Atividade Contextualizad de Concreto Armado

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Atividade Contextualizada de Concreto Armado
 Aluno: Edvaldo Bessa de Souza
 Curso: Engenharia civil 
 Matrícula: 01566877
Os elementos estruturais de uma edificação garantem o apoio e a estabilidade que uma obra precisa. Eles são escolhidos de acordo com a carga necessária de sustentação e são definidos logo na etapa inicial de projeto, pois servem de base para os demais componentes. Normalmente, se faz uso do sistema laje-viga-pilar para criar uma sólida superestrutura, que iniciará as construções acima do solo e suportará todo o peso aplicado na sequência.
Para isso é necessário ter em mente a quantidade de cargas permanentes, compostas por elementos da própria construção, e de cargas acidentais, como pessoas e automóveis. Também é o momento de alinhar expectativas quanto a estrutura do imóvel, como quantidade de pisos, necessidade de cobertura e outros fatores que envolvem adição de revestimentos, pisos e paredes e geram maior sobrecarga para a superestrutura. Desse modo guiar a obra com menos surpresas e adaptações pelo caminho.
Embora pareçam ser peça chave para toda propriedade, um desses elementos estruturais é dispensável para a estabilidade de uma edificação. Neste artigo é possível encontrar mais detalhes sobre o fundamento construtivo de lajes, vigas e pilares, bem como a diferença entre cada estrutura e sua principal finalidade em uma obra.
As vigas são colocadas normalmente entre dois pilares na parte mais alta de sua construção. São utilizadas em horizontal e distribuem a força recebida pela estrutura para as colunas, dividindo o peso. Também servem de base para as lajes e são importantes elementos para aplicação de cisalhamento e flexão. Desse modo estão presentes nos mais variados portes de construção. Para dar forma às vigas, pode ser utilizado o sistema de caixaria, que utiliza tábuas de madeira amarradas entre si e feitas com muita técnica para que a estrutura formada esteja correta.
A laje é um elemento construído na horizontal e que possui como diferenciais sua composição e dimensão. É posicionada sobre as vigas e tem a responsabilidade de suportar as cargas que aplicam cisalhamento a partir da criação de diferentes pavimentos. Além disso, as lajes podem conferir mais atributos à construção, como o isolamento térmico ao se utilizar isopor em sua estrutura.
Proposta:
Um engenheiro calculista elabora um projeto estrutural para um edifício empresarial em concreto armado segundo figura abaixo.
A estrutura de uma de suas lajes maciça de concreto, armada nas duas direções, totalmente apoiada em suas bordas, com 10 cm de espessura e está submetida a uma sobrecarga de 3,5 kN/m2. Se o peso específico do concreto armado for de 25 kN/m3, encontre os carregamentos distribuídos e as flechas limites segundo a NBR 6118, sobre as vigas V1 e V3, em kN/m, devido somente à contribuição da laje e da sobrecarga.
Introdução
A análise estrutural de lajes maciças de concreto armado é fundamental para garantir a segurança e a estabilidade de uma edificação. Neste trabalho, será realizada a análise de uma laje maciça de concreto armado, com 10 cm de espessura, submetida a uma sobrecarga de 3,5 kN/m². O objetivo é determinar os carregamentos distribuídos e as flechas limites segundo a NBR 6118, sobre as vigas V1 e V3, devido à contribuição da laje e da sobrecarga.
Teoria e Fundamentos
Lajes Maciças de Concreto Armado
As lajes maciças de concreto armado são elementos estruturais planos, geralmente horizontais, que distribuem as cargas atuantes sobre elas para as vigas e pilares. A espessura da laje, o tipo de armadura e as condições de apoio são fatores críticos que influenciam o comportamento estrutural da laje.
Cargas Atuantes
As cargas atuantes em uma laje podem ser classificadas em:
Cargas Permanentes (g): Peso próprio da laje e outros elementos fixos.
Cargas Acidentais (q): Sobrecargas devido ao uso, como móveis, pessoas, etc.
Flechas Limites
A NBR 6118 estabelece limites para as flechas (deslocamentos verticais) em lajes, visando garantir a segurança e o conforto dos usuários. Para lajes destinadas a edifícios comerciais, a flecha limite é geralmente de L/250, onde L é o vão da laje.
Cálculos
Dados Iniciais
· Espessura da laje (h): 10 cm = 0,10 m
· Peso específico do concreto armado (γ): 25 kN/m³
· Sobrecarga (q): 3,5 kN/m²
Cálculo do Peso Próprio da Laje (g)
O peso próprio da laje é calculado multiplicando a espessura da laje pelo peso específico do concreto armado:
Carga Total na Laje (p)
A carga total na laje é a soma do peso próprio e da sobrecarga:
Carregamentos Distribuídos sobre as Vigas V1 e V3
Considerando que a laje está totalmente apoiada em suas bordas, os carregamentos distribuídos sobre as vigas V1 e V3 podem ser calculados considerando a distribuição de cargas nas direções x e y. Para uma laje armada em duas direções, a carga é distribuída igualmente nas duas direções.
Onde L é o vão da laje na direção considerada. Supondo que o vão da laje seja Lx e Ly, e que Lx = Ly = L, temos:
Cálculo das Flechas Limites
A flecha limite para lajes de edifícios comerciais, segundo a NBR 6118, é de L/250. Portanto, a flecha máxima permitida (δ_max) é:
Conclusão
A análise estrutural da laje maciça de concreto armado revelou que o carregamento distribuído sobre as vigas V1 e V3 é de 3,0 kN/m, considerando a contribuição da laje e da sobrecarga. A flecha limite, conforme a NBR 6118, é de L/250, o que deve ser verificado durante o projeto para garantir a segurança e o conforto dos usuários. Além disso, conforme as diretrizes da NBR 6118, é essencial monitorar as deformações da estrutura. A flecha limite de 16,67 mm garante que a deflexão da laje não comprometa a estética ou funcionalidade do espaço, evitando problemas como trincas ou desconforto para os ocupantes. Portanto, os cálculos realizados são não apenas teóricos, mas aplicáveis diretamente à prática de engenharia, com implicações significativas no desempenho e segurança da construção. A escolha adequada dos materiais e o correto dimensionamento das vigas e lajes são fundamentais para o sucesso do projeto estrutural.
Este estudo ainda destaca a importância de uma análise detalhada dos elementos estruturais, especialmente em projetos de edifícios comerciais, onde a segurança e a estabilidade são primordiais. A correta aplicação dos princípios da engenharia estrutural, aliada às normas técnicas, garante a eficiência e a durabilidade das construções. É importante ressaltar que o dimensionamento adequado das vigas e lajes não apenas garante a segurança, mas também influencia diretamente no custo final da obra. Estruturas superdimensionadas podem resultar em desperdício de materiais e recursos financeiros, enquanto estruturas subdimensionadas podem levar a problemas de manutenção e segurança no futuro. Assim, um balanceamento entre segurança e economia deve ser buscado, visando a durabilidade do edifício, a minimização de riscos e a otimização dos recursos. Essa abordagem técnica e econômica reforça a responsabilidade do engenheiro na concepção de projetos que atendem às normas vigentes e às expectativas dos usuários.
Referências
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.
HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais. 7ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.
SUSSEKIND, J. C. Curso de Concreto Armado. 4ª ed. Rio de Janeiro: Globo, 1984.
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