Este trabalho apresenta uma abordagem generalista das estruturas pré-moldadas de concreto nos edifícios de pequena altura (até 12 m), excluídos os galpões. É analisada a questão da qualidade na produção dessas estruturas sob as recomendações da série ISO 9000. São analisados os tópicos mais relevantes para a elaboração dos projetos dessas estruturas. Um estudo de caso escolhido ilustra as peculiaridades no desenvolvimento do projeto de estrutura pré-moldada nesta categoria. As conclusões obtidas retratam a quebra de alguns paradigmas brasileiros para o emprego das estruturas pré-moldadas: a) A qualidade das estruturas de concreto pode ser controlada por um sistema de gestão da qualidade internacionalmente reconhecido e empregado nos mais diferentes processos de produção de bens e serviços. b) Os índices técnico-econômicos evidenciam que mesmo em uma estrutura com característica não modular e pequena área construída pode ser empregado o concreto pré-moldado. / This work presents a general focus on precast concrete structures for low height buildings (up to 12 meters) not including storage sheds. The work is an analysis of the question of production quality of such structures according to the recommendation of the serie \'ISO 9000\'. Also, the most relevant topics for the elaboration of the projects for the focused strutures are analysed. A study of a chosen case illustrates the peculiarity of the development of the project for the precast struture for the chosen category of buildings. The final conclusion of the study demonstrates a break for the brazilian paradigma on the use of the precast concrete structures: a) The quality of the precast concrete structures can be controlled by the same quality control system widely known worldwide and used for controlling quality of production of a wide range of products and services as well. b) The technical-economics rates are shown with sharp evidence that even a small and non-modular precast structure within a small construction area can be object of precast concrete.

Orientador: Ariovaldo Denis Granja / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SamaniegoGallardo_CarlosAntonio.pdf: 2682024 bytes, checksum: e0b9c28175aa05e4b8f607b17353b196 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A implantação de novas técnicas de gestão no setor da construção civil, com base em princípios e ferramentas procedentes da indústria da manufatura, vem recebendo atenção crescente. A presente dissertação tem como objetivo mostrar a extrapolação de métodos aplicados na manufatura o que é apresentado utilizando diretrizes baseadas no lean thinking para atingir a estabilidade básica no processo de fabricação de telhas pré-fabricadas, após uma primeira etapa de diagnóstico e estabilização da produção. O estudo foi realizado numa empresa do estado de São Paulo dedicada à montagem e fabricação de elementos préfabricados de concreto. Dada a necessidade de mudanças e ações por parte do pesquisador e das pessoas implicadas no processo a ser implementado, adotou-se a pesquisa-ação como estratégia de pesquisa. No início do estudo, foram analisados os tempos de execução do processo de produção de telhas pré-fabricadas de concreto. Após um diagnóstico inicial do tempo de produção, foram utilizados princípios e ferramentas lean para estabilizar o processo de produção destas peças. Os resultados obtidos permitem concluir que as implantações lean auxiliaram na estabilização dos sub-processos envolvidos na fabricação de telhas préfabricadas, assim como estabeleceram uma base para futuras adaptações para outros tipos de peças e sub-processos, além de conferirem maior confiabilidade a os processos de produção das peças. / Abstract: The implementation of new management techniques in the civil construction area based on principles and tools originated in the manufacture industry has been growing lately. This thesis has as objective to show the extrapolation of methods applied in the manufacture. This is presented by using guidelines based on lean thinking in order to achieve basic stability in the precast roof-tiles fabrication process, after production stabilization and a diagnosis first stage. The research was conducted in company on the State of São Paulo that is dedicated to the erection and fabrication of precast concrete components. Due the needs to change and take actions by the researcher and all the persons involved in the implementation process, action research was adopted as the research method. In the beginning of the research, the execution timing of the precast concrete roof tiles production process was analyzed. After an initial diagnosis of the production time, lean principles and tools were used to stabilize the production process of these components. The results achieved allow concluding that the lean implementations in the stabilization of the sub-process involved in the precast roof tiles fabrication process were successful, as well as establishing a base for future adaptation of other types of components and sub-process; besides establishing more