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Dimensionamento e Detalhamento de Lajes Maciças Concreto Armado Concreto Armado 2 Prof. Janes Escola de Engenharia Civil Universidade Federal de Goiás Lajes São elementos de superfície plana sujeitas a ações normais à sua superfície, com a função de resistir às cargas de utilização atuantes na estrutura. Classificação das Lajes quanto à natureza do apoio: • Lajes sobre vigas: - Laje Maciça; - Laje Nervurada; - Laje Treliçada; - Laje Volterrana; - Laje Alveolar - Laje Bubbledeck - Laje Steel-Deck • Lajes sobre pilares (lajes planas): - Laje lisa; - Laje Cogumelo. Laje Maciça sobre apoios São lajes moldadas no local, sustentada por vigas nos bordos, no qual o bordo sem apoio é denominado bordo livre. Laje apoiadas em vigas – Címaco (2004) Maquete estrutura concreto armado Fonte: engenheiroedilson.wordpress.com Laje Maciça sobre apoios Laje Maciça sobre apoios • Vantagens - Facilidade de execução; - Modelos simplificados de análise e cálculo; - Passagem de instalações flexibilizada; • Desvantagens - Projeto arquitetônico limitado; - Alto consumo de formas; - Não adequada para grandes vãos. Laje Nervurada São lajes formada por um conjunto de vigas que se cruzam, solidarizando-se à mesa. A região das nervuras pode ser preenchida ou não com material inerte (tijolos, blocos). Estrutura com laje nervurada Fonte: www.goo.gl/98uh9 Forma da laje nervurada Fonte: www.mecan.com.br Laje Nervurada FONTE:http://jackie-mtz.blogspot.com.br/ Laje cogumelo nervurado FONTE:http://www.panoramio.com/user/4246561?wit h_photo_id=32879218 FONTE:http://www.cadernodaconstrucao.com.br/Class ificados/ClassificadosServico/91 Laje Nervurada • Vantagens - Vence grandes vãos; - Flexibilidade ao projeto arquitetônico; - Economia de concreto e aço; - Simplificação e economia na execução: - formas, armação e concretagem; - passagem de instalações. • Desvantagens - Custo das formas nervuradas; - Baixo desempenho acústico; - Necessita instalação de forro. Laje Treliçada É um tipo de laje nervurada unidirecional ou bidirecional, formada por uma vigota pré-concretada que serve também como forma para a laje, juntamente com o bloco de enchimento. Laje treliçada FONTE:http://www.guiadoviajante.info/dicas/tijolo- para-construcao FONTE:http://vilavelha.olx.com.br/pictures/obrasmix-pre-moldados-a- melhor-do-ramo-no-espirito-santo-iid-217065996 FONTE:http://www.associc- rs.com.br/showroom.php?op=43 FONTE:http://www.jacerama.co m.br/p.php?p=produto&id=72 Laje Treliçada FONTE:http://www.vtn.com.br/pre-moldados- e-fundacoes/lajes-trelicadas/lajes-trelicadas- com-ceramica.php Elementos da laje treliçada FONTE:http://www.altoqi.com.br/suporte/Eberi ckgold/mergedProjects/Eberick/Jan_Lajes/Lajes _Trelicadas/Lajes_trelicadas.htm FONTE:http://www.superamarelas.com/classificado s/3478/outros/artefatos-de-cimento-E-com-Otima- conselheiro-nova-friburgo-rj FONTE:http://www.vtn.com.br/pre-moldados- e-fundacoes/lajes-trelicadas/lajes-trelicadas- com-ceramica.php Laje Treliçada Laje Volterrana É um tipo de laje nervurada