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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ COLEC – Colegiado de Engenharia Civil DCET - Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas Prof. MSc. Ruan Carlos de Araújo Moura rcamoura@uesc.br • Os materiais metálicos são substâncias inorgânicas que contêm um ou mais elementos metálicos e que também podem conter alguns elementos não- metálicos. • Visando à melhoria das suas propriedades (por exemplo, resistência mecânica e resistência à corrosão), a maioria dos materiais metálicos são ligas metálicas. • As ligas metálicas são constituídas pela combinação química de dois ou mais elementos metálicos (como latão, liga cobre-zinco) ou por mais elementos metálicos combinados com um ou mais elementos não metálicos. Introdução Classificação dos Materiais Metálicos • Os metais e suas ligas podem ser divididos em duas grandes classes: materiais metálicos ferrosos e não-ferrosos. • Os ferrosos contêm uma percentagem elevada de ferro em sua composição química, sendo este elemento o seu principal constituinte (aços e ferros fundidos). • Os não-ferrosos não contêm ferro ou contêm ferro apenas em pequena quantidade (tais como o alumínio, o cobre, o níquel, o chumbo, assim como suas respectivas ligas). Classificação • As ligas ferrosas (principalmente os aços) contribuem com a grande parte da produção mundial de materiais metálicos, em função de uma combinação de boa resistência mecânica, tenacidade e ductilidade, associadas ao custo de produção relativamente baixo. • As ligas ferrosas possuem algumas limitações quando comparadas com as ligas não ferrosas, incluindo principalmente: massa específica relativamente alta, baixa condutividade elétrica e susceptibilidade à corrosão em alguns ambientes comuns. Classificação • Apesar de seu maior custo de produção, é vantajoso ou mesmo necessário o uso de ligas não ferrosas para muitas aplicações em função de uma combinação mais adequada de propriedades. • As ligas não ferrosas são classificadas em função do seu elemento químico principal ou de alguma característica específica que compartilham. • Dentre as ligas não ferrosas mais importantes na construção civil estão incluídas o alumínio, cobre e zinco. Classificação Tipos, características e aplicações dos Materiais Metálicos • Aços carbono comuns Principais aplicações e usos não estruturais: Arames recozidos, telas soldadas (para cercamentos e alambrados), chapas lisas ou corrugadas (para revestimento de pisos e paredes), tubos para encanamentos e seus acessórios, painéis de andaimes, telhas e tapamentos laterais, painéis (arquitetônicos e termo-acústicos), forros, esquadrias e seus acessórios, calhas, rufos, condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas. Podem ser revestidos superficialmente (por exemplo, por zinco, estanho, fósforo e materiais poliméricos orgânicos, como as tintas e vernizes) para uma melhor proteção contra a corrosão. Tipos, características e aplicações • Aços inoxidáveis Principais aplicações e usos não estruturais: Elemento decorativo de fachadas (revestimento de superfícies com chapas com acabamento espelhado, lixado, escovado ou colorido), elemento decorativo de interiores (corrimãos, divisórias, revestimento interno de elevadores, etc.), mobiliário urbano (sinalização, bancos, abrigos, lixeiras, etc.), caixas d´água, cubas, revestimento de pias, válvulas, metais sanitários, coifas, ralos, etc. Tipos, características e aplicações • Ferros fundidos Principais aplicações e usos não estruturais: Tampões de pista de rolamento e de calçada (para visitas em redes de água, esgoto, telefonia e elétrica), grelhas para águas pluviais, grades decorativas, tubos para redes de água e seus acessórios (válvulas, conexões, etc.), ralos, caixas de correio, etc. Tipos, características e aplicações • Alumínio e suas ligas Os principais elementos de liga do alumínio incluem cobre, magnésio, silício, manganês e zinco O alumínio e suas ligas são caracterizados por: Densidade relativamente baixa (cerca de 2,7g/cm3 