reliability to the production process of these components. / Universidade Estadual de Campi / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Este trabalho apresenta uma análise teórico-experimental do comportamento de juntas de argamassa solicitadas à compressão, usando para preenchimento da junta materiais comercialmente disponíveis e almofada de apoio de argamassa flexível, com o objetivo de propor recomendações de projeto que caracterizem a deformabilidade e a resistência da junta, visando um melhor aproveitamento da capacidade resistente do sistema pré-moldado. Inicialmente foi feito um levantamento bibliográfico sobre os principais parâmetros que influenciam o comportamento da junta e, posteriormente, foram realizadas algumas simulações numéricas utilizando-se o programa ANSYS 5.5.1. Em seguida, desenvolveu-se um programa experimental cujas variáveis foram: a espessura da camada de argamassa, a resistência do elemento pré-moldado e da argamassa, o material de preenchimento da junta, a presença de armadura de reforço na região adjacente à ligação e a rugosidade na superfície do elemento. Os resultados obtidos mostraram que a espessura de 20mm seria a mais indicada, pois, além de minimizar o efeito de descontinuidade provocado pela presença da junta, melhora o controle da uniformidade da espessura e o aparecimento de vazios. Observou-se também que o uso de concreto de alta resistência no elemento pré-moldado faz com que as tensões de fendilhamento tenham maior importância. Para um maior aproveitamento da capacidade resistente do sistema, o material de preenchimento também deve ser de alta resistência. Dos diversos materiais usados para o preenchimento da junta, a argamassa do tipo “Dry Pack” foi a que ofereceu melhores condições de execução. Além de proporcionar total aproveitamento da capacidade resistente do sistema, diminuiu a deformabilidade da junta e, conseqüentemente, a fissuração / In this thesis a theoretical-experimental analysis of the compression mortar joints behavior is presented. The joints were produced with commercially available materials and flexible support cushion. The purpose of this research was to obtain design recommendations that characterize the deformability and the strength of the joints, in order to have a better use of the precast system bearing capacity. Previous studies of this problem showed the main parameters related to the joint behavior and numerical simulations were carried out using ANSYS 5.5.1. An experimental program was developed considering as variables the thickness of the mortar layer, the strength of the precast concrete element and of the mortar, the joint material, the additional reinforcement in the connection area and the roughness of the element surface. The results showed that a 20mm thickness is most suitable, because besides minimizing the discontinuity effects, it improves the control of the uniformity of the thickness as well as the air retained in the joint. It was also observed that using high strength concrete precast elements the splitting stresses becomes more important. For a larger use of the bearing capacity of the system, the joint material should also be of high strength. The use of a "Dry Pack" mortar offered better execution conditions, improving the bearing capacity of the system, with less deformability as well as cracking

As estruturas de concreto pré-moldado tendem a ser mais moduladas e mais padronizados do que as estruturas de concreto moldadas no local, logo as técnicas de otimização podem produzir mais benefícios econômicos devido à produção em escala. Entre as técnicas de otimização utilizadas em engenharia estrutural, os algoritmos genéticos têm sido reconhecidos como uma forte tendência devido à sua facilidade de implementação e os excelentes resultados obtidos. Este trabalho trata da otimização integrada de pavimentos de edifícios com estruturas de concreto pré-moldado utilizando algoritmos genéticos e minimizando os custos. O principal objetivo é apresentar uma formulação para a otimização do pavimento, baseado em restrições arquitetônicas; restrições estruturais e restrições construtivas. A função-objetivo contemplou não só o consumo de materiais, mas também os aspectos relativos à fabricação, transporte e montagem. Atesta-se a consistência da representação do problema pelo modelo em função dos resultados que foram muito coerentes com a prática dos projetos. Os vários exemplos apresentados mostraram a robustez e a aplicabilidade do modelo e evidenciou-se a possibilidade de sua utilização em um sistema de apoio à tomada de decisão, que sirva como ferramenta de auxílio aos projetistas na concepção estrutural. Foi implementada a rotina dos transgênicos, que melhorou a convergência, e, a dos gêmeos, que aumentou a variabilidade da população. / The precast concrete structures are more modular and standardized than the cast in place concrete structures, therefore optimization techniques can improve economics gain because of series production. Among the optimization techniques in structural engineering