2 Aplicacoes do Concreto Pilares Vigas Lajes

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A estrutura de uma 
obra de Concreto 
Armado é constituída 
basicamente por 
elementos estruturais, 
tais como:
lajes (cinza);
vigas (vermelho);
pilares (verde);
fundações (azul).
• Fundações são elementos estruturais
destinados a suportar toda a carga
proveniente dos carregamentos de esforços
oriundos do peso próprio dos elementos
estruturais, acrescidos dos carregamentos
provenientes do uso (sobrecargas).
DEFINIÇÕES EM GERAL
Esses elementos de fundação tem por finalidade distribuir os esforços estruturais para 
o solo, garantindo assim estabilidade a obra.
• Existem vários tipos de fundações e a escolha
do tipo mais adequado é função das cargas da
edificação e da profundidade da camada
resistente do solo. Com base na combinação
destas duas analises opta-se pelo tipo que
oferecer o menor custo e o menor prazo de
execução.
• As cargas da edificação são obtidas por meio
das plantas de arquitetura e estrutura, onde
são considerados os pesos próprios dos
elementos constituintes e a sobrecarga a ser
considerada nas lajes.
• Eventualmente, em função da altura da
edificação deverá também ser considerada a
ação do vento sobre a edificação.
• Fundações bem projetadas correspondem de
3% a 10% do custo total do edifício
• Estudos apontam que fundações
superdimensionadas, podem atingir de 5 a 10
vezes o custo da fundação mais apropriada.
• Porém, fundações subdimensionadas, podem
comprometer a estabilidade da obra.
Os principais tipos de fundações podem ser
reunidos em dois grandes grupos:
• fundações diretas ou rasas
• fundações indiretas ou profundas
Diretas 
ou 
Rasas
Sapata Corrida 
ou contínua
Sapata Isolada
Simples
Armada
Radier
Fundações diretas,
superficiais ou rasas
• As fundações diretas são empregadas onde as
camadas do subsolo, logo abaixo da estrutura,
são capazes de suportar as cargas.
• Numa fundação rasa ou direta a distribuição
de carga do pilar para o solo ocorre pela base
do elemento de fundação, sendo que, a carga
pontual que ocorre na base do pilar, é
transformada em carga distribuída, num valor
tal, que o solo seja capaz de suporta-la.
• São aquelas em que possuem grande
comprimento em relação as dimensões de sua
base.
• Nessas fundações, carga é transmitida ao solo
através:
– Da superfície lateral (resistência de atrito) –
apresentado grande capacidade de carga devido ao
atrito lateral do corpo do elemento de fundação com
o solo.
– E também da base (resistência de ponta) -
apresentando pouca capacidade de suporte.
Fundações indiretas ou profundas
Dimensão mínima
• Em planta, as sapatas ou os blocos não devem ter
dimensão inferior a 60 cm.
Profundidade mínima
• A base de uma fundação deve ser assentada a
uma profundidade tal que garanta que o solo de
apoio não seja influenciado pelos agentes
atmosféricos e fluxos d’água. Nas divisas com
terrenos vizinhos, salvo quando a fundação
apoiar-se em sobre rocha, tal profundidade não
deve ser inferior a 1,5 m.
DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS DAS 
FUNDAÇÕES DIRETAS
• São utilizadas em obras de pequena área e
carga, (edícula sem laje, barraco de obras,
abrigo de gás; água etc.).
• São empregadas para receber as ações
verticais de paredes, muros, ou elementos
alongados que transmitem carregamento
uniformemente distribuído em uma direção
Fundação direta tipo
sapata corrida em concreto
Detalhes e disposições construtivas de 
Sapatas Corridas
Sapatas Isoladas
Segundo NBR 6122, é um elemento de fundação
superficial, executado em de concreto armado,
dimensionado de modo que as tensões de tração
nele produzidas (nas suas extremidades) não
sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo
emprego da armadura.
Sapatas Isoladas
Transmitem ações de um único pilar, com seção não
alongada. É o tipo de sapata mais frequentemente
utilizado. Tais sapatas podem apresentar bases quadrada,
retangular ou trapezoidal, com a altura constante ou
variando linearmente entre as faces do pilar à extremidade
da base.
