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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO CEARÁ Professora: Ana Laryssa Rocha Sabóia Eng. Civil/Segurança do Trabalho ana.saboia@estacio.br TÉCNICAS CONSTRUTIVAS ARQUITETURA E URBANISMO ESTRUTURAS 4. Elementos estruturais - PILARES: Exemplos de pilares de madeira: 4. Elementos estruturais - PILARES: Exemplos de pilares de concreto: 4. Elementos estruturais - PILARES: Exemplos de pilares de aço: 4. Elementos estruturais - PILARES: Exemplos de pilares: 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura de Concreto Armado No Brasil, o concreto armado é o material mais comum e mais tradicional nas estruturas. Quando pensamos em construir a estrutura de uma edificação, já pensamos logo em cimento, areia, brita, varas de ferro, forma, escoras… Já faz parte da cultura construtiva do brasileiro. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura de Concreto Armado Bem, se for uma obra pequena e simples, tudo bem. Provavelmente o custo vai ser baixo, a mão de obra não será muito qualificada, a estrutura ficará oculta e a sua obra provavelmente não será inviabilizada por causa do cronograma. Mas quando tratamos de grandes obras e ou de alta arquitetura, ou seja, de arquitetura premium ou de luxo, aí a coisa pode mudar de figura, principalmente em projetos mais arrojados, com uma pegada contemporânea ou desconstrutivista. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens do concreto armado: Disponibilidade: O material e as ferramentas necessárias são encontrados em qualquer esquina; Mão de obra mais abundante, pouco especializada e, consequentemente, mais barata; Durabilidade: A resistência do concreto aumenta com o passar do tempo; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens do concreto armado: Manutenção praticamente zero; Plasticidade: O concreto se adapta a qualquer forma; Impermeável (quando recebe tratamento para tal) e é resistente ao fogo. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Desvantagens do concreto armado: Peso próprio alto: Quanto maior o peso da obra, maior o gasto com a fundação (e a fundação tem uma participação relevante no orçamento); Tempo de execução: O concreto exige um tempo de cura que paralisa algumas etapas da obra (tempo morto); Organização do canteiro de obra: A estrutura de concreto armado é executada in loco e demanda vários materiais diferentes; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Desvantagens do concreto armado: Vários profissionais na obra: São necessários armadores, carpinteiros, pedreiros e ajudantes para a produção da estrutura de concreto armado; Reformas e demolições trabalhosas e caras; Meio ambiente: A produção do cimento consome uma alta quantidade de energia. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura em Aço (Estrutura Metálica) A utilização de estrutura metálica em edificações não é tão comum no Brasil quanto no exterior, principalmente nos Estados Unidos. Por isso, muitas vezes os profissionais brasileiros deixam a sua utilização de lado em situações em que ela seria mais vantajosa que o concreto armado, por eles não estarem habituados a trabalhar com esse material. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura em Aço (Estrutura Metálica) O preço para a fabricação de uma estrutura metálica é dado pelo seu peso, então quanto mais esbelta e mais leve a estrutura, mais econômica ela será. Por outro lado, as peças são fabricadas com precisão milimétrica, logo a tolerância aos erros é muito baixa. Então, como esses erros podem, literalmente, custar caro, é muito importante contar com profissionais experientes, principalmente o calculista da estrutura e o responsável pelo seu detalhamento. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens da Estrutura Metálica: Peso próprio baixo: A estrutura metálica geralmente é muito mais leve que a de concreto, o que resulta em peças mais esbeltas e menos carga sobre a fundação; Prazo: Enquanto estão sendo feitos os serviços preliminares e a fundação, a estrutura metálica já está sendo fabricada e, quando liberada a sua montagem, esta é feita rapidamente através de soldagem, aparafusamento ou rebitagem; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens da Estrutura Metálica: Organização do canteiro de obra: A estrutura é toda produzida em uma fábrica e apenas montada na obra, num processo racional, sem desperdício de material ou espaço; São facilmente reparadas, modificadas ou reforçadas; Facilidade em vencer grandes vãos; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens da Estrutura Metálica: Meio ambiente: Além da estrutura poder ser desmontada e reaproveitada, o aço é totalmente reciclável e o desperdício de material é próximo a zero. Com a dispensa de formas e escoramentos, muita madeira deixa de ser descartada. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens da Estrutura Metálica: 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Desvantagens da Estrutura Metálica: Mão de obra: A estrutura metálica demanda mão de obra qualificada, que não é tão abundante no Brasil e, consequentemente, é mais cara que a necessária para a construção da estrutura de concreto armado; O aço necessita de tratamento contra chamas e corrosão; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Desvantagens da Estrutura Metálica: Custo: A estrutura metálica tem um custo mais alto que a de concreto armado, sendo sua vantagem econômica relacionada principalmente à diminuição do prazo de obra. Desembolso em curto prazo: Como a fabricação e a montagem são rápidas, o desembolso com a estrutura também é. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura Metálica: 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura de Madeira A madeira é um dos materiais de construção mais antigos do mundo. É usada como estrutura desde que o homem resolveu construir um teto sobre a sua cabeça. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura de Madeira Apesar de se continuar sendo largamente utilizada nas estruturas de telhados e contar com tratamentos modernos que otimizam sua resistência e durabilidade, a madeira perdeu muito espaço nas estruturas das edificações do Brasil (exceto em algumas regiões específicas). 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura de Madeira Porém, para residências de alto padrão, sobretudo as contemporâneas e as que seguem a tradição construtiva brasileira, a madeira tem grande espaço, compondo belas estruturas aparentes, sendo utilizada sozinha ou combinada com concreto ou aço. 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Estrutura de Madeira 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens da Estrutura de Madeira: Mais leve que o aço e o concreto armado; Ligações e emendas fáceis de executar; Material natural, reaproveitável e renovável; Custo relativamente baixo; Não necessita mão de obra altamente qualificada; Não demanda equipamentos e ferramentas sofisticados; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DEMADEIRA? Vantagens da Estrutura de Madeira: Montagem rápida, sem exigência de tempo de cura; Beleza; Disponibilidade: É um material fácil de se encontrar e fácil de desdobrar peças grandes em outras menores; 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Vantagens da Estrutura de Madeira: 4. Elementos estruturais - PILARES: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA OU DE MADEIRA? Desvantagens da Estrutura de Madeira: Por ser um material orgânico, a madeira é heterogênea e pode apresentar muita variação entre as peças; Absorve e perde umidade facilmente; A madeira se dilata e se contrai facilmente, sofrendo alterações nas suas dimensões; Necessita de tratamento contra o ataque de insetos e fungos, assim como tratamento antichamas; 4. Elementos estruturais - VIGAS: • Vigas “são elementos lineares em que a flexão é preponderante”. As vigas são classificadas como barras e são normalmente retas e horizontais, destinadas a receber ações das lajes, de outras vigas, de paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares, etc. • A função das vigas é basicamente vencer vãos e transmitir as ações nelas atuantes para os apoios, geralmente os pilares. • As ações são geralmente perpendicularmente ao seu eixo longitudinal, podendo ser concentradas ou distribuídas. 4. Elementos estruturais - VIGAS: • Podem ainda receber forças normais de compressão ou de tração, na direção do eixo longitudinal. • As vigas também fazem parte da estrutura de contraventamento responsável por proporcionar a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e horizontais. • A altura de uma viga, na prática, é grosseiramente de 1/10 da largura do vão. 4. Elementos estruturais - VIGAS: De maneira geral, as vigas apresentam a altura (h) maior que a largura (bw), em que uma boa razão entre elas é entre: 2 ≤ (h/bw) ≤ 5. As vigas com h ≤ bw são chamadas de vigas chatas, e são maiscomuns em algumas lajes planas. Para o elemento ser considerado como viga, a largura tem que ser maior ou igual a 12cm (bw ≥ 12) e a altura maior ou igual a 30cm (h ≥ 30). 4. Elementos estruturais - VIGAS: 4. Elementos estruturais - VIGAS: • A viga chata é a viga que tem sua altura menor que a largura e fica oculta na laje. • É um artifício, assim como a viga invertida, usado para ocultar o vigamento quando este não pode estar aparente. 4. Elementos estruturais - VIGAS: Sistema Construtivo: -A construção de vigas em concreto armado envolve a execução do sistema de fôrmas na forma e na posição em que precisam ser moldadas; -o preparo e montagem das armaduras que são posicionadas e fixadas no interior das formas; -a concretagem das vigas; - a cura adequada do concreto e, por fim, -a retirada dos fôrmas e dos escoramentos. 