para o metal puro) quando comparada com a do aço carbono comum (7,9g/cm3) Altas condutividades elétrica (cerca de 62% da do cobre) e térmica Boa resistência à corrosão em alguns ambientes (incluindo o atmosférico) devido à estabilidade do seu principal óxido (Al2O3) que se forma na superfície do metal, o que se torna um “mecanismo de barreira” Tipos, características e aplicações • Alumínio e suas ligas O alumínio e suas ligas são caracterizados por: Boa ductilidade (mesmo abaixo da temperatura ambiente) e boa capacidade de conformação mecânica (por laminação, extrusão, estampagem, etc.) em função da estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC) do alumínio. Baixa temperatura de fusão do metal puro (660ºC), que restringe a temperatura máxima na qual ele pode ser usado; por outro lado, facilita a sua fundição e moldagem. Baixa resistência mecânica na forma de metal puro, podendo ser melhorada por conformação mecânica a frio e por adição de elementos de liga (associada ou não a tratamentos térmicos). O módulo de elasticidade da ordem de 70.000 Mpa. Tipos, características e aplicações • Alumínio e suas ligas Principais aplicações e usos não estruturais (ABAL, 2007): Extrudados – destinados à fabricação de esquadrias (portas e janelas), forros, divisórias, acessórios para banheiros, estruturas pré-fabricadas e elementos decorativos de acabamento. Chapas e laminados – destinados à produção de telhas e elementos de fachada. Elementos de ligação, revestimentos impermeabilizantes, ferragens de esquadrias, elemento de remates (cantoneiras e tiras) e componente de tintas. Tipos, características e aplicações • Cobre e suas ligas O cobre na forma de metal puro é caracterizado por: Estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC) Ponto de fusão de 1085°C Densidade de 8,93g/cm3 Módulo de elasticidade de cerca de 110.000 Mpa Elevadas condutividades térmica e elétrica (após a prata, o cobre é o melhor condutor de calor e eletricidade) Boa resistência à corrosão em diversos ambientes (como o ambiente atmosférico e marinho) Boa ductilidade, facilidade de conformação mecânica a frio e resistência mecânica mediana Tipos, características e aplicações • Cobre e suas ligas Os principais elementos de liga do cobre incluem zinco, níquel, estanho, alumínio, manganês, fósforo, berílio, cromo, ferro e chumbo. As propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do cobre podem ser melhoradas por elementos de liga. Muitas ligas de cobre não podem ser endurecidas por meio de tratamentos térmicos. Tipos, características e aplicações • Cobre e suas ligas Principais grupos de ligas de cobre capazes de serem submetidas à conformação mecânica (trabalho mecânico) (Smith, 1998): Cobre não-ligado – Possui elevada condutividade elétrica e, assim, é usado em larga escala na indústria elétrica. Ligas de cobre-zinco (latões) – Ligas de cobre com adição de zinco entre 5% e 40%. Tipos, características e aplicações • Cobre e suas ligas Ligas de cobre (principalmente latões e bronzes): -Fabricação de tubulações (para condução de água potável, gás, água quente e água fria) e de suas conexões rosqueáveis e soldáveis. -Componentes de sistemas de combate a incêndio (hidrantes, sprinklers) e de sistemas de aquecimentos (solares, a gás e elétricos). -Confecção total ou parcial de ferragens para esquadrias (fechos, puxadores,fechaduras, dobradiças, etc.) e de metais sanitários (válvulas, torneiras e acessórios). Tipos, características e aplicações • Zinco e suas ligas O zinco na forma de metal puro é caracterizado por: -Estrutura cristalina hexagonal compacta (HC). -Ponto de fusão baixo de 420°C. -Densidade de 7,14g/cm3. -Módulo de elasticidade de cerca de 95.000 Mpa. -Pequena dureza, boa maleabilidade e facilidade de moldagem e de conformação mecânica (pode ser laminado em chapas e trefilado em fios). -Boa resistência à corrosão quando exposto ao ambiente atmosférico, sendo, contudo, reativo com ácidos (como clorídrico e sulfúrico). Tipos, características e aplicações • Zinco e suas ligas O