Superestruturas - Construção Civil - Uninassau

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Construção Civil
ESTRUTURAS
MKT-MDL-02
Versão 00
Professor: Msc. Bruno de Melo Silva
E-mail: bruno_melos@hotmail.com.br
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Introdução
A estrutura de uma edificação se divide em superestrutura e infraestrutura.
Estudaremos a superestrutura a partir dos seus elementos: pilares, vigas e lajes, que têm a finalidade de absorver e distribuir todos os esforços atuantes na construção, ou seja, as cargas permanentes e acidentais, transmitindo-as para as fundações.
Introdução
Introdução
Uma edificação deve ser capaz de suportar as cargas verticais e horizontais atuantes. 
As cargas verticais são aquelas originadas dos próprios pesos dos elementos constituintes do imóvel (cargas permanentes) e também daquelas resultantes de ações variáveis ou cargas acidentais, que são aquelas resultantes de carregamentos móveis, como veículos.
Introdução
As cargas horizontais também podem ser originadas de cargas permanentes e variáveis. Tomamos como exemplo de carga permanente horizontal aquelas originadas dos empuxos de terra e, para exemplo de carga horizontal variável, aquelas resultantes da ação dos ventos.
Introdução
Introdução
Pilares
Elemento estrutural vertical, suporte de vigas e lajes, das quais recebem geralmente as cargas de compressão, transmitindo - as para as fundações. 
São comumente executados em concreto armado, que são compostos de concreto simples e de aço.
Introdução
O seu processo construtivo requer o emprego de formas, geralmente de madeiras, que são nivela das na devida posição que deverá assumir o pilar, envolvendo as armaduras longitudinais e transversais (estribos) em seu interior.
Posteriormente vem a etapa de lançamento do concreto, ou concretagem, para que, decorrido o tempo de endurecimento e hidratação do concreto, sejam retiradas as formas e o seu escoramento.
Introdução
Pilares de Concreto Armado
Introdução
Vigas
As vigas, por sua vez, além do peso próprio e das cargas das lajes, recebem também as cargas das paredes que estão nelas apoiadas e das cargas vindas de outras vigas que interagem neste sistema, transferindo todos esses esforços para os pilares em que estas vigas estão apoiadas.
Importante função de suportar as lajes e a maioria das cargas provenientes de elementos não estruturais, como paredes divisórias e de fechamento.
Vigas
Introdução
Lajes
São elementos estruturais planos e laminares, submetidos a forças ortogonais ao seu plano.
Formam os pisos e coberturas das construções e incidem diretamente sobre elas as cargas permanentes e as acidentais.
Segundo a NBR 6118/2003, um elemento estrutural será considerado uma laje se a altura da seção for inferior a cinco vezes a sua largura.
Introdução
Lajes
Com relação a sua execução, elas podem ser pré-moldadas ou moldadas no local, sendo de concreto armado ou protendido.
Quanto ao tipo, podemos classificá-las em maciças, nervuradas, mistas ou cogumelos.
Introdução
Lajes maciças ou moldadas no local
Compostas de concreto armado ou protendido. Elas foram durante muitas décadas o sistema estrutural mais utilizado nas construções em concreto armado. Porém, esse tipo de laje não possui uma grande capacidade de suportar cargas devido a relação rigidez/peso, ou seja, ela não possui uma alta rigidez e o seu peso é elevado.
Como a sua capacidade portante (capacidade de suportar cargas) é baixa os vãos em que se utiliza esse tipo de laje são pequenos, geralmente, entre 3 e 6 metros, podendo chegar até 8 metros.
Introdução
Lajes maciças ou moldadas no local
Introdução
Lajes maciças ou moldadas no local
Introdução
Lajes pré-fabricada
Possuem essa denominação porque já chegam à construção em peças prontas ou quase prontas. Essas peças são produzidas em fábricas e servem para os mais diversos tipos de obras.
