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4/5/2021 1 Tecnologia das Construções I Fundação, elementos estruturais e alvenaria Profª Nicole Schwantes Cezario • Unidade de Ensino: 3 • Competência da Unidade: Conhecer os procedimentos de execução da fundação, dos elementos estruturais e da alvenaria; • Resumo: A unidade trata sobre a infraestrutura, investigação do solo e supra estrutura de edificações. • Palavras-chave: Fundações, estacas, elementos estruturais, lajes, vigas, pilares, elementos de vedação, alvenaria. • Título da Teleaula: Fundação, elementos estruturais e alvenaria • Teleaula nº: 3 Contextualização Canteiro de obras Preparação do terreno para execução da obra Técnicas de locação de obra Fonte: BIZERRIS (2013) Fonte: https://goo.gl/1M4pyE Fonte: Istock Convite ao estudo Fonte: https://goo.gl/QhBsr5 Fundações Existem duas formas de classificar as fundações: De acordo com a profundidade de transmissão da carga para o solo; De acordo com a forma de transferência da carga para o solo. Fundações Profundidade Profundas Rasas ou superficiais Transferência da carga Indireta Direta Fonte: Elaborado pela autora 1 2 3 4 5 6 4/5/2021 2 Transferência da carga nos primeiros 3 metros de profundidade. A profundidade (H) deve ser inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação, ou seja, H<2*B, com profundidade máxima de 3 metros. Sapatas, blocos e radiers. Fundações diretas e rasas/superficiais Fonte: Pinheiro et al. (2015) A carga é transmitida para a fundação e desta para o solo em profundidades superiores a 3 metros. São indiretas quando a carga é transmitida por meio da ponta (base), da lateral (fuste) ou de ambas. Fundações profundas e indiretas Fonte: Pinheiro et al. (2015) Tubulão – exceção Condição das obras vizinhas; Altura do lençol freático; Carga que a fundação receberá dos pilares; Camada resistente do solo. A escolha da fundação depende: Ensaios geotécnicos SPT – Standard Penetration Test Fundações rasas e profundas Utilizadas, normalmente, às construções menores, tais como casas e outras edificações de menor porte, desde que o solo apresente a resistência esperada na cota de assentamento desses elementos. Fundações rasas Fonte: BOLONHA (2013) São elementos de concreto que trabalham, principalmente, sob compressão e possuem rigidez elevada. São executados em concreto simples (não armado), capaz de resistir às tensões de tração sem necessidade de armadura. Blocos Fonte: Pinheiro et al. (2015) 7 8 9 10 11 12 4/5/2021 3 Projetadas para suportarem a flexão Sapatas Fonte: Pinheiro et al. (2015) Fonte: BOLONHA (2013) Radiers São elementos de suporte similares às lajes, porém apoiados no solo e não em vigas e pilares. São utilizado em solos com pouca resistência de suporte. Os radiers são indicados quando a u lização de sapatas corridas têm sua área, em relação à área da edificação, maior que 70%, pois economicamente os radiers são mais vantajosos. Fonte: Pinheiro et al. (2015) Indicação: Grandes construções: solo apresentar processos erosivos ou quando existir possibilidade de escavação posterior nas laterais da obra; Pequenas edificações: a combinação de fatores adversos de suporte de carga pode resultar na necessidade de se recorrer ao uso de fundações profundas. São divididas entre tubulões e estacas. Fundações profundas As estacas são elementos de fundação caracterizados por seção transversal pequena e grande comprimento. Existem diversos tipos de estacas e sua classificação pode ser de acordo com seu processo de execução, que pode ser cravada ou moldada in loco. Estacas cravadas: de concreto, de madeira ou metálicas; Fundações profundas e indiretas - estacas Permitem fácil alteração do comprimento da estaca. Pode-se fazer uma inspeção do solo em suas camadas mais profundas. Desvantagem: é difícil que se tenha controle tecnológico. Além disso, a execução em solos abaixo do nível d’água requer alguns cuidados específicos. As estacas moldadas in loco mais comuns são as estacas broca, Franki, Strauss e hélice contínua. Estacas moldadas in loco Possuem base alargada para transmitir a carga dos pilares ao solo. Podem ser escavados manualmente ou mecanicamente e a profundidade da escavação deve ser suficiente para encontrar terreno firme e resistente. São subdivididos em tubulões a céu aberto e os tubulões a ar comprimido (pneumático). Fundação profunda e direta - Tubulão Fonte: Pinheiro et al. (2015) 13 14 15 16 17 18 4/5/2021 4 Classificação das fundações e suas aplicações Escolha da fundação Imagine que após a locação de um edifício, você dará início às fundações. Durante a análise do solo do terreno, percebeu-se que o nível da água ficava acima da cota de apoio da estaca. No nosso caso, optou-se pela estaca moldada in loco, do tipo hélice contínua. Como a estaca hélice contínua é classificada? Quais os critérios para essa escolha? Em quais situações, pode-se optar por uma fundação do tipo rasa? Estaca Hélice Contínua Um trado helicoidal executa o furo e conforme o trado vai sendo retirado, injeta-se o concreto. Após o preenchimento total com concreto se posiciona a armadura. Fonte: Velloso e Lopes (2010, p. 273). Estaca Hélice Contínua Vantagens: Rapidez de execução; Não gera vibrações nem grandes ruídos; Pode ser executada abaixo do lençol freático; Limitação: Diâmetro de 120 cm com profundidade de 45m. Fundações rasas Mais viáveis quando a carga distribuída pela edificação ao solo for tal que uma estrutura superficial possa receber essas ações. As características do solo, tais como nível de água e tensão admissível, são determinantes para se optar por uma fundação direta. Escolha da fundação 19 20 21 22 23 24 4/5/2021 5 Escolha da fundação Após a locação de um edifício, você dará início à execução da fundação. Durante a análise do solo do terreno, percebeu-se que o nível da água ficava acima da cota de apoio da estaca. No nosso caso, optou-se pela estaca moldada in loco, do tipo hélice contínua. Escolha da fundação Como é feita a escolha do tipo de estrutura de fundação? Quais os critérios normativos para a determinação do número de furos SPT em um lote? Considerando a altura do lençol freático, qual outro tipo de fundação poderia ter sido escolhido? Impactos na vizinhança; Altura do lençol freático; Carga que a fundação receberá dos pilares; Camada resistente do solo. A escolha da fundação depende: Ensaios geotécnicos SPT – Standard Penetration Test Número de furos - SPT Fonte: NBR 8036/1983 O número de furos do ensaio de SPT varia de acordo com a área a ser construída, conforme a Tabela (NBR 8036/1983): Área (m²) Número de furos SPT <200 2 200 a 600 3 600 a 800 4 800 a 1000 5 1000 a 1200 6 1200 a 1600 7 1600 a 2000 8 2000 a 2400 9 >2400 A critério do projetista Estaca cravada de concreto Vantagens: Controle tecnológico; Boa resistência; Utilização abaixo do lençol freático. Cuidados: Processo de transporte e içamento. Diálogo com o professor Qual fundação é mais executada na sua região? 25 26 27 28 29 30 4/5/2021 6 Execução de elementos estruturais Pilares, vigas e lajes – Concreto convencional Fonte: https://goo.gl/1M4pyE Concreto – materiais e características Tipos de aço utilizados em estruturas de concreto CA-25: tirante nas formas de concreto armado. CA-50: utilizado para barras longitudinais como elemento constituinte do concreto armado. CA-60: utilizado na confecção de estribos. Cobrimento: NBR 6118. Fonte: iStock. Fonte: https://goo.gl/15ye8M Fonte: https://goo.gl/E5X4qC Formas São elementos provisórios que fazem parte da estrutura e são utilizados na fase de execução para dar o formato e suporte ao concreto até a sua solidificação. São essenciais para a execução de estrutura de concreto armado e atuam no período de cura quandoo concreto ainda está na sua condição de plasticidade. Fonte: Nakamura, 2014 Mistura Garantir a homogeneidade; Pode ser manual ou mecanizada, Não lançar o concreto apenas em pontos concentrados. Antes do início da concretagem de pilares verificar se os elementos de apoio estão devidamente limpos e com a superfície apicoada; despejar no pé do pilar argamassa de traço 1:3, para melhorar a aderência. Fonte: https://goo.gl/eYtP9y Fonte: Salgado (2014) Lançamento Adensamento Objetivo: proporcionar uma acomodação perfeita em toda a forma, além de fazer com que todos os vazios do concreto sejam preenchidos e que o concreto seja o mais homogêneo possível. Cuidados: Nunca encostar o vibrador nas armaduras; Fonte: Salgado (2014). 