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Arquivo em construção: LAJES MACIÇAS NOTAS DE AULA HANNAH 2018.1 1. PROJETO BASE_EXEMPLO_PLANTA DE FORMA 2. PROJETO BASE_EXEMPLO_PLANTA DE EIXO 3. DEFINIR ESQUEMA ESTÁTICO 3.1 Identificar os vínculos de apoio das lajes e traçar das linhas de ruptura – planta de ruptura: Identificar os vínculos de apoio das lajes: Após a definição dos vãos teóricos e livres estabelecidos na planta de eixos, é necessário verificar qual a vinculação das bordas de cada laje. Essa vinculação leva em consideração as tabelas para dimensionamento de lajes, as bordas classificam-se em três tipos: bordas livres, bordas simplesmente apoiadas e bordas engastadas. Figura 1 – Representação dos tipos de apoio a) Borda livre será adotada quando na dimensão em análise não houver viga apoiado a laje. b) Borda simplesmente apoiada será considerada sempre que na direção analisada houver viga apoiando a laje. Borda engastada será considerada sempre que na direção analisada houver viga apoiando a laje e a laje estiver vizinho a outra laje. Para esta situação outros cuidados devem ser considerados tais como dimensões entre as lajes. (ver observações docente em: critérios de escolha para consideração sobre bordas engastadas). EXEMPLO: Figura XX: Planta de fôrmas a ser analisada. Figura XX: “Planta de vinculações”. Considerações sobre representação gráfica: *A borda simplesmente apoiada é representado por uma linha contínua; *A borda engastada é representado por uma linha hachurada; *A borda livre é representada por uma linha tracejada. PARA LAJE L1 TEMOS: »É considerada simplesmente apoiada nas vigas V1 e V4; »É considerada ENGASTADA na direção da Laje L2 (apoiada sobre V5); e »É considerada ENGASTADA na direção da Laje L3 (apoiada sobre V2). PARA LAJE L2 TEMOS: »É considerada simplesmente apoiada sobre as vigas V1 e V3; e »É considerada ENGASTADA na direção das Lajes L1 e L3 (apoiada sobre V5) e uma borda livre. PARA LAJE L3 TEMOS: »É considerada simplesmente apoiada sobre as vigas V3 e V4; »É considerada ENGASTADA na direção da Laje L1 (apoiada sobre V2); e »É considerada ENGASTADA na direção da Laje L2 (apoiada sobre V5). BORDA LIVRE BORDA SIMPLESMENTE APOIADA BORDA ENGASTADA - - - - - - - - - - - - - - - TRAÇADO DAS LINHAS DE RUPTURA A partir dessas linhas de rupturas define-se as áreas de influência ou de contribuição da laje em relação as suas vigas de apoio, a partir das quais poderemos calcular as reações das lajes que serão transmitidas para as vigas. 45º - entre dois apoios do mesmo tipo; 60º - a partir do apoio engastado, se o outro for simplesmente apoiado; 90º - a partir do apoio vinculado (apoiado ou engastado), quando a borda vizinha for livre. # CRITÉRIOS DE ESCOLHA PARA CONSIDERAÇÃO SOBRE BORDAS ENGASTADAS Pontos importantes a se analisar em lajes adjacentes são: tipo de apoio e tipos dos vínculos. Além disso, deve-se levar em consideração a comparação entre os momentos negativos de lajes contíguas. Esse tipo de comparação pode levar a considerar que a mesma borda para ambas as lajes não possua a mesma vinculação. Como exemplo, a de menor rigidez tem borda engastada enquanto a de maior rigidez pode estar simplesmente apoiada. Figura XXX: Laje com vinculação mista em borda. Fonte: PINHEIRO (2003) TABELA XXX: critérios de escolha para bordas com parte de