Aula 3

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SISTEMAS	ESTRUTURAIS		- 5P	AULA	2
ENG	BRUNA	COELHO
AULA	REFERENTE	AOS	CAP	4,	5	E	6	DO	LIVRO	CONCRTO	ARMADO	EU	TE	AMO	PARA	ARQUITETOS
As	estruturas dos	prédios
• A trindade de ouro: Lajes, vigas e pilares.
Analogia com a mesa do escritório.
• Analisaremos um sobradinho de alvenaria no
bairro de classe média, Vila Madalena, em São
Paulo, e um sobrado estruturado em concreto
armado com lajes, vigas e pilares (cerca de
150m2)
As	estruturas dos	prédios
• O sabradinho foi construído nos anos 30, século
XX.
• As paredes são de tijolos maciços.
• O telhado tem estrutura de madeira e as telhas
são de barro do tipo Marselha (francesa).
• O piso superior é de tábuas apoiadas em grandes
vigas de madeira.
• A escada é de madeira.
As	estruturas dos	prédios
• Os grandes inimigos dessa estrutura:
1. Umidade, podendo atacar toda a madeira, por ação de
microorganismos;
2. Cupim, atacando madeiras mais moles, por exemplo do
telhado, e com isso deixando entrar águas de chuva
que irão apodrecer o resto da estrutura de madeira, e
consequentemente, a pintura é atacada e acontece um
deterioração geral.
As	estruturas dos	prédios
• Analisemos agora a segunda edificação:
1. A estrutura é de concreto armado (lajes, vigas e
pilares) e alvenaria é de tijolos maciços, tem
laje, vigas e pilares.
2. O ano de construção é de 1950.
3. A escada é de concreto armado.
4. O telhado é de telhas francesas e sua estrutura
é de madeira
As	estruturas dos	prédios
• Para	entender a	estrutura de	concretoarmado da	segunda
residência,	façamos agora	uma analogia estrutural com	duas
mesas	de	madeira	superpostas:
As	estruturas dos	prédios
• Duas mesas	de	madeira	superpostas lembram uma estrutura
de	concreto armado;
• Os tampos da	mesa	seriam as	lajes,	as	travas seriam as	vigas,	e	
os pés,	os pilareas.	Os vasos exemplificam as	pessoas.
As	estruturas dos	prédios
As	estruturas dos	prédios
• É raro encontrar uma mesa	sem traves.
• A	trave que dá rigidez a	mesa.
• Também é pouco comum encontrar estruturas de	concreto
armado com	pilares e	sem viga.
• Quando existem,	cuidadosdevem ser tomados.
• São	as	lajes cogumelos.
• O	conjunto laje,	viga e	pilar é a	“TRINDADE	DE	OURO”	dos	
edificios de	concreto armado.
A	laje
A	laje (nos casosmais comuns)	se	apoia nas VIGAS
As	vigas (nos casos maiscomuns)	se	apoiam nos PILARES
As	estruturas dos	prédios
• As	vezes,	no	andar térreo de	prédios para dar maior,	lempeza
arquetetônica e	maior visibilidade,	colocamos as	vigas
invertidas (como que puxando as	lajes);
• Finalmente, os pilares se	apoiam e	transmitem as	cargaspara
as	fundações e	estas se	apoiam no	terreno (solo),	destino final	
de	todas as	cargas de	edificação,	sejam as	cargasque eram
apoiadas nas lajes,	assim como o	peso	próprio da	estrutura.
As	estruturas dos	prédios
• Vejamos a	perspectiva da	estrutura do	sobrado com	estrutura
de	concreto armado.	Conjunto de	parede de	alvenaria,	lajes
maciças,	vigas e	pilares.
As	estruturas dos	prédios
• Analisemos com	mais detalhes,	uma parte	interna da	
estrutura de	concreto armado convencional.
As	estruturas dos	prédios
• Veja o	que é:
1. Parede de	alvenaria;
2. Laje maciça de	concreto armado – espessura variando de	5	a	
20cm;
3. Viga V-1	de	concreto armado suportando lajes,	largura
variando de	5	a	20cm;
4. Viga V-2	de	concreto armado suportando a	carga de	parede
superior	e	a	cargada	própria laje.	Tem	maior altura que a	V-
1.
As	estruturas dos	prédios
5. Pilar P-1	de	concreto armado – rece a	cargade	parede,	lajes,	
vigas e	as	cargasde	uso (denomindas acidentais),	seção
retangular com	lados variando de	15	a	30cm	(residências)
6. As	dimensões das	peças estruturais citadas são para dar
uma ordem de	grandeza a	peça.	Com	alguma frequência, as	
dimensões podem variar dos	valores dados.
As	estruturas dos	prédios
As paredes de alvenaria podem ser
construídas de várias formas. Quando
forem usados tijolos, temos usualmente
estes três modos de construção:
1. Tijolo em espelho,	espessura entre	
5	a	10	cm.
2. Meio-tijolo,	espesssura entre	10	a	
20	cm.
3. Um	tijolo,	espessura de	20	a	30	cm.
OBSERVAÇÕES	- 1
Pilar: ou se apoia em fundações, ou se apoia em outros pilares,
ou, em casos excepcionais, se apoia em vigas de alta
responsabilidade, chamadas de vigas de transição, fato comum
em garagens e em locais que precisam de alta visibilidade, como
lojas ou salões.
OBSERVAÇÕES	- 2
Laje: Falemos de um tipo muito interessante arquitetonicamente. São
as lajes-cogumelos. Lajes-cogumelo são lajes que não tem vigas e
descansam diretamente em pilares. É um solução mais complexa e
cara, pois se as lajes comuns têm espessura em volta de 7 a 10 cm, as
lajes cogumelos tem espessura variando de 12 a 15 cm, e lajes são o
componente estrutural de maior consumo de concreto num prédio
convencional.