31 32 33 34 35 36 4/5/2021 7 Adensamento Fonte: Neville (2013) Fonte: https://goo.gl/AE4CR2 Fonte: https://goo.gl/7tr1xB Fonte: Salgado (2014) Cura É o nome dado aos procedimentos utilizados para promover a hidratação do cimento e a partir da hidratação desenvolver sua resistência. Objetivo: Controlar a temperatura e o movimento de água de dentro para fora concreto e vice-versa. Fonte: https://goo.gl/Vu7cdK Elementos estruturais Imagine uma obra que a fundação foi executada em hélice contínua e, no topo de cada conjunto de estacas, um bloco em concreto armado para receber as cargas dos pilares. Você sabe diferenciar os principais elementos estruturais em concreto armado: lajes, pilares e vigas? Quais cargas eles recebem na edificação? Fonte: CHING (2017) Com a finalização das estacas e blocos, tem-se a execução dos pavimentos do edifício. Imagine que cada pavimento é composto por pilares, vigas e lajes em concreto armado. Você, como gestor, deverá acompanhar e fiscalizar algumas das características mecânicas do concreto, a fim de garantir o atendimento aos requisitos que o calculista estabeleceu em projeto. Quais são os ensaios mais comuns no mercado para verificação dessas propriedades? Quais são as etapas da construção de um elemento estrutural de concreto armado? Ensaios de controle tecnológico Slump test (NBR NM67); Resistência à compressão (NBR 5739); Fonte das imagens: Acervo da autora. 37 38 39 40 41 42 4/5/2021 8 Etapas de construção de elementos estruturais Elaboração das formas; Amarração das armaduras; Mistura do concreto; Transporte, lançamento e adensamento; Cura; Retirada do escoramento. Elementos de vedação Elementos de vedação É um sistema construtivo constituído de paredes e muros, ou obras similares, executadas com pedras, com tijolos cerâmicos, blocos de concreto, entre outros, assentados com ou sem argamassa de ligação, que tem como objetivo oferecer condições de resistência, durabilidade e impermeabilidade à edificação. Fonte: https://goo.gl/26Jdn6. Sistemas de vedação Alvenaria de tijolos (cerâmicos, de concreto, concreto celular, vidro, etc); Drywall; Placas cimentícias pré-moldadas’; Steel e wood-frame. Não tem função estrutural, apenas suportam o peso próprio e dos revestimentos Ordem de execução Aguardar 45 dias da concretagem da laje para iniciar; Peças de concreto: retirar a sujeira e o desmoldante; Chapiscar os elementos estruturais para melhorar a aderência; Aplicar a argamassa de assentamento em cima do local úmido; Assentar os tijolos, conferindo sempre o nível e o prumo; Fonte: Nakamura (2008) Ordem de execução Juntas desencontradas Fonte: SALGADO (2017). Fonte: https://goo.gl/tqxThn. 43 44 45 46 47 48 4/5/2021 9 Amarração com os elementos estruturais Fonte: Thomaz et. al. (2009, p. 28). A cada 2 ou 3 fiadas: conferir o prumo e o nível Vergas e contravergas Fonte: SALGADO (2014). Fonte: https://goo.gl/UcpMyj. Encunhamento Na elevação do fechamento das alvenarias de vedação, durante a cura da argamassa ocorre uma pequena redução de dimensões. Após 7 dias da execução da alvenaria do último pavimento executa- se encunhamento. Fonte: SALGADO (2014). Alvenaria estrutural versus alvenaria de vedação Tipos de alvenaria VEDAÇÃO Utilizada como fechamento de vãos ou delimitação de área Não tem função estrutural Grandemente utilizada como preenchimento de estruturas de CA Estrutural Suporta esforços estruturais Tem grande padronização de unidades É executada com blocos de concreto Fonte: Elaborado pela autora. Nas estruturas cujos elementos de vedação não têm função estrutural, é possível alterar a disposição de paredes ou realizar cortes para passagem das tubulações sem prejuízo da edificação. Você conhece outros elementos de vedação que permitem essa variação interna nos cômodos dos apartamentos? Fonte: Figuerola (2005, p. 20). Fonte: Istock Fonte: Istock 49 50 51 52 53 54 4/5/2021 10 Qual é o prazo entre a finalização da alvenaria e o início do encunhamento? Quais tipos de encunhamento podem ser adotados? Fonte: SALGADO (2014). Quais patologias podem ocorrer quando o prazo para início das paredes não é respeitado? E quais outras patologias são comuns em alvenaria de vedação e outros sistemas desse tipo? Fonte: Ricardo Junior (2015, p. 1). Diálogo com o professor Montagem das formas Corte e dobra do aço com montagem das armaduras Mistura do concreto Ensaios de controle tecnológico Retirada do escoramento e das formas Adensamento e cura Lançamento Transporte Fonte: Elaborado pela autora Execução da alvenaria Vergas, contravergas, encunhamento 55 56 57 58 59