seu comprimento simplesmente apoiada e parte engastada. Fonte: PINHEIRO (2003) ݈ݕ1 ݈ݕ3 CONSIDERA-SE A BORDA TOTALMENTE APOIADA ݈ݕ 3 ൏ ݈ݕ1 ൏ 2 ∗ ݈ݕ 3 CALCULAM-SE OS ESFORÇOS PARA AS DUAS SITUAÇÕES – BORDA TOTALMENTE APOIADA E BORDA TOTALMENTE ENGASTADA – ADOTAR OS MAIORES VALORES OBTIDOS ݈ݕ1 2 ∗ ݈ݕ3 CONSIDERA-SE A BORDA TOTALMENTE ENGASTADA CLASSIFICAÇÃO DAS LAJES CLASSIFICAÇÃO EM RELAÇÃO À CONDIÇÃO DE ARMAÇÃO Essa classificação tem a ver com o cálculo e dimensionamento da armadura de flexão da laje: ߣ ൌ ݈௬݈௫ Onde: ߣ relação entre as dimensões geométricas da laje; ݈௬ – maior vão da laje; ݈௫ – menor vão da laje. Se λ ≤ 2 – laje armada em duas direções (duas armaduras principais); Se λ > 2 – laje armada em uma direção (uma armadura principal e uma secundaria, em que esta deve obedecer a armadura mínima da NBR 6118:2014. ATENÇÃO! Construtivamente as lajes maciças sempre serão armadas nas duas direções no combate à flexão! A classificação de “armadas em 1 ou 2 direções” tem a ver com a facilidade matemática no dimensionamento! FIGURA xx: Relação entre vãos teóricos ݈௬ e ݈௫. Fonte: PINHEIRO (2003) CLASSIFICAÇÃO EM RELAÇÃO À COMBINAÇÃO ENTRE SEUS APOIOS/VÍNCULOS: Essa vinculação leva em consideração tabelas para dimensionamento de lajes e que classificam as bordas em três tipos: bordas livres, bordas simplesmente apoiadas e bordas engastadas. As tabelas mais coerentes são as publicadas por Pinheiro (2003), classificando- as em 9 tipos possíveis de vínculos com suas bordas – a) todas as bordas simplesmente apoiadas (tipo 1); b) algumas bordas engastadas e outras simplesmente apoiadas (tipo 2a até 5B); e c) todas as bordas engastadas (tipo 6). Usualmente, as tabelas de dimensionamento das lajes representam apenas bordas que possuem o mesmo tipo de vínculos em todo seu comprimento. Porém, pode acontecer de uma das bordas de determinada laje ser contígua à duas lajes menores e, consequentemente, ter vínculos diferentes com cada uma. Por exemplo, a mesma borda pode apresentar uma parte simplesmente apoiada e a outra parte engastada, isto é, diferentes condições de vinculação. Logo, também surgirão armaduras diferentes para cada uma. Figura xxx: Combinações possíveis de vínculos em todas as bordas de lajes retangulares. Fonte: BASTOS (2015) #PLANTA DE RUPTURA 3.2 PRÉ DIMENSIONAMENTO E CRITÉRIOS DE PROJETO/DURABILIDADE: A) CRITÉRIOS DE PROJETO/DURABILIDADE: De acordo com as exigências normativas estabelecidas na NBR 6118:2014 em seu item 6 – Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto, pag. 13), temos: “6.1 Exigências de durabilidade As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o prazo correspondente à sua vida útil. 6.2 Vida útil de projeto 6.2.1 Por vida útil de projeto, entende-se o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto, sem intervenções significativas, desde que atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e pelo construtor, conforme 7.8 e 25.3, bem como de execução dos reparos necessários decorrentes de danos acidentais. 6.2.2 O conceito de vida útil aplica-se à estrutura como um todo ou às suas partes. Dessa forma, determinadas partes das estruturas podem merecer consideração especial com valor de vida útil diferente do todo, como, por exemplo, aparelhos de apoio e juntas de movimentação. 