design, genetic algorithms have been recognized as a trend. This work aims the floor precast concrete building optimization using GA\'s and minimizing the cost. The main goal of the work is to present a model to optimize the floor taking account of the structural, architectonics and constructive restrictions. The adopted model reached its purpose of the representing the more realist as possible the problem. The cost function considered not only the material consumption but the manufacture, transport and assembled stage. An integrated structural optimization is performed from the structural layout (columns position, directions and spans for beams and hollow cores) through the complete elements detailing (dimensions and reinforcement). The example results evidence the effectiveness of the formulation, they were very consistent with the design practice and they present the system application possibility like a decision support system that helps the engineer in the projects development. It was implemented a transgenic routine to improve the convergence and a twin routine to improve the variability of the population.

Este trabalho apresenta o estudo de uma argamassa modificada para ser utilizada como almofada de apoio em ligações entre elementos de concreto pré-moldado. Esta argamassa é composta de cimento e areia, com a adição de látex estireno-butadieno (SB), agregado leve (vermiculita) e fibras curtas (polipropileno, vidro e PVA). As pesquisas anteriores mostraram que este compósito apresentou uma boa resistência à compressão e baixo módulo de elasticidade. O objetivo desta pesquisa é dar continuidade dos estudos anteriores analisando a influência da rugosidade superficial nas almofadas, introduzida para aumentar a sua deformabilidade e testar diferentes tipos de fibras. A rugosidade é analisada comparando placas com ambos os lados lisos, um lado liso e outro rugoso e ambos os lados rugosos. Foram estudadas dois tipos de fibras de polipropileno de 10 mm de comprimento - uma com 12 \'mü\'m e outra com 180 \'mü\'m de diâmetro. Nesta pesquisa foram realizados ensaios de caracterização do compósito (compressão simples, tração por compressão diametral e módulo de elasticidade) e ensaios em placas (compressão centrada monotônica e cíclica, força concentrada e flexão). Os resultados de caracterização apontam um bom comportamento do compósito, com resistência à compressão de 41 MPa e módulo de elasticidade de 12,8 GPa. Os ensaios de placas mostram melhores resultados para fibras de 12 \'mü\'m de diâmetro em função de: a) uma redução de 30% da rigidez nos ensaios monotônicos em relação a uma argamassa de referência, b) melhor capacidade de absorção de carga no ensaio de força concentrada e c) no ensaio de flexão, um índice de tenacidade 40% maior quando comparadas com os outros traços estudados. Na análise da rugosidade superficial, o melhor resultado é com rugosidade em ambos os lados da placa, sendo que nos ensaios de carregamento monotônico e cíclico houve uma redução de até 30% na rigidez e um aumento do afundamento acumulado de mais de 120% em relação às placas com ambos os lados lisos. / This paper presents the study of a mortar modified to be used as a bearing pad connections between precast concrete elements. This mortar is composed of cement and sand, with the addition of styrene-butadiene latex (SB), lightweight aggregate (vermiculite) and short fibers (polypropylene, glass and PVA). Previous research showed that this composite presents good compressive strength and low modulus of elasticity. The objective of this research is to continue the previous studies, analyzing the influence of surface roughness on the pads, introduced to increase its deformability, and test other types of fibers. The roughness is analyzed by comparing bearing pads with both smooth sides, one side smooth and other rough and rough both sides. Two types of polypropylene fibers of 10 mm in length - one with 12 \'mü\'m and another with 180 \'mü\'m in diameter are studies. In this research, test were carry out to characterize the composite (compressive strength, tensile strength by diametral compression and modulus of elasticity) and test on bearing pads (uniform compressive load - monotonic and cyclic, concentrated load and bending). The results on cylindrical samples to characterize the composite indicate a good behavior, the compressive strength of 41 MPa and modulus of elasticity of 12.8 GPa. The test bearing pads presents the best results for fibers of 12 \'mü\'m of diameter in terms of: a) a 30% reduction of stiffness in the monotonic tests in relation to a reference mortar, b) the best ability to absorb the load test concentrated load and c) the bending test, an index of toughness 40% higher when compared with the other mixture studied. Regarding surface roughness analysis, the best result is with roughness on both sides of the bearing pads, and tests of monotonic and cyclic loading are reduced by 30% in stiffness and an increase in deformation accumulated more than 120% bearing pads regarding with both sides smooth.

