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UNIVERSIDADE PAULISTA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CINTHIA SIQUEIRA DE PAIVA RAFAEL FERNANDO FRIGO ROBERTA ROSA SIQUEIRA THAMIRIS CAROLINE CAMARGO MEMÓRIA DE CÁLCULO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO LAJE MACIÇA. ARARAQUARA-SP 2018 UNIVERSIDADE PAULISTA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CINTHIA SIQUEIRA DE PAIVA T738342 RAFAEL FERNANDO FRIGO C690CE5 ROBERTA ROSA SIQUEIRA T584450 THAMIRIS CAROLINE CAMARGO B792GG4 MEMÓRIA DE CÁLCULO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO: LAJE MACIÇA. Dissertação apresentada há Universidade Paulista de Araraquara, como parte dos requisitos para obtenção de aprovação ao projeto de Atividade Prática Supervisionada. Orientador (a): Profª. Lisiane Pereira Prado. ARARAQUARA-SP 2018 RESUMO. No presente trabalho será abordado o sistema estrutural de uma laje maciça convencional de concreto armado para um edifício sustentado em vigas bi – apoiadas, e trabalhando dentro do estado de limite último. Lajes convencionais em seu plano são dimensionadas através do vão que apresenta menor dimensão em sua espessura da área de seção transversal menor, a armadura do aço é armada em duas direções em seu plano de carregamento do concreto, em função disso determinaremos tipo de vinculação, pré- dimensionamento da altura da laje, cálculo das cargas de atuação, momento positivo e negativo e armadura longitudinal e faremos o comparativo entre as direções das armaduras que apresentar mais resistência aos esforços atuantes. Palavras-chave: lajes maciças, vigas- bi apoiada, armadura de aço, sistema estrutural, vinculação. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO. ....................................................................................................... 1 2. OBJETIVO. ............................................................................................................. 1 2.1. OBJETIVO GERAL. ............................................................................................. 1 2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ............................................................................... 2 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. ............................................................................... 2 3.1 CONCRETO ARMADO. ..................................................................................... 2 3.1.1 ENSAIOS DE CONCRETO. ............................................................................. 3 3.1.2 RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO. ................................................................... 4 3.2 LAJE DEFINIÇÃO. ............................................................................................ 5 3.2.1 LAJES MACIÇAS. ............................................................................................ 6 3.3 PILAR. ................................................................................................................. 6 3.4. VIGA. ................................................................................................................... 7 4. FORMULAÇÕES. ................................................................................................... 7 5. METODOLOGIA E CÁLCULOS. ........................................................................ 10 5.1 VISITA NA OBRA. .............................................................................................. 10 5.1.1 DADOS PARA O CÁCULO DA LAJE. .......................................................... 11 5.1.2 CÁLCULO DA LAJE MACIÇA. ..................................................................... 12 6. CONCLUSÃO. ....................................................................................................... 19 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ................................................................ 