Materiais de Construção Civil e os Sistemas Construtivos Módulo 3

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Materiais de Construção Civil
Materiais de Construção Civil e os Sistemas Construtivos		Módulo 3
Identificar os tipos de lajes moldadas in loco: maciças e steel deck; nervuradas e bubbledeck e lajes pré-moldadas
INTRODUÇÃO
As lajes são elementos estruturais, em sua grande maioria, planos bidimensionais, (duas dimensões, o comprimento e a largura, tem tamanhos muito maiores que a terceira dimensão, a espessura). As lajes são também chamadas elementos de superfície ou placas, e podem também ser executadas em formato de abóbadas e cúpulas.
As nossas estruturas correntes se destinam a receber a maior parte das cargas aplicadas numa construção: pessoas, mobiliário, pisos e revestimentos, paredes, e os mais variados tipos de carga em função da finalidade arquitetônica para o qual determinado espaço está destinado. 
De forma geral, as ações incidem sobre o plano da laje de maneira perpendicular, podendo, para efeito de cálculo estrutural, ser consideradas distribuídas na área (para o caso de pessoas, mobiliário, pisos etc.); distribuídas linearmente (para o caso de paredes, por exemplo) ou concentradas (para uma carga específica).
Quase sempre as lajes são apoiadas em suas bordas, isto é, transmitem suas cargas para as vigas de apoio. Embora bem menos comuns, lajes com uma ou duas bordas livres não é difícil de ocorrer na prática. Nas edificações convencionais, as lajes maciças contribuem com aproximadamente 50% do total do consumo de concreto.
Eventualmente, nas chamadas lajes lisas ou lajes cogumelo, as cargas são transmitidas diretamente para os pilares. É uma estrutura muito comum em áreas como estacionamentos e garagens, que necessita vencer grandes vãos como forma de otimizar os espaços.
LAJES MOLDADAS IN LOCO: MACIÇAS E STEEL DECK
Chamamos de lajes moldadas in loco, todas aquelas que são executadas no canteiro de obra (independentemente da origem do concreto, usinado ou feito no local). Elas não demandam mão de obra especializada, a não ser dos operários da própria edificação, como: carpinteiros, armadores e pedreiros. Nesta categoria estão as lajes maciças convencionais, as lajes cogumelo (uma variação da maciça) e as lajes nervuradas.
Laje maciça
Como o próprio nome diz, laje maciça é aquela composta por concreto armado (através de uma malha de armaduras longitudinais e transversais) e apoiada em vigas ou paredes ao longo das suas bordas (embora existam situações da inexistência de apoio em uma ou mais bordas — o caso extremo é o das marquises que são engastadas em apenas uma das bordas).
Atenção
A diferença entre a laje, que convencionalmente chamamos de maciça, para a laje cogumelo é o fato desta última também ser maciça e não possuir apoios de borda, e suas cargas e ações serem transferidas e sustentadas diretamente pelos pilares.
Embora demandem mais tempo (por conta da cura do concreto) que outros métodos, em edifícios de múltiplos pavimentos e em construções de médio/grande porte, as lajes maciças são as mais comuns. 
As lajes maciças de concreto armado convencional são projetadas para os mais variados tipos de construção, além de serem mais resistentes a patologias, como rachaduras. São empregadas geralmente em construções que possuem volume considerável de estruturas de concreto, como edifícios verticais (residenciais, comerciais etc.), edificações institucionais como escolas, hospitais e uma infinidade de outras possibilidades.
Esse tipo de laje tem pouca aplicação em edificações residenciais e outras construções de pequeno porte, uma vez que as lajes maciças (nervuradas pré-fabricadas com recobrimento com uma capa de concreto) são mais práticas em termos de economia e trabalhabilidade. E porque também consomem muitas fôrmas (geralmente de madeira), que para o caso dos edifícios verticais, não são dispendiosas, por serem reaproveitadas por diversas vezes na repetição dos andares.