zinco possui um baixo potencial de oxidação sendo muito utilizado para revestir metais de potencial mais alto, conferindo-lhes uma proteção contra a corrosão eletroquímica. Nesse caso, o zinco é corroído preferencialmente ao substrato revestido que se deseja proteger. O aço galvanizado é um substrato de aço carbono comum que foi revestido por uma fina camada de zinco. O processo de galvanização pode ser feito por simples imersão do substrato de aço em um banho de zinco fundido (galvanização a quente) ou por técnicas de eletro-deposição (galvanização eletrolítica). Tipos, características e aplicações • Zinco e suas ligas Principais elementos de liga – alumínio, cobre e magnésio Principais aplicações e usos não estruturais: -Telhas, chapas lisas ou onduladas, arames, telas comuns ou soldadas, tubos para encanamentos e seus acessórios, elementos de ligação (pregos, parafusos e seus complementos e rebites), calhas, rufos, condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas. As ligas à base de zinco são utilizadas principalmente em: -Componentes fundidos de ferragens para esquadrias -Pigmento em tintas (zinco na forma de óxido) -Componente de outras ligas metálicas, como das ligas de cobre- zinco (latões) Tipos, características e aplicações Principais Produtos e Componentes não Estruturais • Tubos e conexões de cobre (PROCOBRE, 2007) Os tubos rígidos de cobre para instalações (de água quente, água fria, gás, sistemas de combate a incêndio e de aquecimento) apresentam, no mínimo, 99,9% de cobre e são fabricados nos mesmos diâmetros das conexões (15mm a 104mm) de acordo com a NBR 13206 (ABNT, 2004a). A NBR 14745 (ABNT, 2004b) estabelece os requisitos para os tubos flexíveis de cobre utilizados na condução de fluídos. Para as instalações de gás e sistemas de refrigeração e ar- condicionado, os tubos flexíveis devem atender aos requisitos da NBR 7541 (ABNT, 2004c). As conexões para união de tubos de cobre por soldagem ou brasagem são produzidas em cobre e em suas ligas de acordo com a NBR 11720 (ABNT, 2005a). Produtos e Componentes não Estruturais • Tubos e conexões de cobre (PROCOBRE, 2007) Produtos e Componentes não Estruturais Esquadrias de alumínio e seus componentes (ABAL,2006) As esquadrias em alumínio possuem grande durabilidade devido à resistência à corrosão (podendo ser melhorada por meio de anodização e pintura) associada a uma relativa leveza. A NBR 10820 (ABNT, 1989) caracteriza os principais tipos de portas e janelas de alumínio. Os acessórios (fechos, roldanas, puxadores, elementos de vedação, etc.) devem ter uma vida útil compatível com a esperada para a esquadria. Esses acessórios visam a um bom desempenho do conjunto, principalmente quanto à estanqueidade (ao ar e à agua), ao isolamento termo-acústico, à ventilação e estabilidade estrutural. Produtos e Componentes não Estruturais Esquadrias de alumínio e seus componentes (ABAL,2006) -Economia: dispensam lixamento, pintura, conservação periódica e outros custos; -Leveza: as ligas metálicas de alumínio são resistentes e possuem baixo peso específico, fazendo com que a esquadria confeccionada com alumínio seja 2,9 vezes mais leve que a com aço. -As esquadrias feitas com alumínio são fáceis de assentar, transportáveis a baixo custo e aliviam a carga permanente da edificação; Produtos e Componentes não Estruturais Esquadrias de alumínio e seus componentes (ABAL,2006) -Durabilidade: as esquadrias de alumínio anodizado são imunes à ação do tempo, tendo durabilidade quase ilimitada; -Perfeição de acabamento: a maleabilidade do alumínio permite que todos os detalhes que valorizam a obra possam ser executados com perfeição; -O alumínio também é indeformável, de modo que as esquadrias não ficam sujeitas a rachaduras, empenamentos e variações de volume; -Estética: o alumínio permite a produção de perfis com formas capazes de assegurar excelentes efeitos visuais. Produtos e Componentes não Estruturais • Alguns Modelos de Janelas Produtos e Componentes não Estruturais • Alguns Modelos de Porta Produtos e Componentes não