Sistema Estrutural de Edifícios

Prévia do material em texto

Objetivos
Revisão Bibliográfica
O sistema estrutural dos edifícios regulares de concreto armado é constituído por lajes, vigas e pilares, ou a união desses elementos, como as escadas. Os pilares presentes no nível do terreno ou abaixo dele são apoiados em fundações, que distribuem os carregamentos da edificação para o solo. Cada elemento tem uma função, de acordo com os esforços solicitantes, e deve possuir segurança com relação aos Estados Limites Últimos e de Serviço (GIONGO, 2007).
Para Araújo (2014b) as lajes são elementos estruturais capazes de absorver as cargas do uso da edificação que são aplicadas nos pisos e transmiti-las até as vigas, assim como possuem função de distribuir as ações horizontais entre os contraventamentos. Afirma Araújo (2014b) que existem diversos tipos de lajes, como as maciças, nervuradas, cogumelos e pré- moldadas e a escolha entre elas deve levar em consideração questões econômicas e a segurança da edificação
Fundações
Para Pinheiro, Muzardo e Santos (2004), as fundações tratam-se de elementos que transferem todos os esforços da edificação para o solo, sendo só então esses esforços absorvidos. Consoante as ideias de Araújo (2014c), a escolha do tipo de fundação a ser projetada leva em consideração as características, deformações e resistências do solo em que será distribuído o carregamento do edifício, além de uma escolha adequada para o tipo de superestrutura e carregamentos atuantes. Ainda, afirma Araújo (2014c) que as fundações devem estar em profundidade adequada, ser segura perante as rupturas do solo e atender aos recalques máximos da edificação.
Vigas
Explicam Pinheiro, Muzardo e Santos (2004), que os elementos denominados vigas se caracterizam por serem barras na posição horizontal, com função de delimitar as dimensões das lajes, suportar o peso das paredes, receber as ações provenientes das lajes ou até mesmo de outras vigas e transmitir todo esse carregamento até seus apoios, usualmente os pilares.
Pilares
São barras mantidas na posição vertical, com função de receber as ações das vigas ou até mesmo diretamente das lajes, assim como de todos os pavimentos superiores da edificação, e transmitir esses carregamentos para os elementos inferiores ou até a fundação (PINHEIRO; MUZARDO; SANTOS, 2004).
Lajes maciças
Através do item 13.2.4.1 da NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (ABNT, 2014), as lajes maciças seguem os critérios mínimos para determinar a espessura:
	· 7,0 cm para cobertura não em balanço;
· 8,0 cm para lajes de piso não em balanço;
· 10 cm para lajes em balanço;
· 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total ou igual a 30 kN;
· 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN;
· 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas, com o mínimo de L/42 para lajes de pisos biapoiadas e L/50 para lajes de piso contínuas;
· 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo, fora do capitel.
Fonte: NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (ABNT, 2014).
Segundo Spohr (2008), a laje maciça convencional não é adequada para vencer grandes vãos. É pratica usual adotar-se como vão médio um valor entre 3,5 m e 5 m. A laje maciça é limitada ao uso de grandes vãos (BRANDALISE; WESSLING, 2015).
De acordo com Franca e Fusco (1997), utilizando-se o sistema de lajes maciças com vigas nos pavimentos de edifícios usuais de concreto armado, também conhecido sistema convencional, esta parcela chega a quase 2/3 do volume total de concreto consumido pelas estruturas do edifício (no conjunto total da edificação).
Comumente são utilizadas lajes maciças nos pisos dos edifícios de concreto armado. Porém, quando projetadas para vencer grandes vãos, essas lajes demandam espessuras tão grandes que a maior parte do carregamento passar a ser constituído por seu peso próprio, o que torna essa solução antieconômica (ARAÚJO, 2003, p. 143).
Segundo Brandalise e Wessling (2015), a laje é feita por etapas, seguindo um cronograma de execução, podendo ser divididas em sete etapas:
1. Colocação das fôrmas e dos escoramentos;
2. Colocação das armaduras;
3. Instalação de caixas, tubos e eletrodutos;
4. Preparação e lançamento do concreto;
5. Adensamento do concreto;
6. Cura do concreto;
7. Retirada das fôrmas e dos escoramentos.
Lajes Nervuradas Pré-moldadas
Segundo o item 14.7.7 da ABNT NBR 6118 (2007), as lajes nervuradas são as lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração (região abaixo da linha neutra) para momentos positivos está localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte. Segundo (Botelho,1991), as vigotas de concreto armado, possuem armaduras longitudinais de aço CA-50 ou CA-60, com um concreto de Fck não inferior a 18 Mpa.
Citam os autores Pinheiro e Rezente (2003) os enchimentos de maior utilização no mercado:
1. blocos cerâmicos ou blocos de concreto: ambos são usualmente utilizados em lajes com vigotas pré-moldadas, possuindo um peso específico elevado quando comparado com outros materiais de enchimento;
2. blocos de EPS: esse material de enchimento é geralmente utilizado em conjunto com as vigotas pré-moldadas, com facilidade de execução, alto desempenho térmico, acústico e de acabamento;
3. caixotes reaproveitáveis: constitui-se de fôrmas de polipropileno ou metal contendo caixotes que formam as nervuras, são reaproveitáveis e dispensam a utilização de tabuleiro tradicional, empregando-se apenas pranchas alocadas nas regiões das nervuras.
Fonte: Catálogo Técnico Belgo (2012)
Segundo Droppa Junior (1999), as lajes treliçadas podem ser tratadas como estruturas monolíticas, devido à grande solidarização da armadura com o concreto moldado no local. A princípio, estas lajes têm o mesmo funcionamento estrutural de uma laje projetada da forma convencional, sendo que os elementos pré-moldados têm, no caso, função de racionalização na execução, proporcionando à obra rapidez e economia.
Segundo (RICARDO GASPAR, 1997) as Lajes pré-fabricadas feitas com vigotas de concreto armado, assim como as demais apresentam vantagens e desvantagens, no geral apresentam limitações, podendo atender vãos entre 4 m a 6 m e não podendo receber grandes cargas acidentais, isso se deve ao fato da ausência de estribos nas vigotas.
As lajes treliçadas podem ser classificadas como lajes unidirecionais ou bidirecionais. De acordo com a ABNT NBR 14859-1 (2002), as lajes pré-fabricadas unidirecionais são constituídas por nervuras principais longitudinais dispostas em uma única direção. Podem ser empregadas algumas nervuras transversais perpendiculares às nervuras principais para fazer o travamento lateral.
Afirmam Franca e Fusco (1997) que as lajes nervuradas se tratam de uma evolução das convencionais lajes maciças, a fim de reduzir uma grande parte do concreto devido aos vazios obtidos de forma padronizada e regular, proporcionando diminuição no peso próprio da estrutura e economia em razão do melhor aproveitamento de concreto e aço.
Estudo de Caso: Edificação comercial
De acordo com Giongo (2007), a disposição dos elementos estruturais é de extrema importância para a segurança da edificação e deve estar compatibilizado com o projeto arquitetônico. Nos edifícios de concreto armado, os elementos que compõem o sistema estrutural são as lajes, vigas e pilares, ou a união desses elementos. O sistema estrutural é composto de lajes maciças internas a edificação, lajes de vigotas unidirecionais no balanço externo (marquises), vigas, pilares e sapatas de isoladas e sapatas de divisa no limite do terreno. A figura 01 apresenta a concepção estrutura.
	Figura 01 – Concepção estrutural
	