Sapatas Isoladas
Exemplo de detalhes e disposições 
construtivas de Sapatas Isoladas
Exemplo de detalhes e disposições 
construtivas de Sapatas Isoladas
Exemplo de detalhes e disposições 
construtivas de Sapatas Isoladas
- Abertura das valas (cavas);
- Esgotamento de água, se for o caso;
- Apiloamento do fundo;
- Lançamento de concreto magro no fundo;
- Posicionamento das formas;
- Posicionamento da armadura do fundo;
- Posicionamento da armadura do pilar - localização do 
eixo pela tabeira de locação da obra;
- Concretagem;
- Retirada de formas após o endurecimento do concreto;
- Cura do concreto.
Passos para execução
• Trata-se de uma laje, destinada a receber 
todas as cargas da edificação transmiti-las de 
forma distribuída ao solo onde encontra-se 
diretamente apoiada.
Radier
Projeto de armação de Radier
Estacas
Peças alongadas, cilíndricas 
ou prismáticas, cravadas ou 
confeccionadas no próprio 
solo, projetadas com a 
finalidade de distribuir ou 
transmitir a carga de 
trabalho “F”, aplicada sobre 
o Bloco de Coroamento 
conforme figura ao lado:
• Existe hoje uma variedade muito grande de
estacas para fundações. Com certa frequência,
um novo tipo de estaca é introduzido no mercado
e a técnica de execução de estacas está em
permanente evolução. A execução de estacas é
uma especialidade da engenharia.
• Entre os principais materiais empregadas na
confecção das estacas se pode citar:
– madeira;
– aço;
– concreto (pré-moldadas e moldadas “in loco”).
Estacas
• As estacas escavadas são aquelas executadas
“in loco” através da perfuração do terreno por
um processo qualquer, com remoção de
material.
• Nessa categoria se enquadram entre outras as
estacas tipo broca, executada manual ou
mecanicamente e as do tipo “Strauss”.
As estacas também são classificadas em estacas de 
deslocamento e estacas escavadas.
• As estacas de deslocamento são aquelas
introduzidas no terreno através de algum
processo que não promova a retirada do solo.
• Enquadram-se nessa categoria as estacas pré-
moldadas de concreto armado, as estacas de
madeira, as estacas metálicas, as estacas
apiloadas de concreto e as estacas de concreto
fundido no terreno dentro de um tubo de
revestimento de aço cravado com a ponta
fechada, sendo as estacas tipo Franki o exemplo
mais característico dessas últimas.
As estacas também são classificadas em estacas de 
deslocamento e estacas escavadas.
• Essas emendas podem ser constituídas por anéis metálicos ou
por luvas de encaixe tipo ”macho e fêmea” quando as estacas
não estivem sujeitas a esforços de tração tanto na cravação
quanto na utilização, ou em caso contrário, emenda do tipo
soldável, onde a altura h e a espessura e da chapa são função
do diâmetro da armadura longitudinal e do diâmetro da
estaca.
• Essas emendas podem ser constituídas por anéis metálicos ou
por luvas de encaixe tipo ”macho e fêmea” quando as estacas
não estivem sujeitas a esforços de tração tanto na cravação
quanto na utilização, ou em caso contrário, emenda do tipo
soldável, onde a altura h e a espessura e da chapa são função
do diâmetro da armadura longitudinal e do diâmetro da
estaca.
• Em campo, a “nega” é obtida através da média de
comprimento cravado nos últimos 10 golpes do
martelo de cravação por 3 vezes consecutivo.
Nega
O valor para a Nega varia em função da
Resistência oferecida pelo solo à penetração da
estaca, Peso do pilão, Peso da estaca, Altura de
queda do pilão.
Nega
Vídeos
• Indicação:
Obras de pequenas dimensões que exigem baixa
capacidade de carga (até 5 tf).
• Limitações:
Recomenda-se que sejam executadas somente acima do
níveldo lençol freático para evitar o estrangulamento do
fuste.
Além disso, apresenta perigo de introdução de solo no
concreto durante o enchimento. Trabalha apenas à
compressão.