As lajes maciças possuem, normalmente, espessuras que variam entre 7 e 15 cm. A norma brasileira não permite espessuras menores do que 7 cm, por conta da possibilidade de acentuada flecha, recobrimento das armaduras (principalmente dos negativos), instalação de tubulações elétricas etc. Acima de 15 cm, o peso próprio começa a ficar muito acentuado, comprometendo a peça estrutural, podendo-se usar, nessas situações, lajes nervuradas (como veremos a seguir) que vencem grandes vãos e pesam muito menos comparativamente com as lajes maciças.
Lajes Cogumelo
Dentre as possibilidades das lajes maciças de concreto armado, encontramos as lajes tipo cogumelo, que não fazem uso de vigas para descarregar seus esforços por serem apoiadas diretamente sobre pilares. Ela é mais onerosa, porque como não necessita de vigas, sua altura é aumentada como forma de reforço, levando ao maior consumo de concreto e aço.
Ainda como forma de reforço do apoio da laje sobre o pilar, muitas vezes, são executados capiteis, quadrado ou circular na “cabeça” do pilar.
As lajes cogumelo são projetadas principalmente pelo fato de cobrirem grandes vãos e pela facilidade na hora da confecção das formas e da colocação da armação, pois como não necessitam de vigas são muito práticas.
Além da questão estética relativa ao visual da continuidade espacial pela ausência de vigas, esse fator facilita a execução das fôrmas e armações, principalmente se comparada a outros tipos de laje moldadas in loco, como a nervurada, por exemplo.
Atenção
É preciso uma atenção especial às lajes cogumelo relativamente ao cisalhamento (quebra) nos pilares, visto que, por não conter vigas, ele estará sujeito a um alto grau do fenômeno chamado de punção, ou seja, de acordo com o índice da tensão muito elevado na cabeça do pilar, ele poderá vir a furar a laje. Para combater esse efeito, podemos realizar um reforço através da implantação de capiteis na cabeça dos pilares, ou até mesmo aumentarmos a seção do pilar.
Lajes steel deck
Sistema steel deck
A tecnologia voltada para a construção civil está em constante evolução. Continuamente, surgem no mercado inovações e novos processos construtivos. O steel deck é um método construtivo contemporâneo que de certa forma substitui a forma de madeira convencional por uma chapa de aço. Grosso modo, podemos dizer que alia materiais tradicionais, como telha metálica e concreto armado, para ganhar um novo destino.
O steel deck é um tipo de laje mista na qual se utiliza uma espécie de telha metálica trapezoidal com dupla função: como fôrma autoportante durante a concretagem, e como armação positiva da laje após a cura do concreto. Um diferencial importante em relação ao método tradicional é que a telha não serve apenas de fôrma, mas continua na laje mesmo depois da concretagem, recebendo daí o nome de telha-fôrma.
Como sabemos, o aço resiste muito bem aos esforços de tração, e o concreto, aos de compressão. Esse conjunto é uma excelente combinação, propiciando uma série de benefícios construtivos. Dado que o aço e o concreto interagem formando um conjunto solidário, o peso da estrutura acaba sendo reduzido se comparado com uma outra estrutura convencional que, por sua vez, traz economia ao processo estrutural.
Saiba mais
A observância das normas NBR 8800 — Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edifícios, e NBR 16421 — Telha-Fôrma de Aço Colaborante para Laje Mista de Aço e Concreto - Requisitos e Ensaios garantem o padrão de qualidade para adoção e execução desse método construtivo.
As telhas-fôrma são feitas com chapas de aço especial zincado e possuem grande disponibilidade de padrões de dimensões, tanto em relação ao comprimento, largura e espessura. A observância dessas informações no momento da aquisição do material é importante, pois impacta diretamente no processo construtivo, visto que quanto maior a espessura da chapa, maior o vão máximo sem escora. Entretanto, para cada tipo de edificação (em função do vão, da carga etc.) haverá um material adequado para a correta aplicação.