No contexto da modernização da construção civil, a aplicação de elementos estruturais de concreto pré-moldado nas construções oferece comprovados benefícios à estratégia de execução das obras, dentre os quais se destacam o atendimento a vãos relativamente grandes, rapidez de montagem, leveza e excelente qualidade dos elementos que compõem a estrutura. Tratando-se especialmente do comportamento dinâmico das estruturas de concreto, os elementos pré-moldados, por apresentarem diversas situações transitórias de solicitação, devem ser avaliados quanto aos efeitos dinâmicos decorrentes da sua produção, transporte, montagem, execução das ligações, finalização da obra e uso. Considerando, nesse contexto, que a protensão é um recurso frequentemente utilizado nos elementos, evidencia-se a necessidade de estudos sobre a sua influência nos parâmetros dinâmicos. Em particular, elementos pré-fabricados protendidos, tais como painéis tipo duplo-T e lajes alveolares, têm sido muito utilizados em pisos de edifícios, todavia e não raras vezes sem uma prévia análise dinâmica quanto à vibração e ao atendimento aos limites de vibração em serviço. O presente trabalho apresenta uma síntese dos procedimentos de cálculo e verificação indicados por normas técnicas do Brasil e do Exterior para a avaliação do conforto humano quanto a vibrações excessivas, assim como os métodos analíticos empregados na determinação da frequência natural de um elemento estrutural, seja ele protendido ou não. Efetuou-se um estudo comparativo dos resultados analíticos com os de uma simulação numérica de painéis duplo-T e lajes alveolares, feita com programa computacional ANSYS, baseado no Método dos Elementos Finitos, sendo eles discutidos quanto ao Estado Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE). Este trabalho apresenta também um estudo experimental sobre um modelo físico de viga de concreto protendido com cabos externos, com o objetivo de demonstrar a aplicação de técnicas de caracterização dos parâmetros dinâmicos e discutir eventuais soluções para o controle ou atenuação de vibrações excessivas. Essa viga foi também analisada numericamente com o programa computacional ANSYS e feita a comparação dos resultados experimentais e numéricos. Conclui-se que, do ponto de vista do ELS-VE, os painéis duplo-T e lajes alveolares particularmente analisados são passíveis de restrições a partir de certos vãos e que, sob determinadas condições ora discutidas, o emprego de tirantes externos, protendidos ou não, podem ser aplicados no controle de vibrações, seja por aumento da rigidez do sistema viga-tirante, seja pelo controle da fissuração do concreto. / In the context of construction modernization, the application of precast concrete elements offers a good and reliable alternative in the construction strategy, among them large spans, fast assembly, lightweightness and excellent structural members quality. Dealing about dynamic behavior of concrete structures, precast elements are subjected to several loading conditions, from their manufacturing, transport, assembly, connection and finally to service. Prestressing technique is often applied in precast elements, so the influence of prestressing forces on dynamic parameters must be considered. Precast prestressed concrete elements, such as double-T panels and hollow core slabs are commonly used in building floors, but not always a previous dynamic evaluation is accomplished, so vibration problems are likely to occur. This work presents a synthesis of design procedures as recommended by the brazilian and foreign codes regarding to human comfort under vibration conditions. Analytical methods allow the determination of natural frequency of structural elements, being them prestressed or not. Also typical double-T panels and hollow core slabs were analyzed by Finite Element Method (ANSYS software) and analytical and numerical results were compared. A discussion of the results about the Service Vibration Limit State is made. This work also presents an experimental study on a reinforced concrete beam provided with external prestressing tendons. The goal of this study was to demonstrate dynamic tests to characterize dynamic parameters and to discuss vibration control. The tested beam was also simulated on ANSYS to compare theoretical and experimental results. Some conclusions has been drawn, such as typical double-T panels and hollow core slabs may suffer restrictions above certain span dimensions. Also the application of external tendons, with or without prestressing forces may be applied to reduce vibration levels, either by increasing stiffness of the structure or controlling cracking of the concrete beam.

