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Estruturas de Concreto I Aula 03 Primeiro Semestre 2018 Março Profa. THELMA PATRÍCIA TURCIOS CÁMBAR Estruturas de Concreto I 09/03/2018 ROTEIRO: Introdução ás Lajes A laje como elemento Estrutural Tipos de Lajes Lajes isoladas: Condições de contorno Cargas Lajes isoladas em uma e duas direções Pré-dimensionamento Exemplos. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I ESTUDO DAS LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 INTRODUÇÃO ÀS LAJES Pavimento de Edifícios com Lajes Maciças Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Introdução Definição: Sob o ponto de vista estrutural, lajes são placas de concreto e estas últimas são elementos estruturais de superfície plana, em que a dimensão perpendicular à superfície, usualmente chamada de espessura, é relativamente pequena comparada às demais e sujeitas principalmente a ações normais a seu plano. Quando as ações estão contidas em seu plano, os elementos de superfície são chamados de chapas. Os elementos estruturais de superfície não plana são chamados de cascas. Função das Lajes: Transportar cargas, travar a estrutura (contraventamento). Estruturas de Concreto I 09/03/2018 DEFINIÇÃO: Lajes são elementos estruturais laminares planos, bidimensionais (espessura h é muito menor que as dimensões a e b) submetidas a cargas predominantemente normais à superfície média. h a b LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 As lajes são elementos encontrados em várias edificações tais como: Edifícios residenciais e comerciais; Galpões industriais; Reservatórios; Estruturas de contenção de terras (arrimos e paredes diafragmas) ; Pontes (tabuleiros) ; Pistas rodoviárias e de aeroportos, etc. Cobertura Tabuleiro de Ponte Muro de Arrimo LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Introdução Estruturas de Concreto I 09/03/2018 As lajes são concretadas, junto com as vigas, mas o dimensionamento e o detalhamento são feitos de forma simplificada como se elas fossem isoladas das vigas, com apoios livres à rotação e impedidas ao movimento de translação, levando-se em conta a continuidade entre lajes adjacentes. A norma NBR 6118 estabelece que uma peça pode ser tratada como laje se a altura da seção for inferior a cinco vezes a sua largura. Introdução Estruturas de Concreto I 09/03/2018 A concretagem de lajes e vigas costuma ser realizada de uma única vez, definindo um único elemento laje-viga, embora, por questão de simplificação e para efeito de cálculo, geralmente não se considera esta ligação monolítica, admitindo-se a laje simplesmente apoiada nas vigas de contorno, no caso de lajes isoladas. Considerando que, ao receber o carregamento, a laje se deforma, admite-se que as vigas não têm condições de impedir a deformação da laje e, portanto, o mínimo engastamento que realmente existe entre viga e laje é desprezível. Então, a forma de deformação da laje é a figura (a) e não a (b). Classificação das Lajes Distribuição da armadura: • Uma única direção (unidirecional) • Duas direções (bidimensionais) Tipos de Apoios: • Apoiadas em Vigas • Apoiadas em Pilares (Lajes lisas, lajes cogumelo) Seção Transversal: • Maciça • Nervurada • Mista (Steel deck) Tipos de Execução: • Moldada “in Loco” • Pré – Moldada • Pré fabricada (Vigas de concreto armado, concreto protendido e treliçadas). Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Tarefa: Próxima aula Pesquisar por imagens que exemplifiquem os diversos tipos de lajes segundo os quatro critérios principais de classificação apresentados anteriormente e classificar as lajes de forma completa. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Classificação das Lajes Tipos de lajes: Segundo o item 13.2.4.1 da NBR 6118:2014 as lajes podem ser, lajes maciças, lajes nervuradas e lajes pré-moldadas. Lajes Maciças: São lajes constituídas por uma placa maciça de concreto armado ou protendido. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Laje Maciça Estruturas de Concreto I 09/03/2018 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Lajes maciças: recomendadas para vão de até 6m, em vão maiores elas se tornam antieconómicas devido ao aumento da espessura e consequentemente aumento do peso próprio. 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Laje nervurada: Constituída por um conjunto de vigas que se cruzam, solidarizadas pela mesa. Segundo a NBR 6118:2014 são lajes moldadas no local ou com molduras pré-moldadas, cuja zona de tração é constituída por nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte. Vantagens: otimiza vão com maior envergadura • Economiza concreto e aço 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Formas para lajes nervuradas Lajes Nervuradas 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Lajes nervurada: Usada para vencer vãos relativamente grandes. 