unidirecional, formada por vigotas pré- concretadas, onde são colocados blocos de enchimento entre estas. Laje Volterrana FONTE: http://cessconsultoria.blogspot.com.br/2011_04_01_archive.html FONTE: http://cessconsultoria.blogspot.com.br/2011_04_01_archive.html Laje Treliçada e Volterrana • Vantagens - Flexibilidade ao projeto arquitetônico; - Economia de concreto e aço; - Não necessita de forma; - Simplificação e economia na execução: - formas, armação e concretagem; - passagem de instalações (exceto Laje Volterrana); • Desvantagens - Qualidade na execução da vigota (Laje Volterrana); - Transporte para pavimentos altos; - Não adequada para grandes vãos. Lajes Alveolares Lajes Bubbledeck Lajes Stell-Deck Laje Plana • São aquelas executadas sem a existência de vigas como elementos estruturais de suporte da laje e de distribuição de cargas aos pilares; • Único nível de teto; • A laje por si só absorve e transmite os esforços diretamente aos pilares ou paredes das caixas de escada e de elevadores; • Aumenta um pouco a espessura de concreto da laje e a taxa de armação ou utiliza protensão; • Dividida em: Laje Cogumelo e Laje Lisa. Edíficio utilizando laje plana FONTE:http://www.revistatechne.com.br/engenha ria-civil/120/artigo45091-1.asp Laje Plana Edíficio utilizando laje plana FONTE:http://www.premag.com.br/edificacoes_situ.html Vantagens - Flexibilidade ao projeto arquitetônico; - Simplificação e economia na execução: formas, armação e concretagem; - Passagem de instalações; - Permite a adoção de um pé-direito inferior. Desvantagens - Alto consumo de formas; - Menos rigidez a esforços horizontais; - Possibilidade de ruptura localizada por punção. Laje Lisa • Lajes planas apoiadas diretamente nos pilares. Estrutura com laje lisa Fonte:http://favoritosdaengenharia.blogspot.com.br/ 2010/02/bubbledeck-lajes-planas-e-bem.html Laje Cogumelo • Lajes planas apoiadas sobre capitéis de pilares; • Capitel é um alargamento da cabeça do pilar na região de contato com a laje; • Ruptura por punção pelas elevadas tensões originadas pelos esforços de flexão e de cisalhamento. Laje Protendida para o Royal Plaza Shopping Center em Londrina FONTE:http://www.estrutural.eng.br/servic os/detalhes.asp?nrseq=7 Modo de ruptura de uma laje cogumelo sem armadura de cisalhamento FONTE:http://www.consultoriaeanalise.com/2009/07/armadura-de- cisalhamento-lajes-cogumelo.html Domínios de Deformações no ELU Uma peça de concreto armado à flexão deve se situar dentro de um domínio de deformação único. O domínio representa o “DNA de ruptura” de uma peça de concreto armado definida. http://www.lmc.ep.usp.br/pesquisas/TecEdu/flexao/flash/dominios.html Espessuras Lajes Maciças Classe de Agressividade e Cobrimentos Vão Efetivo Reações de Apoio Classificação das Lajes Laje Armada em uma Direção Laje Armada em duas Direções Carregamentos Sobre as Lajes Permanentes (g)- peso próprio - revestimento (superior + inferior) - paredes sobre a laje - enchimento (se houver) Acidental ou sobrecarga (q) - ver NBR 6120 Consideração de Paredes Sobre as Lajes Lajes Armadas em Uma direção