20 1 1. INTRODUÇÃO. A demanda esta aumentando por busca de qualidade, segurança e menor preço são inevitáveis para o engenheiro calculista estrutural, é importante dispor-se ao conforto do empreendimento bem executado e ao usuário para que haja confiança e credibilidade do dimensionamento estrutural aceitado no projeto, segundo (PINHEIRO,2014). “Os sistemas e elementos estruturais são adotados através de peças que compõem uma estrutura (viga, laje e pilar) e define como são arranjados para resistir aos esforços submetidos”. O tipo de elemento estrutural mais usual para edifício e obras residenciais é a laje maciça de concreto armado, a principal função das lajes é receber os carregamentos atuantes no andar, provenientes do uso da construção (pessoas, móveis e equipamentos), e transferi- los para os apoios, entretanto apresenta facilidade em passar tubulações elétricas e outros tipos de instalações antes da aplicação do concreto na armadura e seu detalhamento de cálculo é relativamente simples, do mesmo modo deve satisfazer criteriosamente à normativa que prescreve espessuras mínimas de lajes maciças de edifícios em concreto armado. (ABNT 6118:2014). Esse trabalho visa a melhor condição para o dimensionamento da laje maciça retangular de concreto armado e convencional armada em duas direções sustentada por vigas, com carga acidental para corredores com acesso ao publico e cargas permanentes do peso próprio do concreto, contra piso e piso de granito, momento positivo das armaduras na direção do maior e menor vão l(x) e l(y), sendo apresentada dentro do limite ultimo. Os resultados em relação ao quantitativo de aço, detalhamento da armadura, bitola adotada, resistência do concreto será adotado na metodologia de cálculo. 2. OBJETIVO. 2.1. OBJETIVO GERAL. Dimensionar uma laje maciça provido á espessura de concreto armado estabelecido pelo professor em sala de aula e uma visita programada em uma obra de edifício comercial. 2 2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Determinar o tipo de vinculação que constitui a laje; Definir o comprimento que apresenta menor vão através das espessuras fornecidas pelo orientador; Calcular o momento positivo em duas direções da armadura e comparar aquele que sofre mais flexão de acordo com o carregamento; Avaliar a eficiência da armadura longitudinal do aço, comparar aquela que sofre mais tração, definir os espaçamentos entre elas e o plano dimensional da laje maciça; Analisar o quantitativo dos materiais para os AS calculado e carregamento do concreto. 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. 3.1 CONCRETO ARMADO. O concreto é um material composto, constituído por cimento, água, agregado miúdo e graúdo, e pode também conter aditivos químicos com a finalidade de melhorar as propriedades no estado fresco e estado endurecido, consiste na aderência entre concreto e a armadura de aço, um conjunto de barras de aço forma a armadura, que envolvida pelo concreto origina-se o concreto armado muito utilizado de modo geral na construção de elemento estrutural, a armadura é posicionada na fôrma (ou molde), em seguida o concreto fresco é lançado para preencher a fôrma, e simultaneamente vai-se realizando o adensamento do concreto, que deve envolver e aderir às armaduras. (BASTOS, 2011). As principais propriedades mecânicas do concreto são a resistência á compressão, a resistência tração e o módulo de elasticidade, segundo (LIBANIO et al. 2010) “Essas propriedades são determinadas a partir de ensaios, executados em condições específicas. 3 Geralmente os ensaios são usados para o controle da qualidade e atendimento as especificações’’ 3.1.1 ENSAIOS DE CONCRETO. A qualidade do concreto depende de um controle rígido e requer vários tipos de ensaios para comprovar que o material na obra deve estar dentro dos parâmetros de qualidade como explica á normativa. “Os corpos de provas a serem ensaiados apartir de um dia de idade, com finalidade de verificar a qualidade e a uniformidade do concreto utilizado em obra ou para decidir sua aceitação devem ser moldados 24 horas após o momento da moldagem no caso de corpos de provas cilíndricos ou após 48 horas no caso de corpo- de provas- prismático. (NBR 5738, item 8.2. 