser inferior a 1.3 vezes a espessura da placa pré-moldada com treliça, nem inferior a 75 mm. Como a placa de fundo das lajes TF tem apenas 50 mm de espessura e a camada moldada in loco é superior a 75 mm — atingindo 1.3 vezes a espessura pré-moldada —, é possível realizar o desenho sem barras salientes na face, com ancoragem por meio de armaduras adicionais colocadas em obra. Dessa forma, no processo de fabricação, evita-se o problema da difícil colocação na fôrma, a eficiência de utilização da máquina de soldar telas de armaduras das lajes compostas é muito ampliada e a etapa de amarração das armaduras é industrializada.

Emenda justa de lajes unidirecionais: a realização da ausência de barras salientes nos quatro lados

Quando adotada na forma de laje unidirecional, a laje composta de concreto de ultra-alto desempenho (tipo TF) também pode não apresentar barras salientes nas laterais. No topo das juntas, podem ser dispostas armaduras adicionais perpendiculares às juntas.

Exemplo de projetoUm projeto em Hainan adotou lajes compostas TF com espessura de 125 mm e desenho sem barras salientes nos quatro lados, com resultados satisfatórios.

A imagem à esquerda mostra o efeito obtido em um projeto em Xangai com a emenda justa de lajes unidirecionais moldadas diretamente. Como se observa na figura, as lajes TF, quando utilizadas como lajes unidirecionais em emenda justa, apresentam juntas muito pequenas e resultados satisfatórios.

Estrutura das placas de junta para lajes bidirecionais:

Fôrma sem aberturas, com a face inferior no mesmo nível em obra

Quando as lajes TF bidirecionais utilizam juntas monolíticas moldadas in loco, pode-se adotar a configuração das placas de junta com emenda: como mostra a figura abaixo, as armaduras que se projetam pelas laterais das placas assumem a forma de barras elevadas e, nas juntas, são utilizadas placas de emenda com fôrma inferior permanente (sem desforma). Na execução em obra, eliminam-se os trabalhos de instalação e remoção de fôrmas e, na produção em fábrica, como as barras elevadas ficam acima das fôrmas laterais, as fôrmas das laterais das placas não precisam de aberturas, sendo uma solução econômica e eficiente.

Conclusão

As lajes TF alcançama ausência de barras salientes na face;；nas laterais,quando as lajes são unidirecionais,não há barras salientes; já no caso das lajes bidirecionais,utilizam-sebarras elevadas,conectadas em obra por meio deplacas de emenda; assim, os quatro lados das fôrmas das lajes compostas ficam dispensados de aberturas e, como as malhas de armaduras produzidas pela máquina de telas de armaduras não precisam atravessar orifícios de barras na fôrma, podem ser içadas e colocadas na fôrma com facilidade, realizando a fabricação inteligente.

Outras vantagens das lajes TF

Em primeiro lugar, a maior rigidez das lajes compostas de concreto com nervuras tipo TF permite a execução em obra sem escoramento ou com menos escoramento (sem escoramento em vãos de até 3 m), o que possibilita usufruir do coeficiente de alta taxa de pré-fabricação sem fôrmas e sem escoramento de 0.55 em Xangai, elevando em mais de 20% a pontuação da taxa de pré-fabricação relativa às lajes de piso.

Foram realizados ensaios de tipo em uma laje composta de concreto com nervuras tipo TF e em uma laje composta com treliça de armaduras, ambas da mesma especificação e com dimensões externas de 3.6 m × 1.5 m:

Na condição de trabalho com vão escorado de 3 m, a laje composta com treliça de armaduras, ao ser carregada até 150 kg/m², apresentou flecha medida de 6.8 mm, com aparecimento de fissuras e deformação plástica.

Sob a mesma condição de trabalho, a flecha medida da laje composta com nervuras tipo TF foi de 2.1 mm, apenas 1/3 da laje composta com treliça de armaduras, mantendo sempre uma tendência de variação linear; após a remoção dos pesos, a laje permaneceu na fase elástica.