• Além das brocas, existem uma grande variedade
de tipos de estacas concretadas no local,
diferenciadas entre si, principalmente, pela forma
que são escavadas e pela forma de colocação do
concreto. De um modo geral crava-se um tubo de
aço até a profundidade prevista pela sondagem
geotécnica, enchendo–se com concreto que vai
sendo apiloado até que se retire o tubo. Entre os
vários tipos existentes destacam-se as estacas
tipo Franki e as estacas tipo Strauss.
Estacas Concretadas
no Local
Estaca tipo
Franki
• A estaca tipo Franki utiliza um tubo de
revestimento cravado com a aponta
fechada por meio de bucha e recuperado
após a concretagem da estaca.
• O concreto usado na execução da estaca é relativamente
seco com baixo fator água-cimento, resultando em um
concreto de slump zero, de modo a permitir o forte
apiloamento previsto no método executivo.
• A armação da estaca é constituída por barras longitudinais
e estribos que devem ter dimensões compatíveis com o
diâmetro do tubo e do pilão.
• A execução de estacas tipo Franki, quando bem aplicada,
praticamente não sofre restrições de emprego diante das
características do subsolo, salvo casos particulares como
aqueles constituídos por espessas camadas de solo muito
mole.
Estaca tipo
Franki
• A seguir são relacionados alguns aspectos da
estaca tipo Franki, que fazem parte do método
de execução, e que a diferencia dos outros
tipos de estacas concretadas no local
contribuindo para a elevada carga de trabalho
da estaca:
Estaca tipo
Franki
• A cravação com ponta fechada isola o tubo de revestimento
da água do subsolo, o que não acontece com outros tipos
de estaca executada com ponta aberta;
• A base alargada dá maior resistência de ponta que todos os
outros tipos de estaca;
• O apiloamento da base compacta solos arenosos, bem
como, aumenta o diâmetro da estaca em todas as direções,
aumentando sua a resistência de ponta. Em solos argilosos
o apiloamento da base expele a água da argila, que é
absorvida pelo concreto seco da mesma, consolidando e
reforçando seu contorno;
• O apiloamento do concreto contra o solo para formar o
fuste da estaca compacta o solo e aumenta o atrito lateral;
• O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado
durante a cravação.
• A execução da estaca é iniciada pelo posicionamento do tubo de
revestimento e formação da bucha. Após apoiar o tubo sobre o terreno,
lança-se concreto seco em seu interior para ser compactado pelo impacto
de golpes do pilão e expandir lateralmente aderindo fortemente ao tubo. A
seguir o tubo é cravado no terreno pelo impacto de repetidos golpes do
pilão na bucha. A profundidade final de cravação é definida, pela verificação
da nega do tubo nos últimos metros de cravação.
• Terminada a cravação, o tubo é preso à torre do bate estaca por meio de
cabos de aço, para expulsar a bucha e iniciar a execução da base alargada. O
alargamento da base é obtido apiloando-se fortemente pequenas e
sucessivas quantidades de concreto quase seco (slump zero).
• Terminada a base alargada, coloca-se a armação, ajustando-a para
incorporá-la na base e ao mesmo tempo instalar o cabo de controle da
armação de uma de suas barras.
• A seguir inicia-se a concretagem do fuste lançando-se sucessivas camadas
de pequena altura de concreto e recuperando o tubo com apiloamento das
camadas. Durante a concretagem do fuste controla-se a altura de concreto
dentro do tubo pela marca do cabo do pilão e a integridade da armação e
do fuste pelo cabo de controle da amarração. A concretagem do fuste é
terminada cerca de 30 cm acima da cota de arrasamento.
• As estacas tipo Strauss foram projetadas,
inicialmente, como alternativa às estacas pré-
moldadas cravadas por percussão devido ao
desconforto causado pelo processo de cravação,
quer quanto à vibração ou quanto ao ruído.
• O processo é bastante simples, consistindo na
retirada de terra com sonda ou piteira e,
simultaneamente, introduzir tubos metálicos
rosqueáveis entre si, até atingir a profundidade
desejada e posterior concretagem com
apiloamento e retirada da tubulação.