Parede Paralela Ao menor vão Parede Perpendicular Ao menor vão Lajes Armadas em Duas direções Charneiras Plásticas Esforços em Lajes – Armadas em Uma Direção Bi-Apoiada Mono-Engastada Bi-Engastada Esforços em Lajes – Armadas em Duas Direções Esforços em Lajes Formas para Obtenção dos Esforços Teoria das Placas Processos Aproximados Método das Linhas de Ruptura Métodos Numéricos Ao se utilizar os métodos Aproximados, realizar a Compatibilização dos momentos Fletores negativos! Momentos Volventes Armadura Mínima Tabela de Dimensionamento Equações: Dados: Bw: base da seção em cm H: altura da seção em cm d’ : d_linha em cm d’ = 2,5cm (lajes) d’ = 4,0cm (vigas) d : altura útil (H – d’) Msd : momento fletor cálculo (unidade Kgf.cm) fck : resistência característica a Compressão do concreto (unidade kgf/cm2) Exemplo - Dimensionamento Exemplo - Dimensionamento Exemplo - Dimensionamento Carregamentos Distribuídos Sobre os Painéis de Lajes -Permanente -Peso próprio (PP) -Revestimento (RV) -Acidental (Conforme NBR 6120) -Sobrecarga (SC) Peso Próprio (PP) PP = 25 . H (H em cm) PP = 25 . 10 = 250 kgf/m2 Sobrecarga (SC) – NBR6120 L1 (sala/quarto) = 150 kgf/m2 L2 (cozinha) = 150 kgf/m2 L3 (varanda) = 150 kgf/m2Revestimento (RV) – superior e inferior Cerâmica + argamassa (1800 kgf/m3) = 2cm Contrapiso com cimento + areia (2100 kgf/m3) = 3cm Gesso corrido (1250 kgf/m3) = 3cm (teto) RV = 36 + 63 + 37.5 = 136,5 kgf/m2 → 150 kgf/m2 Carregamento Total nas Lajes PP + RV + SC = 550 kgf/m2 Laje L1 (Armada em Cruz) Ly/Lx = 5,0 / 4,0 = 1,25 (armada em cruz) -→ usar tabela de Czerny Mx = 550 x 4,02 / 21,4 = 411 kgf.m/m My = 550 x 4,02 / 35,2 = 250 kgf.m/m Xx = - 550 x 4,02 /9,9 = -889 kgf.m/m Rx1 = 550 x 4,0 x 0,447 = 983 kgf/m Rx2 = 550 x 4,0 x 0,259 = 570 kgf/m Ry = 550 x 5,0 x 0,147 = 404 kgf/m Laje L2 (Unidirecional) Ly/Lx = 5,0 / 2,0 = 2,5 (unidirecional) -→ usar as equações da estática Mx = 550 x 2,02 / 14,2 = 155 kgf.m/m Xx = - 550 x 2,02 / 8 = - 275 kgf.m/m Rx1 = (5 x 550 x 2,0)/8 = 688 kgf/m Rx2 = (3 x 550 x 2,0)/8 = 413 kgf/m Ry = (550 x 2,0)/8 = 138 kgf/m Laje L3 (Balanço) Carregamento Distribuído: 550 kgf/m2 Carregamento Concentrado: 200 kgf/m Considerando faixa de 1m de laje: Carregamento Distribuído: 550 kgf/m Carregamento Concentrado: 200 kgf “os esforços calculados serão equivalentes A uma faixa de 1m” Mx = - (550 . 12/2 + 200 . 1+80.1) = - 555 kgf.m/m Rx = 550 . 1 + 200 = 750 kgf/m Momento Fletor Esforço Cortante (Reação na Viga) NBR 6120 H Planta Resumo de Esforços e Reações Nesta planta são anotados Os resultados para reações E momentos fletores. Compatibilização dos Momentos Negativos Lajes L1 / L2 80%. (-889) = -711 kgf.m/m Média = - 582 kgf.m/m X12 = - 711 kgf.m/m Lajes L1/L3 “Como a laje L3 está em Balanço, vale o momento Da laje em balanço, sem Compatibilizar!!!” Os valores compatibilizados Foram anotados dentro do Retângulo. Exemplo - Dimensionamento KII= Msd bw . d2 As = Msd a . d Armaduras – Momentos Positivos Laje L1 Mskx = 411 kgf.m/m Msd = 575,4 kgf.m/m = 57540 kgf.cm/m KII = 10,23 a = 4217,40 As = 1,82 cm2/m Msky = 250 