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CENTRO UNIVERSITÁRIO– UNIFG ENGENHARIA CIVIL ANDRESON DA SILVA COTIA BRUNA MICHELLY NOVAIS DO REGO FLÁVIA SANTANA COSTA DA SILVA MARIA DOLORES SILVEIRA SILVA STEEL DECK Guanambi - BA 2018 ANDRESON DA SILVA COTIA BRUNA MICHELLY NOVAIS DO REGO FLÁVIA SANTANA COSTA DA SILVA MARIA DOLORES SILVEIRA SILVA STEEL DECK Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Civil da Faculdade Guanambi, como um dos pré-requisitos da disciplina Estrutura de aço 2. Professor: Humberto Laranjeira de Souza Filho Guanambi - BA 2018 1 INTRODUÇÃO Em conseguencia da globalização economica o ramo da construção civil passou por constantes mudanças, com surgimentos de novas tecnica, com o aumento da concorrencia e entre outros. Assim tentando alcanças melhores resultados, atravez de resduzir custos, melhorar a qualidade dos produtos e sempre procurando novos meios de reução de gastos. Com toda essa evolução fez que os profissionais da area esteja sempre a procura de se especializar e de se manter atualizado com as novas tenicas no setor (LEITE; OLIVEIRA; CAMARINI, 2017). O Brasil passou por um periodo bom em todos os setores, mas agora está passando pela maior crise já registrada, levando em consideração a diminuição do PIB e o crescimento do desemprego. A razão dessa desaceleração do desenvolvimento pode ser responsabilizada atras vez de varios fatores, como falhas de contuta politica economicas; internacionais; institucionais ou juridicos, sendo assim muito provavel que contribuiram para a que a econômia brasileira desacelerasse (ROSSI; MELLO, 2017) A aplicação do steel deck é o reflexo de uma industrialização nos canteiro de obra e de uma tentativa de otimizar o tempo de uma costrução, em razão que de ser um sistema construtivo que caracteriza soluçoes interessantes, principalmente por ser uma estrutura que combina a estrutura de aço. Contudo, como é sistema industrializado desse tipo ainda sofre por não ter muitos estudos (DA SILVA, 2010). As lajes mistas do tipo steel deck vem cada vez mais utilizado no Brasil em diversos tipos de construções, principalmente para otimizar, pois é uma estrutura com peso reduzido, questão de poder fazer vãos maiores, velocidade de construção e por ser um sistema de muita precisão dimensional, estruturas que mais se usa esse tipo de laje são prédios e pontes (KAMMERS, 2017). 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 ESTRUTURAS MISTAS AÇO-CONCRETO As estruturas mistas de aço e concreto, está sendo bastante utilizada na construção civil, por volta de 150 e 100 anos, mutualmente. Dando início na década de 60, as estruturas aço-concreto vêm ganhando espaço. Assim com o surgimento de métodos e projetos construtivos que asseguram o funcionamento da junção do aço- concreto, fazendo assim que ampliasse as possibilidades de utilizar esse sistema. Assim entende-se que uma estrutura mista é um conjunto misto que é geralmente utilizada na construção civil (QUEIROZ; PIMENTA; MARTINS, 2012) 2.2 MATERIAIS DE ESTRUTURAS MISTAS AÇO-CONCRETO As estruturas mistas possuem como composição os elementos aço e concreto, como sistema misto aço-concreto, o perfil no qual é formado de aço funciona junto com o concreto, produzindo estruturas mista como pilares mistos, vigas mistas, lajes mistas ou uma ligação mista. A relação entre o concreto e o perfil de aço pode ser por intermédios mecânicos, por atrito, ou, em algumas situações, comuns como aderência e repartição de cargas. (QUEIROZ; PIMENTA; MARTINS, 2012). 2.2.1 Aço Por volta de 8000 anos atrás já era utilizado o ferro nas construções ou em fins militares nas grandes civilizações, como o Egito, a Índia, e Babilônia. Também destacou durante a Revolução Industrial como matéria para fabricação de novas materiais. Após muitos anos ele começou a ser muito usado na construção, ele tornou uma peça importante na estrutura (KAMMERS, 2017). Dias (1997, p. 59) menciona que “Aço é uma liga de metálica basicamente de ferro e carbono, obtida pelo refino de ferro-gusa [...] Como refino do ferro-gusa entende-se a diminuição dos teores de carbono e de silício e enxofre (que são prejudiciais ao aço)”. “Quanto às propriedades mecânicas, os aços estruturais devem ter nível apropriado de resistência mecânica, ductibilidade, tenacidade, resiliência, Soldabilidade, dureza superficial e homogeneidade” (FAKURY; SILVA; CALDAS, 2016, P.13) As características mais importantes do aço são suas propriedades mecânicas, para a construção civil, pois para realizar um projeto ou executar uma estrutura metálica é preciso saber cada uma dessas características. As propriedades mecânicas descrevem o comportamento que as estruturas sofrem quando é sujeita a algum tipo de