Estruturais • Algumas Obras: Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários - São componentes de instalações hidrossanitárias, envolvendo: torneiras, registros, válvulas de descarga, misturadores de água quente e fria e produtos complementares (sifões, válvulas de escoamento, etc.) - Podem ser constituídos por diferentes matérias-primas e componentes, especificados em função das suas propriedades exigidas, por exemplo, resistência à corrosão, estanqueidade, acabamento superficial, etc. - A fabricação dos metais sanitários envolve os processos de geração de componentes, usinagem ou estampagem, acabamento superficial, montagem, testes e embalagem. Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários Principais tipos (DECA, 2007): Os principais tipos de registros utilizados em instalações hidrosanitárias são de pressão, gaveta e esfera, produzidos para diferentes classes de pressão e diâmetros nominais -Registros de pressão: Especificados pela NBR 10071 (ABNT, 1994) e NBR 10090 (ABNT, 1987) e verificados o desempenho pela NBR 14150 (ABNT, 1998a). Um mecanismo de vedação (com a extremidade na forma de prato) é comprimido contra uma sede plana no corpo do registro, obstruindo a passagem do fluído. Embora a vedação seja eficiente, as perdas de cargas associadas são elevada. Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários Principais tipos (DECA, 2007): -Registros de gaveta: Especificados pela NBR 10072 (ABNT, 1998b) e verificados o desempenho pela NBR 14151 (ABNT, 1998c) Um septo metálico (na forma de cunha) é introduzido entre dois encostos metálicos que fazem parte do corpo do registro, obstruindo a passagem do fluído, ou seja, a vedação ocorre pelo contato direto de metal com metal. Para esse registro, apesar de a vedação não ser tão eficiente, as perdas de carga na linha são minimizadas. Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários Principais tipos (DECA, 2007): -Registros de esfera: Além do uso em instalações de água, também são utilizados em instalações de gás. Da mesma forma que os registros de gaveta, devem ser utilizados sempre totalmente abertos ou fechados. Para uma maior facilidade de manutenção, os registros de esfera devem ser instalados externamente à parede. Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários Principais tipos (DECA, 2007): -Torneiras de pressão: Específicas e ensaiadas pela NBR 10281 (ABNT, 2003a) Mecanismo de vedação (com a extremidade na forma de prato)é comprimido contra uma sede, obstruindo a passagem do fluído. O diâmetro nominal mais comum para as torneiras é de 15mm Principais variações: Sem acabamento (bruta) ou com acabamento (cromada, em epóxi, etc.), de mesa (entrada de água vertical) ou de parede (entrada de água horizontal), com ou sem arejador, com ou sem bico para mangueira. De padrão normal ou de luxo, para uso geral ou específico (de jardim, cozinha, tanque, lavatório, etc.), para mistura de água quente e água fria (misturador) e com ou sem função economizadora de água. Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários Principais tipos (DECA, 2007). Válvulas de escoamento: -Especificadas e ensaiadas pela NBR 15423 (ABNT, 2006) -Podem ter diferentes diâmetros nominais (por exemplo, 25mm, 32mm e 40mm) e diferentes utilizações (por exemplo, para lavatório, tanque, pia de cozinha, banheira, etc.) -Também podem ser do tipo unificado, ou seja, para utilização em peças sanitárias com ou sem a presença de ladrão) Produtos e Componentes não Estruturais Metais sanitários Principais tipos (DECA, 2007). Sifões: Especificados e ensaiados pela NBR 14162 (ABNT, 1998d) Promovem a ligação da válvula de escoamento (entrada) com a rede de esgoto (saída). Podem ter diferentes diâmetros nominais para os pontos de entrada (por exemplo, 25mm, 32mm e 40mm) e de saída (por exemplo, 25mm, 32mm, 40mm e 50mm). Podem ser específicos para lavatórios, pias de cozinha, tanques e mictórios. Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Produtos e Componentes não Estruturais Produtos de Aço para Estrutura de Concreto e Alvenaria • O desenvolvimento CA-50 soldável foi feito para bitolas finas e médias, 6,3 mm, 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm, cujas bitolas representam cerca de 80% do consumo total de barras retas e rolos de CA-50 no Brasil. • Em ambos os casos, laminação de barras ou laminação de rolos, o processo de fabricação do CA-50 soldável consiste, basicamente, no resfriamento controlado utilizando água, durante a laminação da superfície do material, ao passo que, no processo de fabricação do CA- 50 não soldável, é aplicado o processo de resfriamento ao ar. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Características do CA-50 soldável • O produto final, o CA-50 soldável, apresenta uma camada superficial de alta resistência mecânica e um núcleo de alta ductilidade. A composição química restrita do produto é o que permite uma soldabilidade bastante superior ao CA-50 convencional. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Características do CA-50 soldável • A confecção de armaduras soldadas em ambientes de obra não é recomendada. Deve ser executada apenas em casos especiais e sob estrito controle de todos os parâmetros que interferem no processo de soldagem, tais como limpeza superficial, umidade das barras, temperatura ambiente, correntes de ar, qualificação do soldador, etc. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Soldagem e equipamentos utilizados na fabricação de armaduras soldadas • A soldagem, envolve a aplicação de uma elevada densidade de energia em um pequeno volume do material, o que pode levar a alterações estruturais e de propriedades importantes na região da solda e próxima a ela, a chamada ZTA (Zona Termicamente Afetada). • Algumas armaduras são apenas parcialmente soldadas devido a dificuldades operacionais durante a colocação na forma. O desenvolvimento de máquinas e robôs de soldagem exclusivos para a fabricação de armaduras soldadas está em franco desenvolvimento na Europa, com novos lançamentos a cada ano. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Soldagem e equipamentos utilizados na fabricação de armaduras soldadas As Figuras 2 a 5 mostram também algumas máquinas e robôs de soldagem de armaduras, e a Figura 6 mostra uma armadura produzida em uma unidade de Corte e Dobra nacional pelo processo MIG manual. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Soldagem e equipamentos utilizados na fabricação de armaduras soldadas Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Soldagem e equipamentos utilizados na fabricação de armaduras soldadas Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Soldagem e equipamentos utilizados na fabricação de armaduras soldadas Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Vantagens e desvantagens das armaduras soldadas x armaduras amarradas Principais vantagens: • maior produtividade da mão-de-obra; • custos menores dos insumos de soldagem em relação ao custo do arame recozido; • não necessidade de soldagem de 100% dos pontos de interseção (em alguns casos, basta soldar cerca de 50% a 70% dos pontos); • maior rigidez das peças e, portanto, maior facilidade de manuseio; Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Vantagens e desvantagens das armaduras soldadas x armaduras amarradas Principais vantagens: • melhor controle dos espaçamentos dos estribos; • racionalização do canteiro de obras, com a disponibilização dos espaços destinados à montagem de armaduras: as entregas das armaduras pelas centrais de Corte e Dobra é feita parceladamente, à medida que a obra avança; • maior rapidez na execução da obra. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Vantagens e desvantagens das armaduras soldadas x armaduras amarradas Principais desvantagens: •necessidade de planejamento da soldagem: algumas armaduras ou barras de determinadas armaduras ou mesmo alguns pontos de cruzamento ou pontos de interseção de barras, em razão de dificuldades operacionais durante a montagem final na forma, não devem ser soldados; Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Vantagens e desvantagens das armaduras soldadas x armaduras amarradas Principais desvantagens: • necessidade, em algumas obras, de equipamentos especiais, gruas, guinchos, etc., para descarregamento e/ou içamento das armaduras; • a soldagem de armaduras não é recomendada, por alguns calculistas brasileiros, nos casos em que a estrutura é submetida a cargas dinâmicas que podem provocar fratura do aço por fadiga na região da solda. Essas situações, entretanto, são em geral raras. Vergalhões Soldáveis e Armaduras Soldadas Introdução •. O sistema de lajes com treliças metálicas, comumente chamadas de lajes treliçadas, surgiu e teve larga utilização a partir da Segunda Guerra Mundial. Foi criado para superar algumas deficiências que as lajes pré-moldadas convencionais apresentavam e muito contribuiu na reconstrução dos países destruídos pela guerra. Treliças Metálicas Introdução • Hoje, essas lajes respondem por uma grande fatia dentre as opções dos pavimentos, principalmente na Itália e na Espanha. • No Brasil, a difusão e o crescimento do uso de lajes treliçadas se deram no início da década de 90. Hoje, temos as mais variadas opções em projetar lajes treliçadas, podendo ser formadas por vigotas ou painéis, maciças ou nervuradas, unidirecionais ou bidirecionais. Treliças Metálicas Definição • A treliça metálica, comumente chamada de armação treliçada, é uma estrutura formada por sistema de eletrofusão (caldeamento), de modo a formar duas treliças unidas pelo vértice. Asdiagonais proporcionam rigidez ao conjunto e excelentes condições de transporte e manuseio. • São confeccionadas com fios CA-60, trefilado ou laminado a frio, com baixo teor de carbono e, portanto, soldáveis, podendo a armadura ser lisa ou nervurada. A tendência é a utilização dos fios nervurados. Treliças Metálicas Definição • Pode também ser utilizado o aço CA-50 a partir de diâmetro 12,5 mm, mas não é comumente utilizado ou encontrado no mercado. • As características mecânicas do aço seguem as condições do aço CA-60 conforme a norma NBR 7480 (ABNT, 1997). Treliças Metálicas Definição • Em geral, os comprimentos são padronizados de 8 m, 10 m e 12 m e com altura variando de 80 nm a 300 mm. A armação treliçada (TR) pode ser classificada mediante um código, que corresponde à bitola da armadura do banzo superior (φS), das diagonais (φD) e do banzo inferior (φI). Na Figura 11, pode-se observar a perspectiva, corte transversal e vista lateral de uma típica armação treliçada. Essas armaduras também são classificadas mediante outros códigos – estes são uma característica comercial de cada empresa. Treliças Metálicas Treliças Metálicas • No Quadro 7, estão representadas as principais armações treliçadas fornecidas no mercado. Treliças Metálicas • Na Figura 12, está representada uma seção transversal típica de laje treliçada. Nesse caso, a armadura positiva é formada pela armação treliçada e armadura adicional. Treliças Metálicas Em uma laje treliçada, as armaduras constituintes da armação treliçada apresentam as seguintes características: • o fio longitudinal superior (φS), além de garantir rigidez à vigota durante a concretagem da laje, pode colaborar como armadura de distribuição e/ou superior de tração (armadura negativa); • as diagonais (φD), além de colaborarem como armadura resistente à força cortante, servem para promover uma grande aderência entre o concreto do elemento pré-moldado e o concreto de capeamento; • os fios longitudinais inferiores (φI) colaboram como armadura resistente ao momento fletor positivo; Treliças Metálicas • As lajes treliçadas apresentam seis vantagens principais da utilização. Uma delas refere-se à redução ou até mesmo à eliminação dos escoramentos, proporcionando economia de tempo, mão-de-obra e materiais. • Em função do processo de fabricação, da geometria e da presença da armação treliçada, outra vantagem é a redução da possibilidade do aparecimento de fissuras, pois há maior aderência entre as vigotas e o concreto do capeamento (concreto moldado no local), como pode