2008)”. Os ensaios de concreto são realizados em laboratório especializado para definir a propriedade do concreto diretamente ligado à segurança e à resistência à compressão, sendo capaz de indicar as alterações da sua qualidade e estabilidade, segundo (NBR 6118, item. 8.2.4,2014) “Usualmente o corpo de prova padrão brasileiro é o cilíndrico com 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura e idade de referência de 28 dias”. Desde o momento em que o concreto é preparado na concreteira até a aplicação na obra, há uma série de fatores que podem colocar em risco sua resistência e desempenho, entre eles, é possível destacar o atraso no caminhão-betoneira que ultrapassa os limites previstos em norma, as mudanças climáticas ou mesmo a adição excessiva de água na mistura em uma tentativa de assegurar maior trabalhabilidade. A contratação dos ensaios de concreto passa por um rigoroso sistema de avaliação e capacitação no laboratório que prestará os serviços dos ensaios analisando a composição do corpo técnico, o atendimento dos equipamentos e os materiais a serem analisados para determinar a resistência á compressão ideal para cada corpo de prova retirado dos elementos estruturais da obra, segundo o autor. “O correto recebimento dos materiais determina a precisão dos ensaios e, por isso, deve fazer parte do planejamento logístico da obra. A finalidade é proporcionar o tempo adequado para execução dos ensaios. No caso do concreto dosado em central é preciso ficar atento ao momento de saída da central, com o ensaio de abatimento, além de verificar o lacre da betoneira, cujo número deve estar de acordo com o número da nota fiscal. (DAHER et al.2017)”. 4 3.1.2 RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO. No cálculo estrutural de concreto com base no projeto da obra, a variável da resistência característica (fck) é a mais importante em varias etapas, para cotar o preço no mercado, o valor do concreto varia de acordo coma sua resistência, para elevar ao estado de ruptura do corpo de prova e ver a resistência máxima, entre outros fatores. Para estimar a resistência a compressão é moldada e ensaiados vários corpos de prova de acordo com a norma, e feito a compressão em prensas hidráulicas de acordo coma a intensidade do carregamento proposto no projeto (MUZZARDO et. al, 2010). Após os ensaios e um número muito grande de corpos de prova, pode ser feito um gráfico de valores obtidos, que relaciona diretamente a quantidade de corpos de prova relativos ao valor densidade de frequência do corpo de prova. A curva encontrada no gráfico denomina- se curva estatística de Gauss ou curva de distribuição normal para resistência á compressão do concreto, na curva de Gauss encontra-se dois valores fundamentais a resistência média do concreto (fcm) e á compressão (fck). O valor fcm é a média aritmética dos valores para o conjunto de corpo de provas, ensaiados e utilizado para determinar a característica do concreto (MUZZARDO, 2010). Figura 1; Fonte: Civilização da Engenharia, 2007. Civilização da Engenharia, 2007. Figura 2; Fonte: USP – EESC – Departamento de Engenharia de Estruturas, 2010 5 Com auxilio dos ensaios, e os teste de compressão a engenharia conseguiu elaborar concretos que podem chegar até 100Mpa, dessa maneira os cálculos de estrutura ganharam mais alternativas para o dimensionamento dos elementos estruturais, podemos aumentar o carregamento da seção transversal de uma laje ou altura útil de um pilar/viga. 3.2 LAJE DEFINIÇÃO. Lajes são elementos estruturais bidimensionais planos com cargas preponderantemente normais ao seu plano médio, considerando uma estrutura convencional, as lajes transmitem as cargas do piso às vigas e aos pilares. O comportamento estrutural da laje é o de placa que por definição é caracterizada por uma superfície média (S), e uma espessura (h), com esforços aplicados perpendicularmente á o seu plano, as lajes possuem um papel importante no esquema resistente para as ações horizontais, comportando-se como diafragmas rígidos ou chapas, compatibilizando o deslocamento dos pilares em cada piso, os apoios das lajes são em geral constituídos pelas vigas do piso nestes casos, o cálculo das lajes pode ser feito de maneira simplificada como se elas fossem isoladas das vigas, com apoios (charneiras) livres à rotação e não deslocáveis à translação, considerando-se, contudo, a continuidade de