Lajes nervuradas
Trata-se de um tipo muito particular de estrutura utilizada geralmente para vencer grandesvãos (sem apoio de colunas) possibilitando diferentes layouts arquitetônicos e de grande qualidade estética pela sua apresentação muito elegante. Para lajes cuja distância entre as nervuras é maior do que um metro, chamamos essa laje nervurada de laje grelha.
No caso da laje nervurada, as nervuras são como pequenas vigas que colocadas próximas umas das outras e recobertas por uma fina laje suportam os esforços estruturais. Ela possui seção em “T”, ou seja, uma sucessão de “Tes” colocados justapostos formando a laje. Dessa maneira, a laje fica constituída de uma mesa-alma que recebe os esforços de compressão, enquanto a armadura inserida na face inferior das nervuras resiste aos esforços de tração. Resumindo, nesse tipo de estrutura de laje, a zona de tração é a nervura e a zona de compressão uma mesa.
Entre as nervuras, o espaço pode ficar vazio ou pode ser preenchido com materiais inertes com blocos de cerâmica, de concreto celular, ou de isopor de (EPS); esse peso adicional é muito pequeno e não compromete a resistência final do conjunto. Os elementos inertes propiciam o alívio do peso da estrutura pela retirada do concreto que estaria na zona tracionada (caso a laje fosse maciça), melhorando a eficiência da estrutura.
Para vãos acima de 7,0 m, a espessura da laje maciça inviabilizaria sua execução, de modo que, nessa situação, a laje nervurada é a melhor solução técnica. Para perímetros relativamente quadrados, é indicado o uso da modulação das nervuras nas duas direções. Nos casos de espaços retangulares, em que uma dimensão é muito maior que a outra, é recomendado o uso das nervuras em apenas uma direção dispostas no sentido do vão menor.
Atenção
A execução das lajes nervuradas requer mão de obra especializada, tanto pela execução da fôrma, quanto pela colocação das armações no interior das nervuras, além do cuidado na concretagem para que não haja espaços vazios (principalmente no fundo das nervuras), exigindo atenção no processo de vibração do concreto.
Como as nervuras exigem uma altura maior do que as lajes maciças convencionais, existe a necessidade de que, na fase do projeto arquitetônico e estrutural, o tamanho do pé-direito seja equalizado com as alturas úteis da edificação. Outro fator que exige atenção é a compatibilização dos projetos de instalações prediais, que podem encontrar obstáculos nesse sistema estrutural.
Bubbledeck
O bubbledeck é um sistema construtivo desenvolvido nos últimos anos para diminuição do peso das lajes com a introdução de esferas de plásticos que criam vazios no interior do concreto. Grosso modo, seria um misto entre uma laje cogumelo e uma laje nervurada. A laje é plana (sem as reentrâncias e saliências das nervuras) e as bolas plásticas ocupariam o espaço vazio entre as nervuras (de uma laje nervurada). As principais vantagens desse sistema estrutural estão na maior agilidade de execução, redução de custo e de impacto ambiental.
As esferas de plástico polipropileno são instaladas de maneira uniforme entre telas de aço numa espécie de “gaiolas” de aço, para ocuparem a zona neutra do concreto (sem função estrutural). Esse método construtivo elimina o volume de concreto de uma laje, reduzindo significativamente seu peso próprio, fazendo com que as lajes fiquem mais leves sem perder a resistência.
A implantação de tais elementos plásticos elimina até 35% do peso de uma laje normal, minorando as cargas permanentes elevadas. Esse alívio do peso influi não só nas lajes, mas também nos pilares, que poderão ser mais esbeltos, permitindo redução nas fundações. 
O sistema bubbledeck traz consigo vários benefícios para a edificação como um todo, por exemplo:
1. Liberdade de projetos arquitetônicos com layouts flexíveis que facilmente se adaptam a curvas e formatos irregulares.
2. Aumento do intercolúnio (distância entre eixos de colunas) possibilitando aumento de até 50% se comparado com as estruturas tradicionais.