ser visto na Figura 13. Treliças Metálicas Treliças Metálicas • A terceira vantagem das lajes treliçadas é o fato de facilitarem a execução de nervuras (moldadas no local) perpendiculares às vigotas, obtendo nervuras de travamento em lajes unidirecionais e nervuras transversais em lajes bidirecionais, conforme apresentado na Figura 14. • Também oferecem uma maior resistência ao cisalhamento devido à presença das diagonais que exercem a função de estribos. Treliças Metálicas • A redução do número de vigas e pilares, maiores vãos e alvenarias dispostas diretamente à laje também se constituem em vantagens dessas lajes. • Por fim, adaptam-se muito bem a qualquer sistema construtivo: estrutura de concreto armado, alvenaria estrutural, estrutura metálica, lajes planas com ou sem capitéis. • Os principais arranjos estruturais das lajes treliçadas, representados nas Figuras 15 e 16, são lajes treliçadas nervuradas, painéis e minipainéis (nervurados ou maciços). Esses sistemas poderão ser unidirecionais ou bidirecionais. Treliças Metálicas Treliças Metálicas • Se houver necessidade de emendas de armações treliçadas em uma vigota ou painel (conforme apresentado na Figura 17), uma solução usual é a adoção de traspasse por meio de: a) sobreposição de treliças (uma sobre a outra); b) superposição de barras isoladas ligando duas treliças. As recomendações de emendas por traspasse podem ser vistas no item 9.5.2 da NBR 6118 (ABNT, 2003). Treliças Metálicas • A partir da década de 90, temos acompanhado o conceito de qualidade dos pisos industriais. A necessidade de qualidade quanto às características de capacidade suporte, planicidade, nivelamento e resistência ao desgaste tem sido cada vez mais considerada. • Um dos fatores de sucesso de projeto e execução dos pisos industriais é o correto posicionamento não só das armaduras (vide Figura 18), que combatem à retração e resistem aos esforços solicitantes, geralmente em forma de telas soldadas, como também das barras de transferência. Treliças Metálicas Treliças Metálicas Treliças Metálicas Definição • Tela soldada é uma armadura pré-fabricada, destinada a armar concreto, em forma de rede de malhas, constituída de fios de aço CA60 Nervurados longitudinais e transversais, sobrepostos e soldados em todos os pontos de contato (nós), por resistência elétrica (caldeamento – ver Figura 20). É um material cujas características, limites e exigências estão definidos pela norma: NBR 7481 (ABNT, 1990). Telas soldadas nervuradas Telas soldadas nervuradas • A tela soldada é produzida a partir do fio máquina, com baixo teor de carbono, submetido ao processo de trefilação, no qual, na prática, ocorrerá o encruamento a frio do aço, tornando-o mais resistente, como mostra a Figura 21. O encruamento total é feito por etapas, ou seja, reduções sucessivas no diâmetro do fio máquina. Telas soldadas nervuradas Características geométricas • As bitolas dos fios CA-60 empregados nas telas soldadas vão desde 3,4 mm até 12,0 mm, com grande quantidade de valores intermediários. A nomenclatura dos elementos de uma tela soldada consta da Figura 22. Telas soldadas nervuradas Telas soldadas nervuradas • Largura – em metro (m), corresponde ao comprimento total do fio transversal com relação ao sentido de fabricação. • Comprimento – em metro (m), corresponde ao comprimento total do fio longitudinal com relação ao sentido de fabricação. • Espaçamento Longitudinal – em centímetro (cm), é a distância medida entre os eixos de dois fios longitudinais. • Espaçamento Transversal – em centímetro (cm), é a distância medida entre os eixos de dois fios transversais. Telas soldadas nervuradas • Franja Longitudinal – em centímetro (cm), é a extremidade que sobra após o último fio transversal soldado, com comprimento igual à metade do espaçamento transversal. • Franja Transversal – em centímetro (cm), é a extremidade que sobra após o último fio longitudinal soldado, com comprimento igual a 2,5 cm. • Malha – em centímetro (cm), é a figura geométrica (retângulo ou quadrado) formada pela