lajes contíguas. Em geral, podem ser desprezados os efeitos da interação com as vigas normalmente as flechas apresentadas pelas vigas de apoio são desprezíveis quando comparadas às das lajes, justificando a consideração dos apoios como irrecalcáveis, além disso, também a rigidez à torção das vigas é relativamente pequena face à rigidez à flexão da laje, permitindo-se, em geral, desprezar-se a solicitação resultante desta interação. É obrigatória, entretanto, a consideração de esforços de torção inseridos nas vigas por lajes em balanço, aonde a compatibilidade entre a flexão na laje e a torção na viga é responsável pelo equilíbrio da laje às cargas das lajes são constituídas pelo seu peso próprio, pela carga das alvenarias e dos revestimentos que nela se encontrarem e pelas ações acidentais. Existem diferentes tipos de laje como: maciças, nervuradas, lisas (ou cogumelo), pré- moldadas, entre outros, praticadas de maneiras diferentes, classificadas conforme composição sua e forma, tipo de apoio, esquema de cálculo, armadas em uma ou duas direções, de acordo com autor (PARSEKIAN et al. 1998) . 6 “Em seu trabalho relata que o cálculo das lajes de concreto armado se dá através de todos os esforços resistentes, considerando-se o momento volvente. Torna-se importante o conhecimento de procedimentos para determinar momentos normais a duas direções escolhidas, o qual será disposto as armaduras, que cubram o terno de esforços Mx, My e Mxy (PARSEKIAN et al. 1998).” 3.2.1 LAJES MACIÇAS. Laje maciça é aquela onde toda a espessura é composta por concreto, contendo armaduras longitudinais de flexão e eventualmente armaduras transversais e apoiadas em vigas ou paredes ao longo das bordas, laje com borda ou bordas livres é um caso particular de laje apoiada nas bordas. A laje lisa e a laje cogumelo são também lajes maciças de concreto, porém, nessas lajes as cargas e outras ações são transferidas diretamente aos pilares, sem intermédio de apoios nas bordas. Por uma questão de tradição no Brasil é costume chamar a laje apoiada nas bordas como “laje maciça”. As lajes maciças podem ser de Concreto Armado ou de Concreto Protendido; nesta apostila são apresentadas apenas as lajes maciças retangulares ou quadradas de Concreto Armado. Nas pontes e edifícios de múltiplos pavimentos e em construções de grande porte, as lajes maciças são as mais comuns entre os diferentes tipos de laje existentes. As lajes maciças de concreto, com espessuras que normalmente variam de 7 cm a 15 cm, são projetadas para os mais variados tipos de construção, como edifícios de múltiplos pavimentos (residenciais, comerciais, etc.), muros de arrimo, escadas, reservatórios, construções de grande porte, como escolas, indústrias, hospitais, pontes de grandes vãos, etc. De modo geral, não são aplicadas em construções residenciais e outras construções de pequeno porte, pois nesses tipos de construção as lajes nervuradas pré- fabricadas apresentam vantagens nos aspectos custo e facilidade de construção. 3.3 PILAR. PINHEIRO, M E SCADELAI A (2003) definempilares, “Como sendo elementos estruturais lineares de eixo reto, usualmente disposto na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes e cuja função principal é receber as ações atuantes nos diversos níveis e conduzi-las até as fundações”. 7 Junto com as vigas, os pilares formam os pórticos, que na maior parte dos edifícios são os responsáveis por resistir às ações verticais e horizontais e garantir à estabilidade global da estrutura as ações verticais são transferidas aos pórticos pelas estruturas dos andares, e as ações horizontais decorrentes do vento são levadas aos pórticos pelas paredes externas. Alterado o valor da dimensão mínima dos pilares, de 12 cm para 14 cm, seguindo as prescrições (NBR 6118:2014). As seções planas permanecem planas depois da aplicação das tensões normais até o estado limite último, esta hipótese possui a restrição de que a relação entre os pontos onde o momento fletor se anula e a altura considerada útil da seção transversal não pode ser maior que dois. Sendo o caso, de uma viga bi- apoiado com carregamento constante, em que a distância entre os apoios (distância entre momentos nulos) deve