Orientador: Newton de Oliveira Pinto Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-08T03:07:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_Andrea_M.pdf: 3789790 bytes, checksum: 3995163d23effcb84c04682718a55ef9 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O reforço do concreto através da utilização de fibras de aço vem se mostrando, ao longo dos anos, como alternativa econômica e tecnicamente viável para diversos tipos de aplicações . Sua ampla utilização na indústria da construção mundial, em diversos casos de sucesso, despertou interesse também do segmento tuneleiro moderno. Passou-se a utilizar fibras para reforçar o concreto das aduelas dos anéis montados por tuneladoras (TBM- Tunnel Boring Machines ¿ máquina de escavar túneis) nas principais obras ao redor mundo. Desta forma, após diversos anos sem obras importantes de túneis metroviários no Brasil, a construção da linha 4 (Amarela) do Metrô de São Paulo, utilizará uma destas máquinas de escavar túneis, sendo do tipo EPBM (Earth Pressure Balanced Machine), cujo revestimento será feito com anéis segmentados (aduelas) de concreto. O projeto básico desta obra (década de 60) prevê armação das aduelas de forma tradicional (em desuso) com gaiolas de aço. Em virtude dos benefícios que o reforço com fibras oferece, e ainda, baseando-se no sucesso da experiência mundial, surgiu a necessidade de um estudo no Brasil sobre esta tecnologia. Assim, tomando como base os dados do projeto básico do projeto da linha 4 (cargas, geometrias, etc.), iniciou-se um estudo comparativo do reforço com gaiolas e do reforço com fibras de aço. Este trabalho apresenta algumas etapas deste estudo, procura abordar aspectos relevantes do processo desde a fabricação até a instalação das aduelas no túnel, explica os benefícios possíveis de serem atingidos, resume alguns dos principais motivos que levaram a indústria tuneleira a adotar a tecnologia de reforço com fibras de aço, vantagens e desvantagens / Abstract: The reinforcement of the concrete using steel fibers became possible, through the years, by it¿s economical and technical viability. It¿s wide range of utilization in civil construction, in several success work cases, made the modern tunneling industry realize the necessity of studding it as well. Concrete Segmental Lining Rings placed by TBMs - Tunnel Boring Machines - have been produced with Steel Fiber in the ultimate reference jobs around the world. After several years without of Metro projects in São Paulo Brasil, the already under construction line 4 with total 12,8 km of tunnels, will use one EPBM - Earth Pressure Balanced Machine ¿ witch lining is being considered made by reinforced concrete. The Basic Project (from the 60¿s) primarily considered steel bars as cage reinforcement. To benefit from the steel fiber reinforcement concrete, still, based on successful practical cases world wide, became the necessity to study this technology locally, in Brasil. Thus, taking the basic data from the original Line 4 project (geometry, etc.) a comparative study between steel cages and steel fibers started. This work contents some of the steps from this study and intents to evaluate key aspects from the whole process, since production phase at the segment plant, transport, installation and maintenance of the tunnel. Also explains the basic reasons of migration to the steel fiber reinforcement, including the benefits for the whole tunneling industry and society / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