6.2.3 A durabilidade das estruturas de concreto requer cooperação e atitudes coordenadas de todos os envolvidos nos processos de projeto, construção e utilização, devendo, como mínimo, ser seguido o que estabelece a ABNT NBR 12655, sendo também obedecidas as disposições de 25.3 com relação às condições de uso, inspeção e manutenção.” A.1 DETERMINAÇÃO DA CLASSE DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL Da NBR 6118:2014 item 6.4.1, temos: “A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricasde origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas.” (*) CAA I: agressividade fraca (Classificação geral do ambiente - rural, submersa) CAA II: agressividade moderada (urbana) CAA III: agressividade forte (marinha, industrial) CAA IV: agressividade muito forte (industrial, respingos de maré) A.2 COBRIMENTO MÍNIMO CONFORME NBR 6118:2014 O cobrimento mínimo refere-se a espessura de concreto necessária para proteger as armaduras dos agentes agressivos. Segundo a NBR 6118 a espessura de cobrimento de concreto sobre as armaduras depende da classe de agressividade e do tipo de elemento estrutural, conforme a mesma estabelece em sua tabela 7.2, transcrita a seguir. A.3 FCKmínimo e Ra/c A resistência a compressão do concreto é imprescindível para o dimensionamento estrutural a fim de definirmos a capacidade resistente da estrutura, as estruturas de concreto armado só podem ser executadas com ݂ܿ݇ 20ܯܲܽ. Como a relação água cimento interfere na qualidade do concreto e em sua resistência a compressão, a NBR 6118:2014 estabelece valores de referência para ambos fatores de acordo com a classe de agressividade ambiental. A.4 MÓDULO DE ELASTICIDADE O módulo de elasticidade (Eci) deve ser obtido segundo o método de ensaio estabelecido na ABNT NBR 8522, sendo considerado nesta Norma o módulo de deformação tangente inicial, obtido aos 28 dias de idade. A deformação elástica do concreto depende da composição do traço do concreto, especialmente da natureza dos agregados. Na avaliação do comportamento de um elemento estrutural ou seção transversal, pode ser adotado módulo de elasticidade único, à tração e à compressão, igual ao módulo de deformação secante Ecs. Quando não forem realizados ensaios, pode-se estimar o valor do módulo de elasticidade inicial usando expressões estabelecidas na NBR 6118, as quais dependem da resistência a compressão do concreto e da origem mineralógica do agregado graúdo. Caso seja considerado que o concreto será constituído de brita granítica a NBR 6118 estabelece ainda uma tabela correlacionando a classe do concreto com o módulo de elasticidade, onde os valores são estimados e arredondados, os quais podem ser usados no projeto estrutural. B) PRÉ DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DA LAJE MACIÇA: O pré-dimensionamento é necessário para que o Engenheiro Projetista de Estruturas possa escolher as dimensões preliminares dos elementos estruturais. Esse procedimento é feito através de recomendações práticas/normativas e, a partir dele, é possível ao Engenheiro obter os esforços atuantes na estrutura: De acordo com os itens 13.2.4.1 Lajes maciças da NBR 6118:2014, devem ser respeitados os seguintes limites mínimos para a espessura/altura das lajes maciças: a) 7 cm para cobertura não em balanço; b) 8 cm para lajes de piso não em balanço; c) 10 cm para lajes em