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ESTUDO DOS DIFERENTES TIPOS DE LAJES SISTEMAS ESTRUTURAIS III Jaderson Weber, Jéssica Dinarte, Sheila Schönardie e Steffany Lopes Introdução Lajes são elementos estruturais da construção civil, geralmente planos, e sua funcionalidade é de isolamento e/ou separação de pavimentos. De forma geral, elas atuam resistindo aos esforços normais de compressão e aos esforços tangenciais. Para a sua classificação é levado em conta o tipo de apoio, sua natureza e fabricação (pré-moldado ou in loco): Tipologias - Nervurada; - Plissada; - alveolar; - Maciça (armação unidirecional e bidirecional); - cogumelo; - Steel deck; Laje Nervurada São definidas como “lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas cuja zona de tração é constituída por nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte”, de acordo com a NBR 6118 (2003). Em síntese elas resistem aos esforços de compressão, pela mesa de concreto e pelas nervuras e a tração, que é resistido pela armadura. VANTAGENS: - Redução do peso próprio da estrutura; - Redução do tempo de execução; - Redução do uso de fôrmas e escoras; - Ausência de vigas (necessitando elementos que evitem a punção); - Possuem menores momentos em grandes vãos; DESVANTAGENS: - Cuidados durante a montagem e concretagem; Método construtivo 1° Colocação das fôrmas e cimbramento; 2° Colocação da armadura; 3° Concretagem; 4° Cura do concreto (mínimo 3 dias); 5° Desforma e retirada dos escoramentos (depois de 28 dias). 1 4 3 2 Especificidades do sistema Além do uso de formas tradicionais para confecção da laje nervurada podem ser utilizados materiais de preenchimento com a finalidade de reduzir o peso próprio da estrutura e proporcionar um acabamento plano do teto. Dentre os materiais mais utilizados estão: - Bloco cerâmico, geralmente empregado na forma de tijolo de oito furos; - Concreto celular autoclavado, que apresenta um peso específico 50% menor do que o tijolo cerâmico; - Blocos de EPS, que apresentam baixo custo além de proporcionar conforto termo-acústico ao ambiente. Formas de pré - dimensionamento A forma mais prática de pré-dimensionar uma laje nervurada é através da utilização de ábacos, fazendo a relação entre o vão a ser vencido e a altura total da laje. Outra forma de pré-dimensionamento é dividir o tamanho do vão que se deseja vencer pelo numeral 24: Vão/24 = altura da laje Espessura - Vãos a vencer O vão livre vencido pela laje nervurada fica entre 7,3m e 12m. No caso de lajes nervuradas protendidas, o vão livre pode chegar até os 18m. A espessura da mesa (parte maciça da laje) geralmente adotada é de 7,5cm a 12cm. A espessura total (mesa + nervuras) comumente utilizada é de 20cm a 60cm, dependendo do vão. Aplicações usuais É geralmente empregada em ambientes que necessitam do vencimento de grandes vãos como: - Garagens; - Salas comerciais; - Shoppings; - Hospitais; - Residências. Estudos de caso ARCHDAILY BAR/PISCINA/GALERIA / BCMF Arquitetos + MACh Arquitetos Petiskeira express / Butiá Arquitetura Azion Technologies / Arquitetura Nacional Apartamento GV Haus / Arqsoft Arquitetura e Engenharia Laje plissada Tem como características a sua execução com dobras, assim adquirindo resistência a tensão de flexão. Esse curvamento em forma de leque proporciona rigidez e eleva o desempenho da laje já que parte do seu material é afastado do eixo neutro (LN) fazendo com que esse elemento apresente também característica de viga. VANTAGENS: - Redução