O método construtivo com painéis portantes de concreto é economicamente viável, porém relativamente novo no cenário nacional, sobretudo no caso dos pré-moldados. As incertezas referentes às peculiaridades desse método, bem como a nova norma brasileira de painéis pré-moldados, ainda em elaboração, vem a motivar uma análise probabilística dos critérios de projeto disponíveis. Utilizando-se a técnica da confiabilidade estrutural, é possível propagar as incertezas referentes às variáveis a uma resposta final no índice de confiabilidade, sendo um cálculo totalmente probabilístico. Neste trabalho, emprega-se tal técnica com informações estatísticas referentes a lajes de concreto moldadas in loco para verificar, de maneira mais verossímil, a segurança dos critérios de projeto impostos pelo Precast Concrete Institute Design Handbook - Precast and Prestressed Concrete - 7th Edition (2010) às fases transitórias (desforma, transporte e içamento) e pela Norma Brasileira ABNT NBR 6118: 2014 - Projeto de estruturas de concreto, à fase em uso. Prossegue-se a uma análise crítica dos resultados bem como sugestões para diminuir a variação dos resultados, sobretudo pela calibração de novos coeficientes parciais de segurança, processo para o qual este trabalho pode servir de base. / The shear wall building method is economicaly viable, but relatively new in the brazillian scene, that is specially true for precast members. The uncertainty pertaining this method, and the new brazillian design code for precast shear walls, still in development, serve as motivation for a probabilistic analysis of available project criteria. Using the structural reliability technique, it is possible to forward the variables uncertainties to a final answer in the form of the reliability index, being that this method is entirely probabilistic. In this study, this technique is used with statistical data pertaining cast-in-place concrete slabs to ascertain, with a higher degree of verisimilitude, the safety of the design criteria imposed by the Precast Concrete Institute Handbook - Precast and Prestressed Concrete - 7th Edition (2010) to the temporary states (stripping, transit and lifting) and by the Brazillian Code ABNT NBR 6118: 2014 - Concrete structures design, to the working state. The study then proceeds to a critical analysis of the results and to suggestions to reduce their variability, specially through calibration of new partial safety factors, a procedure to which this study might serve as a basis.

Os danos ambientais causados pela construção civil são fonte de preocupação nesta área da engenharia, e reduzi-lo é interesse comum a todos. Pensar em sustentabilidade já na fase de projeto é um modo viável de se reduzir este impacto. A escolha pelo concreto pré-moldado oferece alguns benefícios iniciais quando se compara este ao concreto moldado no local e, dentre estes, estão a racionalização do canteiro de obras, a redução do desperdício e uma melhoria na produtividade. Uma qualidade adicional, que ainda não está tão clara, é a redução do impacto ambiental que se pode ter com o emprego do concreto pré-moldado. A proposta deste trabalho envolve a análise de fatores que influenciam a sustentabilidade ambiental de estruturas de concreto pré-moldado e a aplicação de um algoritmo de otimização para determinação dos valores ótimos que conduzem ao mínimo impacto ambiental. Para isso, optou-se por minimizar as emissões de CO2, associadas à forma estrutural adotada, à produção, ao transporte e à montagem dos elementos pré-moldados. Estudos de otimização no projeto de estruturas têm usualmente sido utilizados a fim de reduzir custos e, entre as técnicas de otimização utilizadas em engenharia estrutural, os algoritmos genéticos têm sido reconhecidos como uma forte tendência por serem fáceis de implementar e fornecerem excelentes resultados. Com o código de otimização de emissão de CO2 foram processados diversos exemplos, variando os dados de entrada um a um e, avaliando a influência da variação destes na emissão de CO2. Considerando um edifício de 30 m x 30 m, uma adição de pavimento representa um acréscimo aproximado de 35% de emissão de CO2. Para o mesmo prédio, um aumento de 10 m em uma das direções significa aumentar em 30% a emissão de CO2. Variaram-se também as larguras e alturas máximas das vigas, tamanho de vão mínimo entra pilares, distância da fábrica à obra, cargas atuantes, número de