A grande vantagem desse tipo de laje é a economia com a quantidade de madeiramento para sustentação, gerando uma grande redução de custo. Mas é preciso é necessário escolher o preenchimento adequado e a instalação precisa ser bem realizada, pois caso contrário podem ocorrer trincas e fissuras.
Introdução
Lajes pré-fabricada
Consegue vencer vãos maiores;
Possui menor peso próprio, logo, reduz as cargas que são aplicados nos elementos estruturais que a sustentam;
Possui uma instalação mais rápida;
Melhor isolamento térmico e acústico.
Introdução
Laje treliçada com lajotas cerâmicas
Introdução
Laje treliçada com lajotas cerâmicas
São compostas por treliças como armadura, fixa a uma peça de concreto, nos vão entre essa estrutura são adicionadas lajotas cerâmicas como elemento de enchimento.
Após a instalação das treliças e lajotas a laje é preenchida com concreto.
Introdução
Laje treliçada com lajotas cerâmicas
Introdução
Laje treliçada com lajotas cerâmicas
Introdução
Lajes treliçadas com isopor (EPS)
Esse tipo de estrutura é bem semelhante ao anterior e possui basicamente as mesmas vantagens. A grande diferença nesse caso é que o material de preenchimento é isopor.
Os espaços entre as vigotas são preenchidos com placas de isopor e em seguida a peça é concretada.
Introdução
Lajes treliçadas com isopor (EPS)
Introdução
Lajes treliçadas com isopor (EPS)
Introdução
Painéis treliçados
Esse tipo de estrutura corresponde basicamente a painéis de concreto um que são mais largos que vigotas e com armação treliçada.
Os painéis comprados prontos são instalados lado a lado formando uma forma para o preenchimento com concreto. Comparado com os tipos anteriores esse apresenta uma resistência maior, mas é um pouco mais caro que os outro métodos pré-fabricados.
Introdução
Painéis treliçados
Introdução
Laje nervurada
As lajes nervuradas são utilizadas quando existe a necessidade de se vencer grandes vãos ou sobrecargas.
O maior desempenho estrutural desse tipo de laje se deve ao alívio no peso próprio da estrutura causado pela ausência de concreto entre a nervuras sem comprometer a inércia da estrutura.
Introdução
Laje nervurada
Introdução
Laje nervurada
Para executar esse tipo de laje são utilizadas formas reutilizáveis ou não, feitas geralmente com material plástico, polietileno ou poliestireno expandido. Nas regiões próximas de encontro entre a laje e os pilares é necessário criar uma superfície maciça devido a grande concentração de tensões.
Introdução
Laje Nervurada
Introdução
Laje Nervurada
Introdução
Laje nervurada
Introdução
Lajes Nervurada
As principais vantagens na utilização são:
A laje possui maior resistência e menor peso próprio;
Possibilita maior flexibilidade na planta arquitetônica permitindo maior customização;
Cubetas plásticas permitem reaproveitamento várias vezes; Economia no orçamento.
Introdução
Lajes protendidas
As lajes protendidas conseguem superar vãos maiores que as lajes maciças, possibilitando um melhor aproveitamento do espaço, tornando-o mais aberto e com o mesmo nível de segurança.
Introdução
Lajes protendidas
Introdução
Lajes Protendida
As principais vantagens na utilização são:
Menores deformações que nas lajes em concreto armado; 
Deformações por peso próprio podem ser eliminadas; 
Pode ser mais econômica devido a presença do aço que aumenta a resistência e diminui a quantidade de concreto;
Diminuição das fissuras.
Introdução
Lajes Alveolares
Esse tipo de laje é muito utilizado para vencer grandes vãos em caso de espaços amplos, por isso não é tão comum em construções residenciais.
É formado por grandes peças de concreto, geralmente é protendido, com alvéolos, ou seja, a peça de concreto possui cavidades ocas, daí o nome lajes alveolares.
Introdução
Lajes Alveolares
Como a peça possui cavidades ocas o seu peso é consideravelmente reduzido, mas ainda é necessário o uso de guindastes para realizar ainstalação.