do peso próprio da estrutura; - redução do uso concreto em função da forma da laje; - Vencimento de grandes vãos. DESVANTAGENS: - Estética singular; - complexidade de execução dependendo do formato. FONTE:DORNELES, 2014. Método construtivo 1° execução das fôrmas e do cimbramento conforme o formato desejado; 2° Colocação da armadura; 3° Concretagem; 4° Cura do concreto (mínimo 3 dias); 5° Desforma e retirada dos escoramentos (depois de 28 dias). IGREJA N. S. NAVEGANTES - SC (FONTE: CARNEIRO.ARQ.BR) Especificidades do sistema além da aplicação tradicional em coberturas a laje plissada também pode ser utilizada na execução de muros de arrimo já que, devido a sua forma, apresenta uma boa resistência a cargas horizontais (empuxo) oriundas de aterros e águas pluviais. quando comparada a laje nervurada manifesta uma maior resistência, maior dimensão longitudinal e maior altura. Formas de pré - dimensionamento A forma mais prática de pré-dimensionar uma laje do tipo plissada é através da utilização de ábacos, fazendo a relação entre o vão a ser vencido e a altura total da laje. Espessura - Vãos a vencer O vão livre vencido pela laje plissada fica entre 9m e 50m dependendo da tipologia construtiva empregada (moldada in loco, pré-fabricada ou protendida). A espessura da chapa de concreto varia de 7,5cm a 15cm. A altura total da dobra (leque) pode chegar aos 5,5m dependendo do vão a ser vencido e o formato utilizado. Vinícola 14 Viñas fonte: archdaily Aplicações usuais É geralmente utilizada em edificações que a estética é a própria estrutura, valorizando o sistema construtivo, podendo ser: - templos; - estádios; - arquitetura cultural (museus, teatros, etc.). Estudos de caso ARCHDAILY Casa Lagnö / Tham & Videgård Arkitekter catedral de cascavel Laje Alveolar A LAJE ALVEOLAR NADA MAIS É QUE UM PAINEL DE CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA COM DIMENSÃO TRANSVERSAL CONSTANTE E QUE POSSUÍ ESPAÇOS VAZADOS NA SUA DIMENSÃO LONGITUDINAL (ALVÉOLOS), RESPONSÁVEIS POR PROPORCIONAR UMA MAIOR LEVEZA AO ELEMENTO. EXISTEM DOIS TIPOS: A laje pré-moldada, que utiliza fôrmas fixas durante a fabricação, e a laje extrudada, que é fabricada através de fôrmas deslizantes em uma longa pista de concretagem e protensão. - Possibilidade de vencer grandes vãos (+ 20 metros); - baixo custos de concreto ou outros materiais; - Maior conforto térmico e acústico; - -Agilidade na montagem da laje; - Não necessita uso de escoras. - Canteiro de obra deve ter espaço suficiente para estocagem de laje e elementos de içamento do material; - Mão-de-obra especializada; - Necessita de grua, guindaste ou outro elemento de transporte vertical. VANTAGENS: DESVANTAGENS: Método construtivo 1° estocagem da laje: A estocagem deve ser feita sobre um suporte de madeira e não deve haver mais que 28t de lajes empilhadas uma sobre a outra. 2° montagem: Os painéis são colocados um ao lado do outro e não há a necessidade de escoramento, exceto para perfis pesados para vencer vãos de 19 metros ou mais. 3° Capeamento:O capeamento final pode até ser usado como piso final e tem como características contribuir com a resistência final e nivelamento. Execução dos Painéis Alveolares Especificidades do sistema - Concreto constituído de cimento de alta resistência inicial; - Armadura ativa aderente (CA 60) na parte (mesa) inferior; - Cabos de protensão posicionados na direção longitudinal e na mesa superior; - Inexistência de armadura para resistir ao esforço cortante, ou seja, estes