OBSERVAÇÕES	- 2
• O uso de lajes cogumelo ou laje lisa evita o uso de vigas e deixa
visualmente o espaço mais livre.
• Há uma nomenclatura que a norma de concreto atual adota:
1. Laje-cogumelo – laje que se apoiaem pilares sem vigas mas
usa capitel (para distribuir as tensões);
1. Laje lisa – um tipo derivado de laje cogumelo e que não tem
capitel
OBSERVAÇÕES	-3	
• Como todo o peso da laje se concentra nos pilares, sem a
distribuição de cargas pelas vigas, a norma é taxativa na
espessura mínima das lajes-cogumelos e lajes lisas comparada
com uma laje comum (apoiada em vigas):
1. Laje comum - espessura mínima: 5cm
2. Laje-cogumelo – espessura mínima: 14 cm
3. Laje lisa – espessura mínima: 16 cm
NOTA:	Normalmente,	os
livro de	concreto armado
mostram sempre os
pilares em posição
vertical.	Um	grande
arquiteto brasileiro usa,	
com	maestria.
Pilares duplos em
formato de	V.
Relação Estrutural
• As	cargas dos	prédios tem	que ser transmitidas
ao terreno.
• Ou seja,	as	cargas correspendentes à:
1. Peso	próprio da	estrutura (que nas estruturas
de	concreto armado é significante,	se	comporta
com	a	soluçãoalternativa em aço);
Relação Estrutural
1. Carga acidental prevista pela norma de	cargas
acidentais (NBR	6120);
2. Carga de	Vento
3. Eventual	carga de	um	muro de	arrimo que se	
apoia na estrutura do	prédio,	etc.
Relação Estrutural
• Essas cargas tem que ser levadas ao terreno, e lá
se dissipar com pouco problemas.
• Se o solo for muito resistente (rocha, argila
dura), simples sapatas resolvem o problema.
• Prédios como o ‘’Sobre as Ondas”, no Guarujá-
SP, o Hotel Sesc, Ilha do Boi em Vitória-ES, ou
ainda a estrutura do Cristo Redentor, no Rio de
Janeiro-RJ, descarregam o peso diretamente em
rocha.
SOBRE	AS	ONDAS	– GUARUJÁ	SP
SESC	ILHA	DO	BOI	- ES
Relação Estrutural
• Nesses casos, o problema de dissipação de
tensões não existe, pois as cargas do prédio são
insignificantes em relação à resistência dsa
rochas-suportes.
Relação Estrutural
• Quando o solo é algo resistênte, mas não
rochoso, podemos ter que usar:
1. Sapatas;
2. Radier, que é uma laje de grande extensão
(largura), fruto da junção de muitas sapatas.
Relação Estrutural
• Quando o solo é algo resistênte, mas não
rochoso, podemos ter que usar:
1. Sapatas;
2. Radier, que é uma laje de grande extensão
(largura), fruto da junção de muitas sapatas.
Relação Estrutural
• Se o solo resistente estiver mais fundo, podemos
usar pequenas estacas, chamadas de brocas, ou
estacas de concreto armado ou de aço, ou de
madeira.
• Se as cargas forem grandes (prédios muito altos),
usaremos a solução tubulão, descarregando a
carga total num solo mais resistente e de uma
forma mais distribuída;
Relação Estrutural
• Por vezes usamos o atrito do solo para apoiar um
prédio são as estacas “cravadas”:
1. Aço;2. Estacas pré-moldadas de concreto armado;
3. Estacas moldadas in loco;
4. Pequenas estacas (moldadas no local) de
concreto armado, denominadas de brocas;
5. Estacas de madeira
Escolha das	Fundações
• Fatores que governam a	escolha da	fundações são:
1. Cargas;
2. Tipo de	solo,	cujas caracteristicas são estimadas pelas
sondagens geotécnicas;
3. Aceitação ou nãoda estrutura quanto a	recalques
(afundamentos);
4. Custo,	prazo de	execução,	possibilidade de	danos a	obras
próximas etc.
Escolha das	Fundações
• As	obras de	edificios sempre produzem ercalques,	ou seja,	a	
obra afunda depois de	pronta.
• Afunda de	milimetros a	decímetros.
• As	vezes,	 leva anos afundando (caso de	solos	argilosos).
• Solos	arenosos têm recalques quase que imediatos.
Escolha das	Fundações
• Do	ponto de	vista	estrutural,	chamam atenção:
1. Recalques homogêneos (	tudo afunda por igual),	que não
trazem consequência de	esforços adicionais à estrutura;
2. Recalques diferenciais,	quando uma parte	afundamais que
a	outra.	Esse tipo de	recalque introduz esforços não
previstos nas estruturas,	inclusive	com	trincas nas
alvenarias,	problema de	funcionamento nos elevadores etc.
SONDAGEM
• SPT		- STANDARD	PENETRATION	TEST	– Teste padão de	
penetração
• Informação do	local	quanto à dificuldade (numero de	golpes)	
para o	amostrador penetrar no	solo;
• Amostras do	solo	em várias profundidades que vão para o	
laboratório da	empresa de	sondagens para fazer uma
classificação granulométrica do	material	da	amostra
APOIOS
• Como	aprendido na Resistência dos	Materiais,	o	tipo de	apoio
das	estruturas tem	enorme importância no	funcionamento
dessas estrturas.
1. Apoio simples,	que representa o	descansar de	uma peça em
dois ou mais apoios;
2. O	engastamento (encaixe),	quando existe uma maior
solidariedade (encaixe,	colagem,	amarração etc.)	entre	a	
peça a	ser suportada e	o	seu apoio.
APOIOS