indivíduos da população, número de indivíduos para elitismo, numero máximo de gerações, taxa de cruzamento e taxa de mutação. Ao variar estes parâmetros as porcentagens de variação de emissão de CO2 chegam a valores próximos de 5%. Foi encontrado também um valor de emissão por m³ aproximado de 430 kg/m³. Além disso, a saída de dados do código de otimização de emissão de CO2 foi comparada com a do código de otimização de custo, e foi constatado que as configurações estruturais apresentadas para um mesmo edifício processado com os dois códigos são semelhantes entre si e semelhantes à solução estrutural utilizada para esta edificação. Também foi constatado que pode se relacionar emissão de CO2 com custo. Deste modo, foi proposto um fator que relaciona as duas grandezas, chamado Fator Emissão-Custo, ou Fec. Observou-se que o Fec varia com o acréscimo de pavimentos, mostrando que o custo e a emissão de CO2 são afetados de forma diversa pelo número de pavimentos. Para um edifício de 4 pavimentos o Fec médio encontrado foi de 1,53 kgCO2/R$. Os resultados encontrados permitiram atestar a validade do método dos algoritmos genéticos à engenharia de estruturas, bem como a importância que o concreto pré-moldado tem para a industrialização da construção civil. / The environmental impact caused by civil constructions is a source of concern in this area of engineering, and reducing it is a common interest to all. Thinking about sustainability already in the design phase is a feasible way to reduce this impact. The choice for precast concrete offers some initial benefits when compared to the cast- on-site concrete and, among these, are streamlining the construction site, reducing waste and improving productivity. An additional quality, which is not yet so clear, is to reduce the environmental impact that one can have when using precast concrete. The purpose of this work is to develop a method of optimization of the elements of precast concrete structures in relation to the sustainability of the product. To do so, it is proposed to minimize the CO2 emission associated to the structural solution, production, transportation and assembly of precast concrete. Studies on optimization design of structures have been commonly used to reduce costs and, among the optimization techniques in structural engineering, genetic algorithms have been recognized as a strong trend for being easy to implement and providing excellent results. With the CO2 emission code were processed several examples, varying the input data one by one, then was assessed the influence of each variation on CO2 emission. Considering one building with the size 30 m x 30 m, each floor added represents an approximated increase about 35% on CO2 emission. For the same building one increase of 10 m on each direction means add 30% on CO2 emission. Was varied on the code the maximum heights and widths of the beam, the minimum span between pillars, distance from the building to the factory, loads acting, maximum population individuals number, number of individuals to elitism, maximum generation number, outcrossing rate and mutation rate. Varying these parameters, the variations percentage of CO2 emission reaches values next to 5%. Was found too an approximated value to CO2 emission per m³ as about 430 Kg/m³. Furthermore, the CO2 emission optimization code data output was compared with the cost optimization code data output, and it was verified that the structural configuration presented on outputs was similar between them both and similar with the real structural solution used on this building. It was verified too that the CO2 emission and cost could be related. On this way was proposed a factor which relates the two quantities called Emission-Cost Factor, or Fec. It was noticed that Fec varies when floors are added, which means that the cost does not vary at the same way that the CO2 emission does when the number of floors are changed. For a building with 4 floors the medium value of Fec was found 1,53 kgCO2/R$. The results permitted attest the validity of using genetic algorithms in structural engineering, as well as highlighting the precast concrete contribution on the industrialization of civil construction.