kgf.m/m Msd = 350 kgf.m/m = 35000 kgf.cm/m KII = 6,22 a = 4260,87 As = 1,09 cm2/m Laje L2 Mskx = 155 kgf.m/m Msd = 217 kgf.m/m = 21700 kgf.cm/m KII = 3,86 a = 4260,87 As = 0,68 cm2/m Armaduras – Momentos Negativos Laje L1/L2 Mskx = 711 kgf.m/m Msd = 995,4 kgf.m/m = 99540 kgf.cm/m KII = 17,69 a = 4086,96 As = 3,24 cm2/m Laje L1/L3 Mskx = 555 kgf.m/m Msd = 1126,65 kgf.m/m = 112665 kgf.cm/m KII = 20,03 a = 4043,48 As = 3,71 cm2/m Dados Gerais: Aço CA50 fck 25 Mpa d’ = 2,5cm d=7,5 Bw=100cm H=10cm Armadura Mínima - Verificação TAXA DE ARMADURA MÍNIMA PARA AS LAJES -Nas lajes armadas em 1 direção armadura principal As > Asmin = 1,50 cm2/m armadura secundaria As > 20% Asprin ou 0,9cm2/m -Nas lajes armadas em 2 direções positiva armadura principal em x ou em y As > 67%.Asmin negativa armadura principal em x ou em y As > Asmin No caso específico: Asmin = rmin . bw . H fck 25 MPa rmin = 0,15% Asmin = 0,0015 . 100 . 10 Asmin = 1,50 cm2/m Asmin = 67% . 1,50 Asmin = 1,00 cm2/m Armadura Mínima - Verificação No caso específico: Asmin = rmin . bw . H fck 25 MPa rmin = 0,15% Asmin = 0,0015 . 100 . 10 Asmin = 1,50 cm2/m Asmin = 67% . 1,50 Asmin = 1,00 cm2/m Armaduras Positivas Laje L1 Asx = 1,82 cm2/m > 1,00 cm2/m OK!!! Asy = 1,09 cm2/m > 1,00 cm2/m OK!!! Laje L2 Asx = 0,68 cm2/m < 1,50 cm2/m então Asx = 1,50 cm2/m Asy = 20% . 1,50cm2/m ou 0,90 cm2/m então Asy = 0,90 cm2/m Laje L3 Será utilizada armadura de distribuição nas duas direções Asx = Asy = 0,90 cm2/m Armaduras Negativas Lajes L1/L2 As- = 3,24 cm2/m > 1,50 cm2/m OK!!! Lajes L1/L3 As- = 3,71 cm2/m > 1,50 cm2/m OK!!! Esforço Cortante- Verificação Verificação: Vsk=983 kgf /m (L1) Vsd=1376,2 kgf/m Vrd1 = 4743,4 kgf/m Vsd <<<< Vrd1 ok!!!! Escolha das Bitolas Na escolha das bitolas deve-se observar uma recomendação prática: -Nas armaduras positivas (posicionadas na face inferior), escolher preferencialmente bitolas mais finas e espaçamentos menores; -Nas armaduras negativas (posicionadas na face superior), a preferência é por bitolas mais grossas e espaçamentos maiores. Bitola Máxima ≤ H / 8 Neste projeto pode-se usar Uma bitola máxima de 12,5mm Espaçamentos Máximos e Mínimos (s) -Na prática adota-se um espaçamento mínimo de 8cm; -Quanto ao espaçamento máximo, admite-se 2.H ou 20cm, O menor dos dois valores. Neste projeto o espaçamento Máximo será 20 cm (mm) Asunit(cm2) 5.0 0,20 6.3 0,31 8.0 0,50 10.0 0,79 12.5 1,23 S = 100 x Asunit Aslaje Exemplo - Detalhamento (mm) As (cm2) 5.0 0,20 6.3 0,31 8.0 0,50 10.0 0,79 12.5 1,23 Armaduras Positivas L1 Asx = 1,82 cm2/m → 5.0 c/10 cm Asx = 1,09 cm2/m → 5.0 c/18 cm L2 Asx = 1,50 cm2/m → 5.0 c/13 Asy = 0,90 cm2/m → 5.0 c/22 -> adota 5.0 c/20 L3 Asx = 0,90 cm2/m → 5.0 c/22 -> adota 5.0 c/20 Asy = 0,90 cm2/m → 5.0 c/22 -> adota 5.0 c/20 Armaduras Negativas L1 /L2 Asx = 3,24 cm2/m → 8.0 c/15 cm L1/L3 Asx = 3,71 cm2/m → 8.0 c/13 cm S = 100 x Asunit Aslaje Exemplo - Detalhamento Fck(MPa) Lb 15 53. 20 44. 25 38. 30 34. Exemplo - Detalhamento Armadura Positiva Armadura Negativa Lista e Resumo de Ferros
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