Estaca
Strauss
Por utilizar equipamento leve e barato a estaca tipo 
Strauss possui as seguintes vantagens:
• ausência de vibrações e trepidações em prédios vizinhos;
• possibilidade de execução da estaca com o comprimento
projetado;
• possibilidade de verificar durante a perfuração, a presença
de corpos estranhos no solo, matacões, etc, permitindo a
mudança de locação antes da concretagem;
• possibilidade da constatação das diversas camadas e
natureza do solo, pois a retirada de amostras permite
comparação com a sondagem à percussão;
• possibilidade de montar o equipamento em terrenos de
pequenas dimensões;
• autonomia, importante em regiões ou locais distantes.
• quando a pressão da água for tal que impeça o
esgotamento da água no furo com a sonda, a adoção desse
tipo de estaca não é recomendável;
• em argilas muito moles saturadas e em areias submersas, o
risco de seccionamento do fuste pela entrada de solo é
muito grande, e nesses casos esta solução não é indicada;
• é indispensável um controle rigoroso da concretagem da
estaca de modo a não ocorrer falhas, pois a maior
ocorrência de acidentes com estas estacas devem-se a
deficiências de concretagem durante a retirada do tubo.
Como principais desvantagens das estacas tipo Strauss 
podemos citar: 
Estaca cuja perfuração é realizada por rotação em direção vertical ou
inclinada.
Execução:
A perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material
escavado é eliminado continuamente por uma corrente fluida (água, lama
ou ar) que, introduzida através do tubo reflui pelo espaço entre o tubo e o
terreno. Na sequencia, coloca-se a armadura e se concreta à medida que o
tubo de perfuração é retirado.
Indicações:
Locais com espaços restritos, solos com matacões, rocha ou concreto,
reforços de fundações, estabilização de encostas; locais onde haja
necessidade de ausência de ruídos, quando são expressivos os esforços
horizontais transmitidos pela estrutura às estacas de fundação, quando há
esforços de tração a solicitar o topo das estacas.
Limitações:
Concebida para reforço de fundação passou a ser utilizada em fundações de
novas estruturas. Assim, as cargas adotadas foram aumentadas,
ultrapassando 1.000 kN. Por isso, a NBR 6122 fixou a obrigatoriedade de
realizar o número mais alto de provas de carga nesse tipo de estaca.
Estaca Raiz
Quando comparados a outros tipos de fundações,
os tubulões apresentam as seguintes vantagens:
• os custos de mobilização e de desmobilização são menores que os de bate-estacas e outro
equipamentos;
• as vibrações e ruídos provenientes do processo construtivo são de muito baixa intensidade;
• pode-se observar e classificar o solo retirado durante a escavação e compará-lo às condições
do subsolo previstas no projeto;
• o diâmetro e o comprimento do tubulão pode ser modificado durante a escavação para
compensar condições do subsolo diferentes das previstas;
• as escavações podem atravessar solos com pedras e matacões, sendo possível penetrar em
vários tipos de rocha;
• é possível apoiar cada pilar em um único fuste, em lugar de diversas estacas, eliminando a
necessidade de bloco de coroamento.
• Em tubulões ar comprimido, seja de camisa de aço ou
de camisa de concreto, a pressão máxima de ar
comprimido empregada é de 3,4 atm (340 kPa), razão
pela qual esses tubulões têm sua profundidade
limitada a 34m abaixo do nível do mar.
• Em qualquer etapa da execução deve-se observar que
o equipamento deve permitir que se atenda,
rigorosamente, os temposde compressão e
descompressão pela legislação em vigor, só se
admitindo trabalhos sob pressões superiores a 150 kPa
quando as seguintes providências forem tomadas:
• estar à disposição da obra 
equipe permanente de 
socorro médico; 
• estar disponível na obra 
câmara de descompressão 
equipada; 
• existir na obra compressores 
e reservatórios de ar 
comprimido de reserva; 
• que seja garantida a 
renovação do ar, sendo o ar 
injetado em condições 
satisfatórias para o trabalho 
humano 
• Primeiro, há a escavação ao redor das estacas até
atingir-se a cota de assentamento dos blocos, em
seguida quebra-se a estaca de forma adequada e na
altura propícia para que sejam construídos os blocos de
ligação com os pilares.
• Essa operação é executada manualmente com auxilio
de um ponteiro e marreta de ferro, cortando-se a
estaca, no sentido de baixo para cima, com uma
pequena inclinação em relação a horizontal, sem cortar
as armaduras da estaca, pois as mesmas serão unidas
(ancoragem) aos elementos estruturais de ligação.
Cota de arrasamento da cabeçada 
estaca
Cota de arrasamento da cabeça da 
estaca
Obs.: A estaca de concreto armado, seja cravada ou moldada no
local, deverá ficar embutida pelo menos 5 cm dentro do bloco
de ligação (coroamento).
Cota de arrasamento da cabeça da 
estaca
Cota de arrasamento da cabeça da 
estaca
Cota de arrasamento da cabeça da 
estaca
• São blocos maciços de concreto armado que
solidarizam as cabeças das estacas
responsáveis pela transmissão dos esforços
provenientes dos pilares até a camada
resistente do solo.
• Esses elementos são intermediários entre a
estaca e os outros elementos estruturais como
a viga baldrame e o próprio pilar.
Bloco de ligação ou coroamento da 
cabeça da estaca
Bloco de ligação ou coroamento da 
cabeça da estaca
Bloco de ligação ou coroamento da 
cabeça da estaca
• O número de estacas de um bloco de
coroamento “n” é dado em função da relação
entre a carga de serviço “P” recebida pelo
bloco e da carga máxima para o tipo de cada
estaca, isto é, a carga total que o bloco recebe
dos elementos estruturais dividido pela
capacidade de carga P de cada estaca,
conforme formula abaixo:
Bloco de ligação ou coroamento da 
cabeça da estaca
PP
Bloco de ligação ou coroamento da 
cabeça da estaca
1P
P
2P
PP
4P
PP
• No caso de pilares posicionados junto a divisa do
terreno, para fundações tipo sapatas, o momento
produzido pelo não alinhamento da ação com a reação
deve ser absorvido por uma viga, conhecida como viga
de equilíbrio ou viga alavanca, apoiada na sapata junto
a divisa e na sapata construída para um pilar interno.
• Portanto, a viga de equilíbrio tem a função de
transmitir a carga vertical do pilar para o centro de
gravidade da sapata de divisa e, ao mesmo tempo,
resistir aos momentos fletores produzidos pela
excentricidade da carga do pilar em relação ao centro
dessa sapata.
Viga de Equilíbrio
ou Viga Alavanca
Viga de Fundação ou Baldrame
• Pilares são “elementos lineares de eixo reto,
usualmente dispostos na vertical, em que as
forças normais de compressão são
preponderantes” (NBR 6118/2003, item 14.4.1.2).
• São destinados a transmitir as ações às
fundações, embora possam também
transmitir para outros elementos de apoio. As
ações são provenientes geralmente das vigas,
bem como de lajes também.
Pilar 
• Os pilares são os elementos estruturais de
maior importância nas estruturas, tanto do
ponto de vista da capacidade resistente dos
edifícios quanto no aspecto de segurança.
Além da transmissão das cargas verticais para
os elementos de fundação, os pilares podem
fazer parte do sistema de contraventamento
responsável por garantir a estabilidade global
dos edifícios às ações verticais e horizontais.
• Pela definição da NBR 6118/03, vigas “são
elementos lineares em que a flexão é
preponderante”.
• As vigas são classificadas como barras e são
normalmente retas e horizontais, destinadas a
receber ações das lajes, de outras vigas, de
paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares,
etc.
• A função das vigas é basicamente vencer vãos e
transmitir as ações nelas atuantes para os apoios,
geralmente os pilares.
Viga 
• As ações são geralmente perpendicularmente
ao seu eixo longitudinal, podendo ser
concentradas ou distribuídas. Podem ainda
receber forças normais de compressão ou de
tração, na direção do eixo longitudinal. As
vigas, assim como as lajes e os pilares,
também fazem parte da estrutura de
contraventamento responsável por
proporcionar a estabilidade global dos
edifícios às ações verticais e horizontais.