esforços mecânicos, e define também a capacidade de suportar e transferir os esforços que são efetuados na estrutura, sem que ocorra colapso (DIAS, 1997). Conforme a NBR 8800 (ABNT, 2008) as propriedades mecânicas do aço estrutural são: a) E = Ea = 200 000 Mpa; b) νa = 0,3; c) G = 77 000Mpa; d) βa = 1,2 x 10-5 ºC-1; e) ρa = 7 850 kg/m³. 2.2.2 Concreto Os romanos foi uma civilização que se destacaram pois já dominavam algumas formas de aplicações do concreto e argamassa, visivelmente demostrada nas obras como o Panteão em 27 a.C. e o Coliseu que foi executado ente 69 e 79 d.C.. Mas o concreto armado só foi aparecer por meados de 1849 na França mas não conquistou muita fama de início. Assim que Gustavo Adolpho Wayss, no ano de 1875, criou uma empresa de concreto armado e assim em seguida começou os diversos estudos com o concreto armado (KAMMERS, 2017). De acordo com Queiroz, Pimenta e Mata (2001, p. 37) “ o concreto é um material frágil, composto basicamente de argamassa (cimento, agregados miúdos, água e aditivo) e de agregados graúdos, contendo um grande número de microfissuras [...] mesmo antes de ser sujeitos a cargas externas”. O concreto apresenta desvantagem como a baixa resistência à tração, que é por volta de uns 10% da sua resistência total, uma baixa resistência por parcela de volume com alta massa especifica, variações de volume que são resultantes de retração e fluência, e assim surgi a obrigação de aplicação de formas de escoamento (KAMMERS, 2017). A NBR 6118 (ABNT, 2014) impõe que os concretos possuem fck entre 20 e 50 Mpa contém as seguintes propriedades: a) Eci = αE 5 600, onde Eci e fck são expressos em (MPa); b) Ecs = αi Eci; c) νc = 0,2; d) βc = 1,0 x 10-5 ºC-1; e) ρc = 2 400 kg/m³ para concreto sem armadura; f) ρc = 2 500 kg/m³ para concreto com armadura. Também em ABNT NBR 6118 (2014, p.24), os valores de αE encontrados são: αE = 1,2 para basalto e diabásio αE = 1,0 para granito e gnaisse αE = 0,9 para calcário αE = 0,7 para arenito Onde o valor de αi é encontrada pela expressão: α𝑖 = 0,8 + 0,8 𝑓𝑐𝑘 80 ≤ 1,0 (Eq. 1) A classificação do concreto estrutural é feita pelas suas características de resistência à compressão, assim é dividido em dois grupos, I e II, essas características são obtidas através de ensaios com corpos de prova (KAMMERS, 2017). Na tabela a seguir se encontra essa classificação de acordo com a NBR. Tabela 1 – Classes de resistência de concreto estruturais. Fonte: ABNT 2017 2.2 LAJES MISTAS As lajes são, segundo Campos Filho, 2014 elementos estruturais laminaresplanos, solicitdos predominantes por cargas normais ao seu plano, predoninam duas dimensões, comprimento e largura, sobre a trceira que é a espessura. As lajes são diferenciadas pela sua forma, vinculação e relação entre lados. Assim podem ocorrer cargas permante e variaveis, que são direcionados para os apoios. A estrutura laje mista é identificada por apresentar, inserido entre as nervuras de concretoarmado ou protegido, materiais agregados de enchimento e após uma cobertura de concreto efetuada no local. No mercado encontra varios tipo de pré- modados enchimentos, sendo ele bem variados como concreto celular, isopor ou bloco ceramico. Encontra tambem vigotas, habitualmente como segmento tranversal, podendo ser de maciça ou de trelicia (DIAS, 1997). LAJE MISTA STEEL DECK Mesmo com sua modesta propagação, as lajes mista com Steel Deck já é usada desde 1970. Contudo, ainda é possivel notar o receio de muitos profissionais em elaborar projetos com steel deck ou ate mesmo durante sua execução. A ausência de coerência entre os projetos de arquitetura, instalações prediais e estrutura, entre outros, faz que os profissionais fiquem anceioso (DA SILVA, 2010). O deck de aço se torna uma forma que sustenta o concreto e funciona como uma armadura da laje. Com um formato de trapézio, que favorece a sua resistencia efetiva, possibilitando que tenha vão maiores sem a necessidade de ter apoios intermediários e suportando cargas maiores. O steel deck e o concreto tem que trabalhar juntos, para isso, são igressado na chapa pequenas dobras e mossas ao longo do motodo de formação do pefil da forma (DIAS, 1997). “Basicamente, são três os materiais que formam a placa ou steel deck: as chapas conformadas de aço galvanizado; a armadura de malha quadrada eletro- soldada; e o concreto” (DIAS, 1997, p. 139). Figura 1 - Tipos de decks para laje mistas. Fonte: (ABNT, 2008). De acordo com a NBR 8800 (ABNT, 2008), os esforço aplicado no deck na laje mista se corpota de duas maneiras: Ligação por intermédio de mossas na chapa de aço trapezoidais ( Figura 1 – a); Ligação por intermédio do atrito caudado pelo acomodameno do concreto nas chapas de aço reentrantes (Figura 1 – b). No