esforços ficam a cargo da resistência à tração do concreto. - Alvéolos longitudinais que reduzem o consumo de concreto. Formas de pré - dimensionamento A forma mais prática de pré-dimensionar da laje alveolar é fazendo o uso de ábacos, através da relação entre o vão a ser vencido e a altura total do painel alveolar. Espessura - Vãos a vencer as espessuras e vãos vencidos pela laje alveolar variam de acordo com cada fabricante. abaixo seguem os modelos de laje da fabricante rotesma: Vinícola 14 Viñas fonte: archdaily Aplicações usuais sua aplicação se dá em edificações que precisam vencer grandes vãos e/ou de uma otimização de tempo de execução: - prédios institucionais; - salas comerciais de edifícios; - prédios de estacionamentos; - shoppings. Estudos de caso Edificio Multiusos da Central Termosolar Astexol-2 /Sáenz De Oiza Arquitectos (fonte: archdaily) shopping pátiochapecó (fonte: rotesma.com) Laje Maciça São lajes moldadas in loco. consistem em placas de concreto armado responsável por suportar esforços de tração e compressão, em plano horizontal, podem ser apoiadas em vigas ou diretamente sobre pilares. Utiliza-se em pequenos vãos como residências. Pode-se utilizar em vãos maiores, o que faz com que sua espessura se eleve, aumentando assim o peso próprio sem aumento significativo de sua resistência. sua espessura varia entre 7 e 15cm. VANTAGENS: - Alta resistência a trincas e fissuras - permite desenhos planificados, tridimensionais e fluídos DESVANTAGENS: - aumento do peso próprio - impossibilidade de reutilizar as formas gerando desperdício Método construtivo 1. Execução das escoras e do assoalho para apoio da estrutura; 2. Locação da armadura; 3. Locação dos eletrodutos e caixas de passagem para a passagem das instalações elétricas e hidráulicas; 4. Concretagem; • Molhar as formas antes da concretagem; • Fazer a vibração do concreto; • O concreto pode ser preparado na betoneira, em obras de menor escala, ou pode ser comprado pronto, sendo necessário o uso de caminhões bomba. • O concreto pode ser preparado na betoneira, em obras de menor escala, ou pode ser comprado pronto, sendo necessário o uso de caminhões bomba. 5. Nivelamento da laje com desempenadeira; • Com guias que ajudam a manter o nível em toda a extensão da laje. 6. Acabamento; • Retirada das guias que ajudam no nivelamento. 7. Desforma. • Deve seguir uma ordem indicada em projeto. https://www.google.com/url?q=http://materioteca.paginas.ufsc.br/concreto/&sa=D&ust=1595892958100000&usg=AFQjCNH9DYbYKVafsquaMZn65hIhxHsExA https://www.google.com/url?q=http://materioteca.paginas.ufsc.br/concreto/&sa=D&ust=1595892958101000&usg=AFQjCNES-jTU0xfyR35HXHFsM5dWYzw_bA https://www.google.com/url?q=http://materioteca.paginas.ufsc.br/concreto/&sa=D&ust=1595892958116000&usg=AFQjCNHP1xB_uE4TjhX6rFzPzQHVd_5gyw Método construtivo 1 43 2 Especificidades do sistema Nas lajes maciças de concreto armado, devem-se ser respeitados os limites minimos para a espessura de acordo com a NBR6118/2003 -5cm para lajes de cobertura sem balanço -7cm para lajes de piso ou de cobertura em balanço -10cm para lajes que suportam veículos de peso total menor ou igual a 30KN -12cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30KN Recomenda-se espessura mínima de 8cm para evitar fissuras na presença de eletrodutos ou caixas de distribuição embutidas na laje. imagens Formas de pré - dimensionamento O pré dimensionamento pode ser feito usando fórmulas empíricas ou gráficos. As fórmulas