balanço; d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN; e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN; f) 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas, com o mínimo de L/42 para lajes de piso biapoiadas e L/50 para lajes de piso contínuas; g) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo, fora do capitel. No dimensionamento das lajes em balanço, os esforços solicitantes de cálculo a serem considerados devem ser multiplicados por um coeficiente adicional γn, de acordo com o indicado na Tabela 13.2. Tabela 13.2 da NBR 6118:2014– Valores do coeficiente adicional ϒn para lajes em balanço O coeficiente ϒn deve majorar os esforços solicitantes finais de cálculo nas lajes em balanço, quando de seu dimensionamento. ܪ݁ݏݐ݅݉ܽ݀ܽ ൌ ܮݔ40 Onde: Lx Menor vão da laje em centímetros. A altura estimada deve atender aos seguintes critérios: Se hestimada < altura mínima especificada pela norma devemos adotar a altura mínima normativa. Se hestimada > altura mínima especificada pela norma devemos adotar a altura mínima estimada. Após definir o valor da altura segue-se com o pré-dimensionamento para definir o valor de cargas atuantes sobre a laje maciça. C) PRÉ DIMENSIONAMENTO DAS CARGAS ATUANTES E DAS REAÇÕES DAS LAJES NAS VIGAS: C.1 PRÉ DIMENSIONAMENTO DAS CARGAS ATUANTES NAS LAJES As cargas atuantes nas lajes dependem dos pesos específicos e das dimensões dos elementos atuantes sobre a laje. As cargas podem ser classificadas como: Cargas permanentes; Carga acidental/variável; Cargas do vento. Para as obras usuais serão consideradas a combinação a seguir: CP + CA carregamento permanente + carregamento acidental (NBR6120), o que implica em considerarmos ϒc = 1,4, ou seja, a resistência do concreto será minorada por um ϒc = 1,4 e os carregamentos serão majorados por ϒc = 1,4. Os valores dos coeficientes de ponderação dependem da combinação dos carregamentos atuantes na estrutura e das condições estabelecidas na NBR 6118 para as combinações de carregamento lá estabelecidas. As cargas permanentes podem ser adotadas conforme valores de referência dados a seguir: CARGAS PERMANENTES EQUAÇÃO PESO ESPECÍFICO TABELA 1 NBR 6120/1980 DIMENSÃO Peso próprio ܲܲ ൌ ϒܿ݊ܿݎ݁ݐ. ܪ ߛ = 25 kN/m³; H Altura da laje Regularização - argamassa de cimento e areia ܲݎ݁݃ ൌ ϒܽݎ݃.ܪ ߛ = 19 a 21 kN/m³ hreg = 2 a 5 cm Revestimento de piso, ex. cerâmica, porcelanato ܲܿ݁ݎâ݉݅ܿܽ ൌ ϒܿ݁ݎâ݉݅ܿܽ. ܪ ߛ = 18 kN/m³; hcer = 1 cm Revestimento tipo estuque ܲ݁ݏݐݑݍݑ݁ ൌ ϒܽݎ݃ܽ݉ܽݏݏܽ. ܪ ߛ = 19 a 21 kN/m³, para argamassa de cimento e areia hreg = 1,5 a 3 cm As cargas acidentais podem ser obtidas através da Tabela 2 da NBR 6120, para os ambientes de uma edificação residencial os valores são de 1,5 kN/m² a 2 kN/m². Assim após estabelecer a carga permanente e acidental que serão consideradas deve-se definir a carga total atuante nas lajes do andar a partir da combinação estabelecida, ou seja, a carga total a serem consideradas nos cálculos será dada pela equação a seguir: ࢀ ൌࡼ C.2 PRÉ DIMENSIONAMENTO DAS REAÇÕES DAS LAJES NAS VIGAS DE APOIO A partir das linhas de rupturas, traçadas conforme orientações anteriores, define- se as áreas de influência ou de contribuição da laje em relação as suas vigas de apoio, a partir das quais poderemos calcular as reações das lajes que serão transmitidas para as vigas. ܀ܑ,܄ܑ ൌ ۯܑ,܄ܑ ∗ ۱܂ۺ܄ܑ Onde: ܀ܑ,܄ܑ Reação da laje “i”, na viga “i”. ۯܑ Área de influência “i”, da laje “i”, na viga “i”. ۱܂ Carga total atuante na laje em análise. ۺ܄ܑ Vão da laje que recebe o carregamento da área “i” D. EXEMPLO: PARA LAJE L2 DO PROJETO BASE CALCULE A CARGA TOTAL ATUANTE NA LAJE E AS REAÇÕES NAS VIGAS DE APOIO. Dados: Obra Residencial/Zona Urbana. PLANTA DE FORMA/LOCAÇÃO PLANTA DE EIXOS DA LAJE PLANTA DE RUPTURA ESQUEMA ESTÁTICO DA LAJE L1 RESPOSTA: CRITÉRIOS DE PROJETO E DE DURABILIDADE CLASSE DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL TABELA 6.1 NBR 6118 PARA ZONA URBANA E PARA ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO: CAA CAA II COBRIMENTO TABELA 7.2 NBR 6118 PARA ELEMENTO ESTRUTURAL DE LAJES E CAA II: cmin≥25mm RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO MÍNIMA TABELA 7.1 NBR 6118 PARA CAAII E PARA ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO: ࢌࢉ ࡹࡼࢇ RELAÇÃO ÁGUA CIMENTO MÍNIMA TABELA 7.1 NBR 6118PARA CAAII E PARA ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO: ࡾࢇ/ࢉ , MODULO DE ELASTICIDADE TABELA 8.1 NBR6118 PARA CONCRETO C25 E EXECUTADOS COM BRITA GRANITICA. ࡱࢉ࢙ ൌ ࡳࡼࢇ CRITÉRIOS DE PROJETO E DE DURABILIDADE CLASSIFICAÇÃO EM RELAÇÃO À CONDIÇÃO DE ARMAÇÃO: ߣ ൌ ݈௬݈௫ ൌ 3,65 2,15 ≅ 1,7Como λ ≤ 2 – laje armada em duas direções (duas armaduras principais); CLASSIFICAÇÃO EM RELAÇÃO À COMBINAÇÃO ENTRE SEUS APOIOS/VÍNCULOS: CASO 3 – DUAS BORDAS ADJACENTES ENGASTADAS. ESTIMAR A ALTURA DA LAJE Fórmula: ܪ݁ݏݐ݅݉ܽ݀ ൌ ௫ସ ܪ݁ݏݐ݅݉ܽ݀ ൌ 2,1540 ൌ 0,053݉ ݑ 5,3 ܿ݉ A laje 2, é uma laje de piso e não está em balanço, logo a NBR 6118:2014 estabelece Hnormativo igual a 8 cm. Como ܪ݁ݏݐ݅݉ܽ݀ ൏ ܪ݊ݎ݉ܽݐ݅ݒ, adotaremos como altura para L2 ܪଶ ൌ 8ܥܯ CARGAS NA LAJE Cargas permanentes – residencial: CARGAS PERMANENTES EQUAÇÃO + PESO ESPECÍFICO TABELA 1 NBR 6120/1980 ܲܲ ൌ 25 ∗ 0,08 ൌ 2ܭ݊݉ଶ Peso próprio ܲܲ ൌ ϒܿ݊ܿݎ݁ݐ. ܪ ߛ = 25 kN/m³; ܲܲ ൌ 25 ∗ 0,08 ൌ 2ܭܰ݉ଶ Regularização - argamassa de cimento e areia ܲݎ݁݃ ൌ ϒܽݎ݃.ܪ ߛ = 19 a 21 kN/m³ hreg = 2 a 5 cm ܲݎ݁݃ ൌ 21 ∗ 0,03 ൌ 0,63ܭܰ݉ଶ Revestimento de piso, ex. cerâmica, porcelanato ܲܿ݁ݎâ݉݅ܿܽ ൌ ϒܿ݁ݎ. ܪ ߛ = 18 kN/m³; hcer = 1 cm Piso Cerâmico + Argamassa Colante: ܲܿ݁ݎ ൌ 18 ∗ 0,01 ൌ 0,18ܭ݊݉ଶ Revestimento tipo estuque - argamassa de cimento e areia ܲ݁ݏݐݑݍݑ݁ ൌ ϒܽݎ݃. ܪ ߛ = 19 a 21 kN/m³ hreg = 1,5 a 3 cm ܲ݁ݏݐ ൌ 19 ∗ 0,015 ൌ 0,285ܭܰ݉ଶ Impermeabilização betuminosa ܲ݅݉ ൌ ϒ݅݉.ܪ ߛ = 1 kN/m³, himp = 0,01 a 1 cm ܲ݅݉ ൌ 1 ∗ 0,01 ൌ 0,01ܭܰ݉ଶ ࢉࢇ࢘ࢍࢇ࢙ ࢋ࢘ࢇࢋ࢚ࢋ࢙ ൌ , ࡷࡺ Carga acidental: - Para ambientes residenciais a carga acidental de acordo com a NBR 6120 varia de 1,5 a 2 KN/m², foi usado 1,5 KN/m². Carga Total: ࢀ ൌࡼ ൌ , , ൌ , ૠ ࡺଶ REAÇÃO DA LAJE 2 NAS VIGAS DE APOIO: Após determinar as áreas formadas pelas linhas de ruptura em cada laje determina-se a reação da laje em cada viga de apoio: ESQUEMA ESTÁTICO FÓRMULA: REAÇÕES DAS LAJES NAS VIGAS: ܥܶ ൌ 4,7 ݇ܰ݉ଶ A1 ൌ 0,85m² A3 ൌ 2,03m² A2 ൌ 3,51m² A4 ൌ 1,46m² ܀ܑ,܄ܑ ൌ ۯܑ,܄ܑ ∗ ۱܂ۺ܄ܑ Onde: ܀ܑ,܄ܑ Reação da laje “i”, na viga “i”. ۯܑ Área de influência “i”, da laje “i”, na viga “i”. ۱܂ Carga total atuante na laje em análise. ۺ܄ܑ Vão da laje que recebe o carregamento da área “i” Viga 1 (V1b): RL2V1 = భೇభ್∗்௫ = ,଼ହ ∗ସ,଼ହ ଶ,ଵହ = 1,92 kN/m Viga 7 (V7d): RL2V3 = మೇళ∗்௬ = ଷ,ହଵ ∗ସ,଼ହ ଷ,ହ = 4,66 kN/m Viga 8 (V8c): RL2V4 = యೇఴ∗்௬ = ଶ,ଷ ∗ସ,଼ହ ଷ,ହ = 2,7 kN/m Viga 2 (V2b): RL2V2 = రೇమ್∗்௫ = ଵ,ସ ∗ସ,଼ହ ଶ,ଵହ = 3,32 kN/m
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