processo construtivo, o deck fuciona como uma forma para o concreto. Sucessivamente, após a cura do concreto, a armação de tração é substituida, para um momento fletor positivo. Se ocorrer de aparecer tramos, assim a laje reage como um elemento estrutural constante e torna-se essencial adcionar uma armadura superior nos apois. A utilização da armadura na parte superior suspende o aparecimento de fissuras no concreto em cima dos apoios, que atigem negativamente sua estetica e função no sistema. (DIAS, 1997). Ao longo da execução, o deck deve suportar as cargas produzida nessa etapa, carga essa sendo o peso do concreto, dos operarios e equipamentos, assim após que ocorra a a cura do concreto a chapa de aço operando total ou moderadamente como armadura de tração para sustentação da laje. Assim confirmando que o aço e o concreto trabalha em conjunto, para serem mas eficiente, tendo assim uma combinação de dois elementos a chapa metalica, que é nomeada como steel deck, e o concreto (CAMPOS, 2001). Na Figura 2 demostra cada elemento da laje. Figura 2 – Elementos da laje Steel Deck. Fonte: (CAMPOS, 2001) Após montar o deck da laje, antes de realizar a concretagem, é dimensionado a malha com armadura quadrada de pequeno diâmetro e são eletro-sodado, essa malha é aplicada com o objetivo de evitar fissuras, que podem ocorrer durante a cura do concreto, fissuras essas pode ser resultado da retração e variação de térmica que ocorrem no concreto durante sua cura (DIAS,1997). Conforme a ABNT NBR 8800 (2008, p. 211) a defini como laje mista: Laje mista de aço e concreto, também cahmada de laje com forma de aço incorporada, é aquele em que , na fase final, o concreto atua estruturalmente em conjunto com a fôrma de aço, funcionando como parte ou como toda a armadura de tração de laje. Na fase inicial, ou seja, antes de o concreto atingir 75% da resistencia à compressão especificada, a forma de aço suporta isoladamente as açoes permanetes e a sobrecarga de construção. Para a fabricação das chapas utilizadas na forma de Laje Steel deck no Brasil é especificado pela ASTM, que são deteminadas pela ABNT NBR 7008 (2003), encontra-se na seguinte tabela. Tabela 2 – Especificações das propriedades dos aços conforme ASTM. Fonte: (ABNT, 2008) 3 CONCLUSÃO O sistema de estrutura mista vem sendo cada vez mais utilizada na construção civil por se tratar de um sistema construtivo considerado mais vantajoso quando se trata do tempo de construção, na facilidade, na quantidade de material e por se tratar de uma plataforma de aço se torna um trabalho mais seguro. O steel deck como se tratar de um sistema misto de aço e concreto, como já foi descrito como uma chapa metálica que funciona como uma forma para a cura do concreto, no qual se dispensa a utilização de escoras durante a construção. Além do mais a chapa funciona como uma armadura positiva, que ajuda que o concreto não crie fissuras, por causa da retração ou por causa da variação da temperatura, mas em algumas situações é preciso colocado uma armadura para suportar também momentos positivos ou negativos. Perante esse reconhecimento, é implícito que devesse verificar sempre formas econômicas de execuções de obra, para assim retornar a ter esse desenvolvimento. A procura por alternativas que possam acelerar o prazo de execução das obras, custando menos e mantendo o mesmo grau de eficiência estrutural é um meio que se mais se busca na construção civil, ou seja, uma maneira de otimização de execução e de redução de custo dentro da obra. REFERENCIA ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto. Rio de Janeiro, 2014. _____. NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. 2 ed. Rio de Janeiro, 2008. CAMPOS FILHO, A. Projeto de lajes maciças de concreto armado. Porto alegre: UFRGS, 2011. Apostilha de aula – Discilina de Concreto Armado 2. Disponivel em: https://chasqueweb.ufrgs.br/~americo/eng01112/lajes.pdf. Acesso em: 15 nov. 2017. DA SILVA, Tecn. Raphael. Projeto de Produção para Construção Metálica aplicado em Lajes Mistas Steel Deck. 2010. DIAS, Luís Andrade de Mattos. Estruturas de aço: conceitos, técnicas e linguagem. São Paulo, Zigurate Editora, 1997. FAKURY, Ricardo Hallal; SILVA, Ana Lydia Reis de Castro e; CALDAS, Rodrigo Barreto. Dimensionamento de elementos estruturais de aço e mistos de aço e concreto. São Paulo: Pearson, 2016. 496 p. QUEIROZ, Gilson; PIMENTA Roberval José; MARTINS, Alexander Galvão. Estruturas mistas. Volume 1: 2. Ed. – Rio Janeiro: Instituto Aço Brasil/CBCA, 2012. ROSSI, Pedro; MELLO, Guilherme. Choque recessivo e a maior crise da história: A economia brasileira em marcha à ré. Centro de Estudos de Conjuntura e Política Econômica-IE/UNICAMP: Nota do Cecon, n. 1, p. 1 -5 2017.