3. Inexistência de vigas, portanto, maior rapidez de trabalho e economia.
4. Facilidade de metodologia construtiva.
5. Instalações prediais podem ser facilmente embutidas na laje.
6. Por ser laje plana, propicia aumento significativo de pé-direito.
7. Possibilidade de implantação de cabos de protensão.
Trata-se de um sistema construtivo capaz de suprir as necessidades do mercado e ao mesmo tempo levar em consideração as questões ambientais, propondo um empreendimento sustentável. Esse método também gera menor logística de transporte de materiais que, por sua vez, gera um trabalho com mais segurança, minimizando os riscos operacionais e de segurança de trabalho. 
O sistema bubbledeck pode ser empregado numa variedade de estruturas nas quais a laje maciça seja a mais indicada, como edifícios residenciais, comerciais, hotéis, indústrias, escolas, estacionamentos etc., já que apresenta uma solução técnica que otimiza os projetos (arquitetônicos e técnicos), melhorando consideravelmente a performance relativamente à redução de custos, além de possibilitar agilidade dos trabalhos, diminuindo, assim, os custos com mão de obra, entre tantas outras vantagens.
LAJES PRÉ-MOLDADAS
Genericamente, as lajes pré-moldadas são aquelas cujos componentes são produzidos em larga escala por indústrias especializadas. São dimensionadas através de cálculo estrutural de maneira criteriosa para que tenham resistência, regularidade dimensional, leveza e possam ser fabricadas através de processos industriais, demonstrando serem excelentes opções para diversos tipos de edificações.
LAJES PRÉ-FABRICADAS
As lajes pré-fabricadas são constituídas por vigas pré-fabricadas (vigotas) de concreto, elementos inertes de enchimento, armadura complementar (de distribuição negativa) e de travamento, além de preenchido com uma capa de concreto. Existem inúmeros tamanhos predeterminados pelos fabricantes que conseguem satisfazer as variadas necessidades das obras. 
O sistema é constituído por pequenas vigas pré-moldadas em concreto, cuja armadura (inserida no seu interior) deverá absorver os esforços de tração. Complementarmente aos “trilhos” são inseridos entre materiais inertes, como lajotas cerâmicas, placas de isopor, entre outras possibilidades. Finalizando o processo, é aplicada uma camada superior de concreto cuja espessura varia de acordo com o projeto de estrutura
Como é um sistema de fácil montagem e não exigi mão de obra especializada, torna-se uma opção eficiente e de baixo custo se comparada a outros tipos de laje. Sua distribuição é unidirecional e muito semelhante às lajes nervuradas armadas em uma só direção. As vigotas são fundidas na fábrica na forma de um “T” invertido, cuja altura varia de acordo com a necessidade especificada pelo projetista estrutural.
As lajes pré-fabricadas são frequentemente utilizadas para projetos de pequeno/médio porte, como residenciais e escritórios, permitindo rapidez no processo construtivo e apresentando inúmeras vantagens à construção. O principal fator econômico é não necessitar do uso de fôrmas de madeira (apenas um pequeno escoramento do conjunto) durante o processo de construção, garantindo pouco desperdício de material. 
Por se tratar de um sistema que é dimensionado para ser utilizada como laje de piso ou de teto, para vãos pequenos ou médios, não deve receber sobrecargas não especificadas no projeto, principalmente cargas concentradas ou distribuídas linearmente, como é o caso de paredes ou outros elementos arquitetônicos, limitando de certa forma a alteração do layout concebido anteriormente.
Atenção
O desrespeito desses fatores, com sobrecargas imprevistas, pode acarretar possíveis danos estruturais, como o aparecimento de fissuras, trincas e outras patologias.
LAJES TRELIÇADAS
O sistema de lajes treliçadas é uma variação das lajes pré-fabricadas que, da mesma forma, é basicamente uma laje nervurada, onde as vigotas treliçadas são colocadas de maneira unidirecional, intercaladas com elementos inertes (podem ser blocos de cimento, de cerâmica ou de isopor) recobertos por uma capa de concreto. 