4. Elementos estruturais - VIGAS: Tipos de Vigas Viga em balanço diz-se de uma viga de edificação com um só apoio. Viga bi-apoiada diz-se das vigas de edificações com dois apoios. Viga continua diz-se das vigas de edificações com multiplos apoios. 4. Elementos estruturais - VIGAS: Tipos de Vigas 4. Elementos estruturais - VIGAS: As vigas também podem ter outros tipos de classificações. São elas: • Quanto à fabricação: Moldada in loco. 4. Elementos estruturais - VIGAS: Pré-moldada. 4. Elementos estruturais - VIGAS: • Quanto à forma da seção: Viga em Seção TViga Retangular Duplo T 4. Elementos estruturais - VIGAS: Viga caixão Combinação de materiais: Viga x Pilar Ex: pilar concreto x viga de aço pilar concreto x viga de madeira pilar de alvenaria x viga de madeira etc. 4. Elementos estruturais - VIGAS: Projeto: 4. Elementos estruturais - VIGAS: No projeto de formas de fundação as informações que podemos ver são as seções (formatos) das fundações e a locação das mesmas. Detalhes sobre dimensões constam nos projetos de armação (estrutural). 4. Elementos estruturais - VIGAS: Projeto: 4. Elementos estruturais - VIGAS: Projeto: 4. Elementos estruturais - VIGAS: Projeto: 4. Elementos estruturais - LAJES: Definição estrutural: Segundo a ABNT, as lajes ou placas são “elementos de superfície plana sujeitos principalmente a ações normais a seu plano. As placas de concreto são usualmente denominadas lajes”. Uma laje é o elemento estrutural de uma edificação responsável por transmitir as ações que nela chegam para as vigas que a sustentam, e destas para os pilares. 4. Elementos estruturais - LAJES: • As lajes são elementos estruturais bidimensionais, caracterizadas por ter espessura muito menor do que as outras duas dimensões. Segundo o Prof. Dr. João Eduardo Di Pietro: (...) lajes ou placas são os elementos planos das edificações (horizontais ou inclinados), de estrutura monolítica e de altura relativamente pequena e que são caracterizadas por duas dimensões: sua largura e seu comprimento, predominantes em relação à sua altura e servem para separar os diversos pisos de um edifício. 4. Elementos estruturais - LAJES: Vigada 4. Elementos estruturais - LAJES: Nervurada 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Plissadas. As lajes plissadas são estruturas resistentes pela própria forma empregadas normalmente em coberturas, podendo adquirir os mais diversos formatos, inclusive circulares. Catedral de Cascavel ParanáPalácio das Convenções Anhembi -SP 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendidas. • As lajes protendidas possuem características que as fazem com que o uso desse tipo de laje se torne cada vez mais presente em obras, até mesmo de residências. As lajes protendidas apresentam: 1) Deformações menores do que outras lajes; 2) Estruturas mais econômicas devido ao emprego de aços de maior resistência; 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendidas. 3. Retirada antecipada do escoramento e das fôrmas; 4. A ausência de vigas oferece vantagens evidentes para execução da obra quanto à economia, tanto de material quanto de tempo; É possível também a realização de grandes vãos e balanços, o que facilita muito a execução de algumas obras, como por exemplo as do arquiteto Oscar Niemeyer. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendidas. Museu Oscar Niemeyer 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendidas. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendidas. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Tipo Cogumelo Protendida. • Inserção de cabos de aço de grande resistência ao longo da estrutura que anteriormente ou posteriormente são tracionados. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendida Alveolar. As lajes protendidas alveolares são exemplos da aplicação da protensão na construção. São elementos pré-moldados, os alvéolos reduzem o peso da estrutura e, em combinação com a protensão, são capazes de cobrir grandes vãos. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendida Alveolar. As lajes protendidas alveolares são estruturas pré-fabricadas, são transportadas prontas até a obra e ali, são montadas conforme projeto, com o auxilio de guindastes. Em sua grande maioria as lajes protendidas sãoutilizadas em grandes obras, onde necessita a criação de grandes vãos e/ou grandes balanços. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Laje Protendida Alveolar. Devido a estas características essas lajes também tem sido utilizadas em construções de residências. Neste caso a utilização da laje protendida permitiu que o vão da garagem não apresentasse nenhum pilar, deixando-o livre. Laboratório Médico, Belém-Aplicação de laje Protendida. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Protendidas Alveolar. Utilização de laje protendida, como alta tecnologia, para a execução de grandes empreendimentos. Evolution Tower, Hotel, Curitiba. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas.São denominadas lajes pré-moldadas todas aquelas cujas partes constituintes são fabricadas em larga escala por indústrias. Existem diversos tipos, sendo as mais usadas as lajes com vigotas treliçadas e as com vigotas de concreto armado. Podem ainda ser classificadas como unidirecionais (nervuras principais em uma única direção), bidirecionais (nervuras em duas direções). Como anteriormente mencionado, as lajes pré-fabricadas possuem partes feitas por indústrias, que na obra serão montadas igual partes de um quebra-cabeça. A utilização de lajes pré moldadas está cada vez mais na construção civil, devido ao fato de ser significativa a redução do volume de concreto, de escoras e do peso da estrutura em relação aos outros métodos. O baixo consumo de aço e concreto também são aspectos positivos. Estes tipos de lajes geralmente são utilizados para vencerem pequenos e médios vãos e com cargas menores. Estas lajes são constituídas de elementos pré-moldados lineares (vigotas), e elementos de enchimento que normalmente são blocos cerâmicos vazados ou blocos de poliestireno expandido (isopor), colocados sobre os elementos pré-moldados, e por cima destes é colocada uma capa de concreto. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. (vigotas) Se a laje a ser montada na obra, tiver como partes pré- fabricadas as vigotas cabe aos operários realizar o alinhamento das vigotas, colocarem os blocos de enchimento e fazer o capeamento de concreto. Trilho 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. (treliças) Já se a laje for composta por painéis pré-fabricados, esses só precisam ser apoiados nas vigotas, realizar capeamento. Treliça 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Modelos de vigotas e treliças. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas - Alveolar A Laje Alveolar é constituída de painéis de concreto protendido que possuem seção transversal com altura constante e alvéolos longitudinais, responsáveis pela redução do peso da peça. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. As lajes pré-fabricadas são utilizadas tanto em obras grandes, como edifícios, shoppings, quanto em obras menores, como a construção de método construtivo e “não necessidade” de utilização de fôrmas. Tijolo cerâmico 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Vantagens da laje treliça (volterrana) com bloco cerâmico: É o sistema mais barato para lajes finas que cubram pequenos vãos. Desvantagens da laje treliça com bloco cerâmico: Frágeis, as lajotas podem quebrar no transporte, na colocação e na concretagem. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Painéis 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Bloco EPS 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Vantagens da laje treliça com blocos de EPS: -Economia de mão de obra na montagem,graças a sua leveza e fácil manuseio; - Facilidade de recortes nas tubulações e cantos irregulares; -Economia de concreto, por não ser vazado evita um grande desperdício nos topos e nas nervuras de travamento; - Grande redução no peso próprio da laje treliça; -Isolamento térmico e acústico, pois 75% do calor de uma residência entra pelo teto e logo se percebe o conforto proporcionado pela Laje EPS (Isopor). - Lajes mais leves proporcionando menor carga nas estruturas e fundações; 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Vantagens da laje treliça com blocos de EPS: -Rapidez e economia de mão-de-obra na montagem; -Menor consumo de escoramentos; -Flexibilidade de medidas; -Sem perdas (as peças de EPS não quebram durante o transporte); - Não há absorção da água do concreto mantendo o fator água/cimento constante o que proporciona a cura adequada do concreto nas lajes; -As instalações elétricas são facilitadas permitindo a abertura de “sulcos” no EPS para a passagem das tubulações que ficam embutidas e não sobre as lajotas cerâmicas que podem ocorrer o enfraquecimento da capa de concreto sobre a laje montada. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas. Desvantagens da laje treliça com blocos de EPS: - Não é possível fazer furos na parte inferior; é preciso passar uma cola especial na face aparente do isopor para que o acabamento (chapisco ou gesso) possa aderir ao material. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas - Alveolar 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas - Alveolar 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas - Alveolar Montagem de laje pré-fabricadas, com painéis pré-fabricados. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas - Alveolar Montagem de laje pré-fabricadas, com painéis pré-fabricados. 4. Elementos estruturais - LAJES: Tipos de Lajes: Lajes Pré-fabricadas - Alveolar Montagem de laje pré-fabricadas, com painéis pré-fabricados.
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