A grande vantagem aqui é que além de obter elevada resistência, a velocidade de instalação é elevada e dispensa serviços como armação, carpintaria e revestimento.
Introdução
Lajes Alveolares
Introdução
Lajes Alveolares
Introdução
Lajes Alveolares
Introdução
Lajes Mistas
São compostas por uma combinação de chapa de aço perfilada, que serve de base para receber o concreto onde já está colocada uma armadura. Após endurecimento e cura do concreto, teremos estes elementos constitutivos formando uma peça estrutural única.
Dispensa o uso de uma forma convencional, já que emprega uma forma metálica para moldar o concreto.
Steel Deck 
Lajes Mistas
Steel Deck 
Lajes Mistas
Steel Deck 
Lajes Mistas
Steel Deck 
Lajes Mistas
Steel Deck 
Lajes Mistas
Steel Deck 
Lajes Mistas
Introdução
Lajes Mistas
São compostas por uma combinação de chapa de aço perfilada, que serve de base para receber o concreto onde já está colocada uma armadura. Após endurecimento e cura do concreto, teremos estes elementos constitutivos formando uma peça estrutural única.
Dispensa o uso de uma forma convencional, já que emprega uma forma metálica para moldar o concreto.
Introdução
Superestruturas
Com tudo o que foi indicado até aqui relativo a superestruturas, chega-se à conclusão de que as cargas verticais são transmitidas às vigas pelas lajes e estas as distribuem aos pilares que, por sua vez, as transferem às fundações ou em vigas. 
Os elementos lajes, vigas e pilares formam uma estrutura tridimensional monolítica. 
SUBISTEMA DE FÔRMAS
Definição
As formas para concreto armado são elementos fundamentais em uma construção. Além de sua função principal de moldar os elementos de concreto elas garantem a boa qualidade da estrutura.
Para FREIRE (2001), o sistema de fôrmas consiste em um conjunto de elementos combinados em harmonia, com o objetivo de atender às funções a ele atribuídas.
O desempenho dos demais subsistemas dependerá diretamente do seu resultado: prumo, nível, alinhamento e esquadro das peças estruturais, que resultam da correta utilização da fôrma, são pré-requisitos básicos necessários para todos os demais subsistemas
SISTEMA DE FÔRMAS
Funções
A execução de formas de qualidade para estruturas de concreto é essencial para garantir as seguintes exigências construtivas:
Manter a geometria das peças estruturais;
Manter o posicionamento e alinhamento das peças estruturais;
Suportar e conter o concreto fresco, até o mesmo alcançar uma resistência mínima;
SISTEMA DE FÔRMAS
Funções
A execução de formas de qualidade para estruturas de concreto é essencial para garantir as seguintes exigências construtivas:
Conferir características à superfície das peças estruturais, como superfícies texturizadas ou lisas;
Proteger o concreto contra grandes variações de temperatura e reduzir efeitos da retração;
Garantir estanqueidade para evitar a perda de água e finos, garantindo boa qualidade do produto final.
SISTEMA DE FÔRMAS
Tipos
As formas mais comuns são fabricadas com MADEIRA, AÇO, ALUMÍNIO e PLÁSTICO (PVC).
Todas podem garantir as exigências mencionadas anteriormente.
A utilização de cada tipo forma varia conforme o tipo de estrutura, local da obra, disponibilidade financeira e experiência do construtor. 
A escolha da forma adequada pode garantir mais economia e rapidez na execução da obra.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Madeiras
As formas para concreto de madeira são as mais comuns no mercado da construção civil.
As formas de madeira são amplamente utilizadas em todo o tipo de construção. Em especial, nas construções mais simples como casas, sobrados e pequenos edifícios elas quase que unanimidade.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Madeiras
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Madeiras
As formas de madeira podem ser executadas basicamente com dois tipos de madeira, as tábuas de pinho e as placas de compensado. A escolha de qual material a utilizar é feita pelo construtor, conforme as características de cada obra.
tábuas de pinho:
Tábuas de 1ª Qualidade: são tábuas sem nenhum tipo de defeito;
Tábuas de 2ª Qualidade: são tábuas com pequenos defeitos, ou seja, possuem alguns nós;
Tábuas de 3ª Qualidade: são tábuas com muitos defeitos, possuem muitos nós em sua extensão e por isso são frágeis.
Compensado:
resinado é indicado para formas de concreto em geral;
plastificado é a melhor opção para estruturas de concreto aparente;
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Madeiras
Vantagens: Possibilidade de acabamento aparente; Facilidade de alinhamento e prumo Mais economia; Não são necessários turnos ininterruptos de trabalhos; Possibilidade de trabalhar estruturas inclinadas menor custo
Desvantagem: Existem restrições ao uso de madeira como elemento de sustentação e de molde para concreto armado, e se referem ao tipo de obra e condições de uso. Apresentam elevado custo de mão-de-obra e de materiais envolvidos na sua produção.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Aço
Possuem vários benefícios para uma construção. Entretanto sua utilização é limitada, pois na maioria dos casos o seu custo é maior do que a utilização de formas de madeira.
Um dos principais benefícios das formas metálicas é o seu grande nível de reaproveitamento. Diferentemente das formas de madeira que tem um limite de reutilização, as formas metálicas são mais resistentes ao ambiente de certa forma agressivo de uma obra.
São montadas e desmontadas com grande rapidez, podem ser transportadas e reaproveitadas em outras obras sucessivas vezes.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Aço
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Aço
São elementos mais pesados, que exigem maquinário para transporte e colocação dentro do local de uso, tendo uma alta resistência a compressão e dilatação do concreto.
Desvantagem: baixo nível de acabamento final, custo alto, excessivo cuidado contra ferrugem do material e dificuldade de transporte.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Alumínio
Permitem uma evolução da obra mais rápida, alto acabamento final, fácil transporte e alta durabilidade do material.
São muito mais leves. Isso gera um grande benefício no dia a dia de obra, pois são mais fáceis de transportar, montar e armazenar.
As formas de alumínio são muito utilizadas em obras com grande repetição. Por exemplo a construção de grandes condomínios de residências e pequenos edifício no sistema construtivo parede de concreto.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Alumínio
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de Alumínio
Desvantagem: custo elevado do alumínio o que pode tornar inviável sua utilização.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de PVC
As formas para concreto de plástico também são uma boa opção em determinadas situações.
Este tipo de forma garante uma superfície muito lisa, boa estanqueidade e perfeição geométricas dos elementos estruturais. Além disso, são formas muito resistentes.
Um uso muito comum das formas de plástico, no mercado da construção brasileira, são as formas de plástico para lajes nervuradas.
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de PVC
SISTEMA DE FÔRMAS
Fôrmas de PVC
Influência da fôrma no custo da estrutura
O custo da estrutura de empreendimento predial de porte médio (p.ex: 2 Subsolos, Térreo e 15 pavimentos tipos) representa algo em torno de 20 %, e o da fôrma, entre 25% a 40 % da estrutura, equivalente a 5% a 8 % do custo total. A variação deve-se a vários fatores, sendo os principais:
Sistema de fôrma adotado.
Número de reaproveitamento dos materiais.
A produtividade da equipe de mão-de-obra, responsável por 50% a 70% do item.
Prazo de execução, influenciando diretamente a produtividade e o custo dos equipamentos locados.
Fluxograma de produção de elementos em concreto armado
Exercício
Qual a função da Superestrutura?
Quais os três elementos principais desse Sistema?
Quais os principaistipos de Laje existente? Descreva as características de duas delas.
Qual a importância e função do subsistemas de Formas?
Quais os principais tipos de Fôrmas existente? Descreva as características de duas delas.
Qual a influência da fôrma no custo da estrutura?
Referências
ALONSO U.R. Exercícios de Fundações. 2 ed. São Paulo. Edgard Blucher, 2010;
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 6122/2010. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.
MKT-MDL-02
Versão 00
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