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Lajes com nervuras pré-fabricadas: Lajes nervuradas com capitéis e vigas-faixa: Laje cogumelo: Permite a redução da altura final da edificação; permite o ganho de mais um pavimento em locais onde existem limitações do gabarito de construção. Lajes pré-moldadas: Apresentam dificuldades no transporte e instalação. Laje nervurada: Pode ser armada em uma ou duas direções. Classificação das Lajes Estruturas de Concreto I 09/03/2018 As lajes conjugadas são fundidas monoliticamente gerando entre elas um engaste dando maior estabilidade nos prédios. Lajes de Concreto Armado Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Quanto ao sentido (direção) da amarração, uma laje pode ser: unidirecional ou bidirecional; de acordo com a relação entre os lados. Observação: Lajes com formato próximo de um retângulo, se deformam predominantemente em uma direção e coloca-se a amarração nesta direção. Dizer que uma laje é unidirecional significa entender que sua deformação ocorre segundo o menor vão e nesta direção é colocada a armadura principal. No caso das lajes bidirecionais, as duas armaduras ortogonais são ditas armaduras principais pois as duas combatem esforços. 1 – Classificação das lajes As lajes se classificam em dois grupos: a) Lajes armadas numa só direção, quando a relação entre o maior e o menor vão, é maior do que 2. Calculam-se como apoiadas em uma só direção (vão menor). b) Lajes armadas em duas direções, quando a relação entre o maior e o menor vão é menor ou igual 2. Calculam-se como apoiadas nas duas direções. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Armada em uma direção Armada em duas direções LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Pré-dimensionamento - vão efetivo A estimativa dos vãos das lajes deve ser criteriosa, pois a qualidade dos resultados das análises estruturais, em termos de momentos fletores e deslocamentos transversais está diretamente relacionada a estas quantidades. No projeto de lajes, a primeira etapa consiste em determinar os vãos livres 𝑙0, os vãos teóricas l e a relação entre os vãos teóricos. Vão livre (𝑙0) é a distância livre entre as faces dos apoios. No caso de balanços, é a distância da extremidade livre até a face do apoio. O vão teórico l é denominado vão equivalente pela NBR 6118. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Pré-dimensionamento - vão efetivo Que o define como a distância entre os centros dos apoios, não sendo necessário adotar valores maiores que: • Em laje isolada, o vão livre acrescido da espessura da lajeno meio do vão; • Em vão extremo de laje contínua, o vão livre acrescido da metade da dimensão do apoio interno e da metade da espessura da laje no meio do vão. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Vãos efetivos Lajes Maciças Estruturas de Concreto I 09/03/2018 LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Classificação Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Lajes Maciças E X E M P L O S D E C O M O D E T E R M I N A R S E A L A J E T R A B A L H A E M U M A O U D U A S D I R E Ç Õ E S Estruturas de Concreto I 09/03/2018 CONDIÇÕES DE APOIO DAS LAJES Condições de Contorno (Vinculação) Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Condições de Contorno de uma Laje Devido à complexidade da descrição do comportamento conjunto das lajes, algumas simplificações são admitidas, baseadas no comportamento individual de cada laje. Tais simplificações são necessárias para obtenção dos momentos fletores por meio de tabelas apropriadas e, posteriormente, admite-se a compatibilização dos momentos sobre os apoios de forma aproximada. Os resultados assim obtidos devem refletir, qualitativamente, a resposta do comportamento contínuo do pavimento considerado, conforme ilustrado na figura: Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Condições de Contorno de uma Laje Enfim, as condições de contorno de uma laje são introduzidas para simular o comportamento contínuo das lajes do pavimento. Quanto mais eficaz for a simulação das condições de contorno de uma laje, mais próxima será sua resposta em relação àquela obtida numa análise numérica global. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Vinculação As bordas das lajes podem apresentar os seguintes tipos de vinculação: Apoiada: quando a borda da laje é continuamente suportada por vigas, paredes de alvenaria de tijolos cerâmicos, de blocos de concreto ou de pedras. Livre: quando a borda da laje não tiver nenhuma vinculação ao longo daquele lado. Engastada: quando a borda da laje tem continuidade além do apoio correspondente daquele lado (laje adjacente). Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Caso 1: Lajes (contínuas) em nível Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Caso 2: Lajes (contínuas) em desnível Estruturas de Concreto I 09/03/2018 09/03/2018 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Caso 3: Lajes (contínuas) com inércias muito diferentes Caso 4: Lajes com apoio parcial Estruturas de Concreto I 09/03/2018 09/03/2018 Estruturas de Concreto I Caso5: Lajes pequenas entre lajes grandes Caso 6: Lajes em Balanço Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Vinculação Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Exemplo Resolvido em Sala Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Observação Importante Armadura negativa: Fica localizada na parte superior da estrutura (face superior) para combater o momento fletor negativo; tração. Armadura positiva: fica localizada na face inferior da estrutura para combater o momento fletor positivo. P P P Pila r Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Vinculação EXEMPLO Solução no Quadro Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Tarefa: Próxima Aula – Vínculos nas Lajes Defina os apoios das Lajes (Unidades cm) Fazer primeiro a planta de eixos. Carregamento nas lajes O primeiro fator a ser considerado quando da execução do projeto estrutural de uma obra são os carregamentos nela atuantes. Carregamento: qualquer influência que causa forças ou deformações em uma estrutura. 1 Carga útil ou sobrecarga Constituída pelo peso dos móveis, pessoas e objetos que carregam sobre a laje e especificada pelos regulamentos oficiais de carga. 2 Peso próprio da laje É determinado partindo de uma altura estimada aproximadamente para a laje. Esta altura, deve ser multiplicada pelo peso específico do concreto armado (25 KN/m3), para se ter o peso próprio por metro quadrado da laje. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 3 Peso do revestimento Inclui o peso do piso a ser utilizado na parte superior da laje, do contrapiso e revestimento inferior. 4 Peso das paredes Havendo paredes sobre a laje, devemos calcular o peso por metro corrente dessas paredes, o que se obtém multiplicando o pé direito pela espessura e pelo peso específico do material. 5 Peso de enchimento Nas lajes rebaixadas destinadas a prever espaço para execução de canalizações, quando for projetada uma camada de enchimento, deve-se calcular a carga por metro quadrado devida ao enchimento, multiplicando a espessura pelo peso específico do mesmo. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Cargas nas Lajes CARGAS DAS ALVENARIAS SOBRE AS LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Cargas nas Lajes - Alvenaria Cargas das Alvenarias sobre as lajes: Neste caso, devemos saber usar o sentido da armação das lajes. Caso A: Alvenaria sobre lajes armadas em duas direções. O peso total da parede deve ser dividido pela área total. Exemplo... Caso B: Laje armada em uma direção. 1 a situação: Alvenaria paralela ao menor vão. Exemplo.... Neste caso, deve-se definir uma área de influencia em torno da alvenaria de largura igual a 50% de lx. 2 a situação: Alvenaria paralela ao maior vão. Neste caso, o modelo que melhor representa ao esquema estrutural é o de uma carga concentrada. Por razões de simplificação para o cálculo, pode-se aproximar as cargas concentradas para distribuídas utilizando uma área de influencia como mostrado na situação anterior. Exemplo.... Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Cargas nas Lajes - Alvenaria 3 a situação: Alvenaria distribuída sobre as lajes armadas em uma direção. Neste caso pode-se distribuir o peso das alvenarias sobre a área total da laje. A quarta consideração das cargas leva em conta dois aspectos fundamentais: 1. Alvenarias que atravessam as lajes sem aberturas transmitem menos carga do que aquelas que possuem portas e janelas e aquelas que sofrem mudança de direção. 2. Alvenaria executadas sobre a laje porém próximas às vigas de apoio da laje, transmitem menos carga para a laje porque a viga recebe uma parcela deste carregamento. Nesse caso, usualmente aumentamos a área de influência. Nas duas situações deve-se considerar o que esta previsto no item 2.1.2 da NBR 6120. Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Cargas nas Lajes EXEMPLO DE CALCULO DA CARGA DE ALVENARIA SOBRE A LAJE Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Exercício: Calcular as cargas da alvenaria sobre a laje: Pé – direito =2,80m Espessura da laje maciça=8cm Solução no Quadro Estruturas de Concreto I 09/03/2018 165 EXERCÍCIO DE TAREFA PARA TRENAR Apoios das Lajes Solução no Quadro Estruturas de Concreto I 09/03/2018 CARGAS NAS LAJES Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Cargas nas Lajes Exemplo: 59 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Cargas nas Lajes Exemplo: 60 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Pré-dimensionamento da altura das Lajes Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Espessura das Lajes Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Espessura das Lajes Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Espessura das Lajes Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Lajes armadas em uma direção Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Espessuradas Lajes Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Determinação da espessura de uma laje 68 Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Determinação da espessura de uma laje Estruturas de Concreto I 09/03/2018 Bibliografia: ABNT. NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2004. CARVALHO, R.C.; FIGUEIREDO FILHO, J.R. Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado. 3. Ed. Florianópolis: Ed UFSCAR, 2007. v. 2. Estruturas de Concreto I 09/03/2018
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