Durante a execução em obra, verifica-se que a sustentação das armaduras na superfície das lajes TF é facilitada, evitando o deslocamento das armaduras por pisoteio e prevenindo prejuízos à rigidez.

Além disso, os pontos de solda entre as nervuras e a superfície das lajes TF formam aberturas trapezoidais no interior das nervuras, facilitando a passagem das tubulações. Isso evita o conflito entre tubulações e armaduras em obra e garante que a rigidez não seja danificada.

Conclusão

Em resumo, sendo a fabricação inteligente uma grande tendência da produção de lajes compostas, as placas de fundo pré-moldadas das lajes compostas TF, que atualmente adotam juntas em emenda justa ou a ligação por placas de conexão, são projetadas sem barras salientes nos quatro lados, o que resolve em grande medida o ponto difícil da fabricação inteligente das lajes compostas pré-moldadas. Uma vez alcançada a ausência de barras salientes nos quatro lados, a fabricação das lajes compostas na linha de produção pode ser realizada de forma inteligente em conjunto com a máquina de telas de armaduras. Dessa forma, a taxa de reutilização das fôrmas de produção é alta, o içamento e a desforma são facilitados, o processo torna-se mais facilmente padronizado e, ao mesmo tempo, os custos são reduzidos e a eficiência é aumentada.

Portanto, as lajes TF lançam as bases para a fabricação inteligente das futuras lajes compostas de concreto pré-moldado, resolvem os problemas enfrentados pela fabricação inteligente das lajes compostas tradicionais com treliça de armaduras e atendem às necessidades da produção industrial inteligente.

END

Proibida a reprodução sem autorização

Ao republicar, cite a fonte: Zhuwei Architectural Technology

A Zhuwei Architectural Technology é uma empresa de serviços técnicos de novo tipo, especializada em otimização integrada de projeto, consultoria BIM e consultoria em projeto de construção pré-fabricada. Nossa equipe reúne engenheiros seniores de grandes institutos de projeto, ex-executivos de incorporadoras imobiliárias, engenheiros BIM e engenheiros de pré-fabricação, oferecendo otimização integrada de projeto, revisão detalhada de desenhos, consultoria BIM com detalhamento MEP e serviços de projeto pré-fabricado.

Consultoria em otimização de projeto: Posicionados como extensão e complemento da gestão de projeto das incorporadoras, concentramos nossa consultoria e otimização em edificações civis. Ao longo de todo o processo — ou nas etapas-chave definidas pelo cliente — controlamos a economia, a racionalidade e a segurança do projeto, eliminando custos desnecessários e melhorando de forma mensurável a qualidade dos desenhos: "menor custo, maior eficiência".

Consultoria BIM: Por meio de tecnologias de construção digital, ajudamos projetistas a reduzir erros e elevar a qualidade na fase de projeto; ajudamos construtoras a economizar e planejar instalações MEP de alta qualidade na fase de obra; e estendemos os modelos BIM à gestão de facilities na fase de operação — em colaboração com os principais fornecedores de software.

Consultoria em projeto pré-fabricado: Projeto de todo o processo em plataformas BIM, com Revit e Tekla para o detalhamento de componentes PC. A geometria e a armadura dos componentes são vinculadas parametricamente — o que você vê é o que você obtém. Entregamos desenhos prontos para a Indústria 4.0, com comprimentos de corte de cada barra de aço, e suporte habilitado para IoT na produção, estocagem, transporte e montagem de componentes PC.

Nossa equipe de especialistas vem de grandes institutos de projeto, com sólida base técnica e vasta experiência em projeto e otimização em via dupla; sua capacidade técnica e nível de controle são líderes no setor.

—— Este artigo é sincronizado automaticamente da conta oficial do WeChat «Zhuwei Architectural Technology». Ler o original ——

← Voltar às Notícias