	Fonte: Autor (2023)
As Vistas das superfícies do plano de fundação, primeira laje e laje de cobertura estão apresentadas na figura 02, todos os pilares, vigas e lajes lançadas na estrutura.
	Figura 02 – Vistas das superfícies do plano de fundação, primeira laje e laje de cobertura
	 
	Fonte: Autor (2023)
	Figura 03 – Detalhamento da Laje de fundação
	
	
	Figura 04 – Detalhamento da Lajedo primeiro pavimento
	
	
 
	Figura 05 – Detalhamento da Laje de Cobertura
	
	
	Figura 06 – Detalhamento das armaduras longitudinais e transversais (inferior e superior) da laje do primeiro pavimento
	 
	
	Figura 06 – Detalhamento das armaduras longitudinais e transversais (inferior e superior) da laje do pavimento de cobertura
	 
	
Referências bibliográficas
ABNT NBR 6118:2014: Projetos de estruturas de concreto - procedimento. Rio de Janeiro, 2014.
ARAUJO, José Milton. Curso de Concreto Armado. Rio Grande: Dunas, 2010.
BRANDALISE, Guilherme Meurer; WESSLING, Luan Ives. Estudo comparativo de custo entre laje maciça simples e laje de vigotas pré-fabricadas treliçadas em edifícios de até quatro pavimentos no município de Pato Branco, Paraná, Brasil. 2015. 102 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2015.
DROPPA JÚNIOR, A. Análise estrutural de lajes formadas por elementos pré- moldados tipo vigota com armação treliçada. 1999. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 1999.
FRANCA, A.B.M; FUSCO, P.B. As lajes nervuradas na moderna construção de edifícios. São Paulo, AFALA E ABRAPEX, 1997.
FUSCO, P. B. Estruturas de concreto – solicitações normais. Rio de janeiro. Ed. LTC, 1981, 464p.
FUSCO, P. B. Técnica de armar as estruturas de concreto. 1. ed, 4. tiragem. São Paulo: Pini, 1995
GASPAR, Ricardo, Analise da segurança estrutural das lajes pré-fabricadas na fase de construção – São Paulo 1997.
GIONGO, J. S. Concreto armado: projeto estrutural de edifícios. Apostila, São Carlos, Escola de Engenharia de São Carlos – USP, Departamento de Engenharia de Estruturas, 2007, 184p.
SPOHR, V. H. Análise comparativa: sistemas estruturais convencionais e estruturas de lajes nervuradas. 2008. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria.
PINHEIRO, MUZARDO & SANTOS, Fundamentos do concreto e projeto de edifícios – Monografia apresentada a USP – Universidade de São Paulo – Escola de Engenharia de São Carlos - USP – EESC – Dep. Eng. de Estruturas, 2004.
image6.png
image7.png
image8.png
image9.png
image10.png
image11.png
image12.png
image1.png
image2.png
image3.png
image4.png
image5.png