É muito utilizada em construçõesverticais de pequeno porte e, se comparadas com lajes moldadas in loco, apresenta boa solução, pois são econômicas, leves e permitem agilidade nas edificações, bem como a realização de formas curvas e de geometria irregular, e ainda capacidade de vencer vãos relativamente grandes. 
A adoção desse tipo de laje, além de permitir rapidez construtiva, também não necessita de mão de obra especializada. Trata-se de um sistema leve que ajuda no isolamento térmico.
Atenção
As lajes treliçadas apresentam um inconveniente relativo às instalações prediais (elétricas), que é a dificuldade em se fazer furações e rasgos para passagens de conduítes. Para a realização dos revestimentos de gesso ou reboco, por exemplo, é necessário, antes da aplicação destes materiais, a utilização de algum material que crie uma ancoragem.
LAJES COM PAINÉIS TRELIÇADOS
Os painéis treliçados se assemelham muito com as lajes treliçadas, com a diferença de que não se utiliza nenhum material inerte entre eles. Possui a vantagem da sua execução ser mais rápida que o outro método e com o uso de menos escoramentos, mas, por outro lado, exige um consumo maior de concreto (cerca de 30% a mais). 
As vigotas de concreto que possuem armação treliçadas são instaladas lado a lado, recebem uma nova malha de armação e finalmente uma capa de concreto. Esse processo resulta numa laje proporcionalmente mais resistente do que a laje treliçada, propiciando seu uso para obras com maior exigência estrutural.
LAJES ALVEOLARES
Esse método é muito diferente daqueles analisados anteriormente, uma vez que é produzido em painéis protendidos de grandes dimensões que vencem grandes vãos e, portanto, são fabricados para serem aplicados em obras de grande porte.
Pelo fato dos cabos de aço de alta resistência serem submetidos à protensão, esses grandes elementos são geralmente utilizados para projetos comerciais, institucionais, de infraestrutura, fabris etc. Além dos cabos protendidos, ainda recebem uma armadura complementar para travamento entre as placas no sentido transversal, e posteriormente uma capa de concreto para regularização do conjunto.
Com grande capacidade de carga, suas alturas variam de 10 a 30 cm e podem alcançar vãos relativamente grandes de até 20 m. Por serem muito pesadas (apesar dos alvéolos) seu transporte da fábrica e montagem no canteiro de obras exige uma logística com equipamentos especiais (carretas e guindastes)
Atenção
Independentemente do tipo de laje adotado, é essencial que a obra seja planejada adequadamente e com antecedência para recebê-la, considerando o projeto arquitetônico, o estrutural, a definição dos materiais que serão utilizados e a logística para receber o sistema escolhido.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
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1. Sobre as Lajes Moldadas in loco acuse a alternativa correta:
a) Chamamos de lajes moldadas in loco, todas aquelas que são executadas no canteiro de obra que não demandam mão de obra especializada.
b) Na categoria de lajes maciças encontramos: as lajes convencionais in loco e as lajes sequenciadas.
c) Lajes Maciças possuem espessuras que variam entre 10 a 20 cm. A norma brasileira não permite espessuras menores do que 10 cm.
d) Lajes Maciças possuem espessuras que variam entre 15 a 20 cm. A norma brasileira não permite espessuras menores do que 10 cm. Sendo o ideal a espessura acima de 15 cm, uma vez que o peso próprio da laje acentua as resistências das peças estruturais.
e) As lajes nervuradas são as tipologias que mais pesam e que vencem menores vãos quando comparadas com as lajes maciças.
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2. O sistema bubbledeck traz consigo várias condições e benefícios para a edificação, entre estes, podemos afirmar:
a) Não permite a implantação de cabos de protensão.
b) Não permite a liberdade de projetos arquitetônicos nem se adaptam a curvas e formatos irregulares.
c) Diminui intercolúnio (distância entre eixos de colunas), possibilitando a redução de até 50% se comparado com as estruturas tradicionais.
d) Não apresenta vigas, portanto, maior rapidez de trabalho além de economia.
e) Não permite a passagem de instalações prediais embutidas na laje.
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