interseção de pares de fios ortogonais. Telas soldadas nervuradas Fornecimento • As telas soldadas são fornecidas em rolo ou painel e se dividem em duas categorias: telas padronizadas e telas não padronizadas (sob projeto). • As telas padronizadas possuem a largura de 2,45 m. O seu comprimento varia em função do fornecimento, podendo ser em rolos de 60 m e 120 m e painel de 6 m. Telas soldadas nervuradas Fornecimento • As telas não padronizadas, também conhecidas como “especiais”, são produzidas com características específicas, levando-se em conta as necessidades do projeto com relação às suas dimensões (largura / comprimento),relação entre as áreas de aço (principal / secundária), espaçamento entre fios (longitudinal / transversal) e comprimento das franjas (longitudinal / transversal). Telas soldadas nervuradas Principais utilizações • O uso de telas soldadas constitui solução prática e rápida na etapa de armação das lajes de edifícios (ver Figura 23), pisos, pontes, tubos de seções circulares (ver Figura 24) e retangulares. Em lajes de edifícios, sua utilização permite ganho de tempo para as obras em até um dia no ciclo de concretagem das lajes, otimizando a mão-de-obra dessa etapa, e reduz o prazo de entrega do empreendimento, resultando em economia de custos diretos dos canteiros de obras. Telas soldadas nervuradas Telas soldadas nervuradas Telas soldadas nervuradas • Com a velocidade de execução das obras, o aumento dos vãos e a redução da rigidez, rupturas e infiltrações começaram a ser significativas. • Isso trouxe altos custos e, principalmente, o descrédito para as construtoras que não conseguem mais edificar sem o processo fissuratório (Figuras 25 e 26), seja uma simples residência térrea, seja um edifício de múltiplos andares. Treliças planas de aço Treliças planas de aço Treliças planas de aço Tipos e características dimensionais das peças de treliça plana • As treliças planas possuem barras longitudinais e diagonais com seções circulares e recobertas por uma capa de zinco, para utilização em alvenarias de junta tradicional. As características geométricas das peças de treliças planas são apresentadas no Quadro 10. Treliças planas de aço Treliças planas de aço • condições de contorno para o projeto. tipo de utilização da alvenaria de vedação; especificação de materiais e sistema; controle de produção; controle de manutenção. Treliças planas de aço • O projeto da alvenaria reforçada com treliça plana deve levar em consideração os esforços solicitantes a que essa alvenaria estará submetida, analisando-se as cargas verticais e de flexão decorrentes da ação do vento, a partir do conhecimento das resistências características dos elementos que compõem o sistema (Figura 27). Treliças planas de aço Treliças planas de aço • O número de fiadas armadas com treliça plana deverá ser baseado em projeto específico de alvenaria, em que será dimensionado de acordo com as características estruturais e arquitetônicas da edificação, além do tipo de material, argamassa e condições de estabilidade da mesma. • Na Figura 28, tem-se um exemplo de projeto realizado, mostrando a distribuição da treliça plana nas fiadas de duas elevações diferentes. Treliças planas de aço Treliças planas de aço • Utilização das treliças planas A utilização de alvenaria armada é indicada como solução em qualquer uma das seguintes situações: recalques de base; fissuras; concentrações de tensões ao redor de vãos livres de portas e janelas; cargas pontuais; deformações estruturais; cargas externas. Treliças planas de aço • Para todas as recomendações de uso dos reforços treliça plana, é indispensável a utilização de argamassa na vertical para assentamento dos blocos, como mostrado nas Figuras 29 a 30. Treliças planas de aço Treliças planas de aço Treliças planas de aço Referências: • BAUER, L. A. F.. Materiais de Construção - Vol. 2. 5ª. Edição. LTC. 1994. • FUSCO, P. B. Tecnologia do Concreto Estrutural. Editora Pini. Rio de Janeiro. 2009. • PETRUCCI, E. G. R. Concreto de Cimento Portland. Globo, Editora. 1998.