empíricas apesar de não terem a mesma precisão dos gráficos permite sua memorização facilitando o pré dimensionamento. Formas de pré - dimensionamento Formas de pré - dimensionamento Diferenças entre maciça convencional e protendida Laje maciça convencional Tratam-se das lajes construídas no local da obra a partir de formas e vergalhões metálicos. São as mais comuns, apoiadas em vigas.Podem ser armadas em telas soldadas ou aço solto. Geralmente utilizadas em vãos e projetos menores, como em reformas residenciais Laje maciça protendida o sistema permite melhor uso da área de concreto, reduzindo a espessura da laje para 20 a 25 cm, comparada aos 31 a 35 cm das lajes convencionais. Isso possibilita a cobertura de vãos maiores e de um número menor de vigas, quando necessárias Aplicações usuais É geralmente empregada em ambientes que necessitam do vencimento de grandes vãos como: - Garagens; - Salas comerciais; - instituições educacionais - Residências. Estudos de caso ARCHDAILY Loja Armazém / ODVO arquitetura e urbanismo + mínima Alojamento Estudantil na Ciudad del Saber / [sic] arquitetura Laje Cogumelo com capitéis São lajes contínuas apoiadas diretamente em pilares. Esta pode ser uma laje lisa que é diretamente apoiada no pilar ou pode ser apoiada em capitéis (projeto de revisão NBR 6118:2000). Essas lajes podem ser maciças (com concreto armado ou protendido) ou nervuradas (com diferentes materiais inertes). Capitel é uma projeção da laje ao redor dos pilares, que no contato laje-pilar ameniza o efeito de punção. efeito de punção é a tendência do pilar furar a laje, Método construtivo tem instalação simples, principalmente pela ausência de vigas, evitando a interrupção na montagem das fôrmas e armações. A facilidade de montagem do cimbramento e dos moldes diretamente sobre o sistema de réguas lineares, que dispensam o uso de compensado de madeira, garantem mais produtividade ao método. USO: comum em áreas como estacionamentos e garagens, que necessitam vencer grandes vãos . Uma laje nervurada cogumelo com altura de 30 cm permite vencer vãos de 7,5 metros, equivalente a 3 vagas de garagem. Método construtivo VANTAGENS -Simplicidade na execução das formas -armadura simples -Maior rapidez na obra -redução no custo das formas (reaproveitamento) DESVANTAGENS -falta de vigas pode gerar punção, risco do pilar furar a laje devido a tensão entre apoio e plano da laje - Espessura da laje pode ser um impedimento dependendo da altura do edifício. -alto consumo de concreto e aço. Pré dimensionamento A laje cogumelo apresenta a possibilidade de distribuição livre de pilares, no entanto, sua espessura é determinada pelo espaçamento entre estes pilares,sendo indicado encaixar o retâ gulo entre quatro pilares próximos. A necessidade ou não de capitel é verificada pela possibilidade de punção Estudos de caso ARCHDAILY chhatrapati shivaji international airport terminal Clássicos da Arquitetura: Edifício Administrativo S.C. Johnson and Son / Frank Lloyd Wright https://www.google.com/url?q=https://www.google.com/search?safe%3Dactive%26sa%3DG%26hl%3Dpt-BR%26q%3Dchhatrapati%2Bshivaji%2Binternational%2Bairport%2Bterminal%2B2%26ved%3D0ahUKEwjUn9CdoKLkAhUxGbkGHZYBBtIQvQ4IMSgE&sa=D&ust=1595892964092000&usg=AFQjCNEee6UN5ur8n358cdAicRLzl3vMAQ https://www.google.com/url?q=https://www.google.com/search?safe%3Dactive%26sa%3DG%26hl%3Dpt-BR%26q%3Dchhatrapati%2Bshivaji%2Binternational%2Bairport%2Bterminal%2B2%26ved%3D0ahUKEwjUn9CdoKLkAhUxGbkGHZYBBtIQvQ4IMSgE&sa=D&ust=1595892964092000&usg=AFQjCNEee6UN5ur8n358cdAicRLzl3vMAQ Laje Steel Deck Esta laje visa a completa racionalização de materiais pois além de armadura funciona também como forma. após a concretagem, aço e concreto trabalham em conjunto, formando uma laje mista em que a chapa de aço torna-se armadura positiva. A steel deck não possui normalização, por isso baseia-se em NBR de projeto de estruturas de concreto (NBR 6118) e NBR de estrutura de aço (NBR 8800 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios). Surgiu nos EUA, por volta de 1930 visando uma laje mista de concreto com chapas metálicas. Características: - Composta por telha de aço galvanizado e concreto moldado in loco; - Possui nervuras largas e com a conexão de stud bolts (conectores de cisalhamento) que permitem a interação aço-cimento; - Aço utilizado em formato trapezoidal, eliminando a necessidade do uso de formas e agindo como armadura positiva; - Para auxiliar a aderência, as chapas metálicas possuem massas e ranhuras; - Possui telas eletrossoldadas que funcionam como armadura negativa e minimiza trincas no após a cura do concreto; - Recomendável para vãos médios e pequenos; - Ótimo comportamento contra o fogo, em caso de adição de armadura positiva entre as nervuras, pode chegar até 120 minutos de resistência; Método construtivo Conclusão O presente trabalho teve como finalidade registrar os diferentes tipos de lajes, suas características e usos. Também auxiliou na compreensão dos funcionamentos destes elementos, necessária para o entendimento da disciplina de Sistemas Estruturais III. Ademais obteve-se o conhecimento de que existem diversos tipos de lajes e cada um melhor adequado paracada intenção projetual. Porém, para se fazer o uso dessas soluções é preciso o devido pré-dimensionamento que irá proporcionar um anteprojeto com menos riscos de erros e consequentemente mudanças. Referências ARCHDAILY BRASIL. DISPONÍVEL EM: <https://www.archdaily.com.br/br> Acesso em: 26 ago. 2019. CARNEIRO ARQUITETOS. DISPONÍVEL EM: <http://www.carneiro.arq.br> ACESSO EM: 24 AGO. 2019. DORNELES, D. M. LAJES NA CONSTRUÇÃO CIVIL BRASILEIRA: ESTUDO DE CASO EM EDIFÍCIO RESIDENCIAL EM SANTA MARIA-RS. TRABALHO DE DIPLOMAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA, UFSM, SANTA MARIA, 2014. 78P. Disponível em: <http://coral.ufsm.br/engcivil/images/PDF/1_2014/TCC_DOUGLAS%20MEDEIROS%20DORNELES.pdf> acesso em: 24 ago. 2019. ROTESMA. ROTESMA INDÚSTRIA DE PRÉ-FABRICADOS DE CONCRETO. DISPONÍVEL EM: <https://www.rotesma.com.br/> ACESSO EM: 24 AGO. 2019. SPÍNDOLA, ET AL. SISTEMAS ESTRUTURAIS 3: LAJES E VIGAS. 2019. REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. Bases para projeto estrutural na arquitetura. São Paulo: Zigurate, 2007 REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. A concepção estrutural e a arquitetura. São Paulo: Zigurate, 2000. . https://www.google.com/url?q=https://www.archdaily.com.br/br&sa=D&ust=1595892965448000&usg=AFQjCNFYIfxFTf-ljpDAU-Cl4cIXNOqifA https://www.google.com/url?q=http://www.carneiro.arq.br/igpraia.html&sa=D&ust=1595892965448000&usg=AFQjCNExb8wH9ixVpy4IOkzVCc0E-tOTuQ https://www.google.com/url?q=http://coral.ufsm.br/engcivil/images/PDF/1_2014/TCC_DOUGLAS%2520MEDEIROS%2520DORNELES.pdf&sa=D&ust=1595892965449000&usg=AFQjCNG8DXnh417IDCiPA6vQsXY1f8PDzw https://www.google.com/url?q=https://www.rotesma.com.br/&sa=D&ust=1595892965450000&usg=AFQjCNGhad0_VR-M4cCC7nQIgu7MvY9dOw
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