• As armaduras das vigas são geralmente
compostas por estribos, chamados “armadura
transversal”, e por barras longitudinais,
chamadas “armadura longitudinal”.
• As emendas de concretagem devem ser feitas de
acordo com a orientação do Engenheiro calculista
para uma adequada identificação dos pontos de
menor força atuante, mas em geral, a emenda
deve ser feita a 1/4 do apoio, onde geralmente os
esforços são menores.
• Devemos evitar as emendas nos apoios e no
centro dos vãos, pois os momentos negativos e
positivos, respectivamente, são máximos.
Emendas
• As vigas deverão ser concretadas de uma só 
vez, caso não haja possibilidade, fazer as 
emendas à 45º.
Quando uma concretagem for interrompida por mais
de três horas a sua retomada só poderá ser feita 72
horas após a interrupção; este cuidado é necessário
para evitar que a vibração do concreto
novo, transmitida pela armadura, prejudique o
concreto em início de endurecimento. A superfície
deve ser limpa, isenta de partículas soltas, e para
maior garantia de aderência do concreto novo com o
velho devemos:
1º retirar com ponteiro as partícula soltas
2º molhar bem a superfície e aplicar uma pasta
de cimento ou um adesivo estrutural para
preencher os vazios e garantir a aderência.
3º o reinicio da concretagem deve ser feito
preferêncialmente pelo sentido oposto.
• As lajes são os elementos planos que se destinam
a receber a maior parte das ações aplicadas
numa construção, como de pessoas, móveis,
pisos, paredes, e os mais variados tipos de carga
que podem existir em função da finalidade
arquitetônica do espaço físico que a laje faz
parte.
• As ações são comumente perpendiculares ao
plano da laje, podendo ser divididas em:
– distribuídas na área (peso próprio, revestimento de
piso, etc.),
– distribuídas linearmente (paredes),
– ou forças concentradas (pilar apoiado sobre a laje).
Laje 
• As lajes maciças de concreto, com espessuras que
normalmente variam de 7 cm a 15 cm, são
comuns em edifícios de pavimentos e em
construções de grande porte, como escolas,
indústrias, hospitais, pontes, etc.
• De modo geral, não são aplicadas em construções
residenciais e outras de pequeno porte, pois
nesses tipos de construção as lajes nervuradas
pré-fabricadas apresentam melhor relação custo
benefício.
• Alguns dos tipos mais comuns de lajes são:
maciça apoiada nas bordas, nervurada, lisa e
cogumelo. Laje maciça é um termo que se usa
para as lajes sem vazios apoiadas em vigas nas
bordas, como as lajes apresentadas nas
imagens anteriormente.
• As lajes lisas e cogumelo também não têm
vazios, porém, tem outra definição.
• “Lajes cogumelo são lajes apoiadas
diretamente em pilares com capitéis,
enquanto lajes lisas são as apoiadas nos
pilares sem capitéis”
(NBR 6118/03, item 14.7.8)
• As lajes lisa e cogumelo também são
chamadas pela norma como lajes sem vigas.
• Elas apresentam a eliminação de grande parte
das vigas como a principal vantagem em
relação às lajes maciças, embora por outro
lado tenham maior espessura. São usuais emtodo tipo de construção de médio e grande
porte, inclusive edifícios de até 20
pavimentos. Apresentam como vantagens
custos menores e maior rapidez de
construção. No entanto, são suscetíveis a
maiores deformações (flechas).
• As lajes pré-fabricadas do tipo treliçada, onde a
armadura tem o desenho de uma treliça espacial,
possui maior aplicação em construções
residenciais de pequeno porte e até mesmo em
edifícios de baixa altura, principalmente devido
ao bom comportamento estrutural em pequenos
vãos e também por apresentar grande facilidade
de execução.
• Em algumas regiões do Brasil, já utiliza-se
também lajes pré-fabricadas protendidas,
onde o preenchimento entre as vigotas, pode
ser feito com lajota cerâmica ou com EPS,
sendo que a opção pelo EPS oferece como
vantagens a redução do escoramento e menor
peso próprio para a estrutura.