Os galpões de concreto pré-moldado, formados por pórticos atirantados, são muito utilizados, no Brasil. Porém, para o projeto dessas estruturas, a bibliografia é limitada. Além disso, vários critérios de projeto são adaptados dos relativos a estruturas de concreto moldado no local e de múltiplos pavimentos. O objetivo deste trabalho é contribuir para a análise desse tipo de estrutura, introduzindo conceitos que dificilmente são considerados na prática, tais como: rigidez da ligação viga-pilar, análise não-linear física e geométrica, deformação excessiva e fluência. A pesquisa foi desenvolvida por meio de análises estruturais, usando modelos de galpões comuns na prática. Cada conceito citado anteriormente foi analisado em exemplos. A rigidez da ligação viga-pilar foi avaliada com base no parâmetro de restrição à rotação, \'alfa\'R. A não-linearidade física (NLF) do concreto foi considerada pelo método de Branson. Para a não-linearidade geométrica (NLG), foram utilizados os parâmetros \'alfa\' e o processo P.\'delta\'. A deformação excessiva, incluindo a fluência, foi discutida tendo em conta os aspectos normativos. Constatou-se que a ligação viga-pilar pode ter comportamento semi-rígido em alguns casos, mas, se corretamente dimensionada, apresenta, de fato, comportamento rígido. A consideração da NLF apresentou resultados melhores que a análise elástica linear, sendo possível, para o exemplo estudado, utilizar um coeficiente redutor de inércia igual a 0,5, para as vigas e para os pilares do pórtico. Concluiu-se, também, que a consideração da NLG deve ser feita sistematicamente para esse tipo de estrutura, uma vez que alguns exemplos apresentaram acréscimos de momentos superiores a 10% e \'alfa\' > \'alfa\' lim. Além disso, observou-se que a verificação do estado limite de deformação excessiva (ELS-DEF) pode ser determinante na escolha das seções transversais do pórtico, sendo obrigatória a consideração da fluência. Nesse sentido, o presente trabalho contribui para a literatura técnica sobre a análise estrutural dos galpões atirantados, auxiliando projetistas no cálculo dessas estruturas e servindo de referência nos cursos sobre esse assunto. / Sheds of precast concrete formed by tied portal frames are widely used in Brazil. However, there are few works on the design of these structures. In addition, several design criteria are adapted from those relative to the structures of cast in place concrete and multi-storey buildings. The objective of this work is to contribute to the analysis of this type of structure, introducing concepts that are hardly seen in practice, such as: rigidity of beam-column connection, physics and geometric nonlinear analysis, excessive deformation, and creep. The research was developed by mean of structural analysis, using models of sheds common in practice. Each concept previously mentioned was analyzed in examples. The stiffness of the beam-column connection was evaluated with base on the restriction parameter of the rotation, \'alfa\'R. The physics non-linearity (PNL) of concrete was considered by the method of Branson. For the geometric non-linearity (GNL) the parameter \'alfa\' and the process P.\'delta\' were used. The excessive deformation including creep was discussed taking in account the aspects of brazilian codes. It was found that the beam-column connection may have semi-rigid behavior in some cases, but, if properly designed, it has in fact rigid behavior. The consideration of the PNL had better results than the linear elastic analysis, and, for the sample studied, was possible to use a reduction coefficient of inertia equal to 0.5 for the beams and columns of the portal frame. It was also concluded that the consideration of GNL should be done systematically for this type of structure, since as some examples showed increase of moments above 10% and \'alfa\' > \'alfa\' lim. Furthermore, it was observed that the verification of deflection serviceability can be decisive in the choice of the portal frame cross sections, being obligatory the consideration of creep. In this sense, the present work contributes to the technical literature on the structural analysis of the tied portal frame sheds, helping engineers in the design of these structures and serving as reference in courses about this subject.