ser maior que duas vezes sua altura útil. 3.4. VIGA. As vigas fazem parte da estrutura de concreto armado que dá sustentação a sua casa, elas ficam apoiadas nas colunas e acima das paredes, para S.P. BASTOS (2017), “Vigas são elementos lineares em que a flexão é preponderante elemento linear é aquele em que o comprimento longitudinal supera em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal, sendo também denominado barra”. Uma viga é um elemento estrutural das edificações podendo ser de madeira, ferro ou concreto armado e é responsável pela sustentação das lajes. A viga transfere o peso das lajes e dos demais elementos (paredes, portas, etc.) As seções transversais das vigas não devem ser inferiores a 15 cm em vigas parede e 12 cm nas demais vigas. Em casos excepcionais, esses valores podem ser reduzidos até 10 cm, valor mínimo aceito pelo eberick, conforme descrito no item 13.2.2 da NBR 6118. 4. FORMULAÇÕES. Espaçamento da Laje. S = Ast∅ As 8 Ast∅ = Area da Seção transversal da bitola = ( π × ∅2 4 ) As = Armadura longitudinal do aço calculada; Numero de Barras Armadura. N° Barras = As Ast Ast∅ = Area da Seção transversal da bitola = ( π × ∅2 4 ) As = Armadura longitudinal do aço calculada; Espessura da Laje. λ = ly lx λ = relação entre as dimensões da laje na direção x e y; Altura Final. h = LX 40 Lx = Menor vão da dimensão da laje Ou h = d + c + ϕ + ϕ 2 ϕ = diâmetro depende do tipo do aço e sua bitola d = altura util c = cobrimento dados pelos espassadores entre a armadura eo plano Altura Útil. d = h − 4,00cm h = altura final da laje d′ = 4,00cm relaciona o cobrimento e distância até a parte tracionada Ou; d ≥ Lx Ψ2 × Ψ3 9 Ψ2=coeficiente dependente do tipo de vinculação e dimensão da laje Ψ3 = coeficiente depende do tipo de aço.; Lx = Menor Vão da Laje; Valor adimensional para seção retangular. KMD = Md bw × d2 × Fcd KMD = Valor admensional tabelado para seção retangular Md = momento solicitante de cálculo bw = largura da seção transversal da seção retangular d = altura util da laje; Fcd = fck 1,4 = Resistência a compressão do concreto Valor adimensional para limite. Kx = x d Manipulando a fórmula temos que: x = Kx × d Kx = Valor admensional tabelado para seção retangular x = Limite que estrutura deve estar d = altura util da laje Armadura longitudinal da Laje. As = Md Kz × d × fyd As = Cálculo da seção da armadura longitudinal do aço Md = momento solicitante de cálculo d = altura util Kz = Valor admensional tabelado relacionado através do KMD Fyd = fyk 1,15 = Resistência a tração do aço Combinação no estado de limite. 10 Fd = (γg × Fgk) + γq × (Fq1k + ∑Ψ0j × Fqjk) Fgk = carga permanente Fq1k = carga acidental primária γg = 1,4 coeficiente desfavoravél para limite ultimo Ψ0 = fator de redução para estado limite ultimo ultimo. Momento máximo positivo. Momento na direção(x) x = mx = μx × P×Lx 2 100 Momento na direção(y) y = my = μy × P×Ly 2 100 5. METODOLOGIA E CÁLCULOS. 5.1 VISITA NA OBRA. O engenheiro precisa entender o critério real que envolve um projeto estrutural, não é simples como parece, o importante dimensionamento em um edifício exige conhecimento prévio de todo elemento estrutural, os alunos do quarto ano da Universidade Paulista organizaram uma visita em um edifício comercial para entender como o sistema de laje maciça se comporta fora do ambiente acadêmico, na prática observamos que os padrões normativos acabam sendo improvisados pelo engenheiro devido á execução do projeto não oferecer os recursos devidos. Na obra á armadura em treliça ao longo da seção transversal e o aço para a bitola CA-60, observa-se que umas das lajes estavam com as armaduras invertidas devidas á amarração dos estribos estarem incorreta, então, a inversão da armadura fez com que provisoriamente o carregamento distribuído não influenciasse no aumento excessivo da tração como explicou á estagiária no local. Os dados do dimensionamento da laje maciça são fornecidos pela professora que orienta a disciplina, para que através de um entendimento na visita atenta-se em todos os carregamentos, montagem da armadura, os espaçadores ser colocado entra e o plano da laje e a armadura corretamente nesse principio vamos calcular e concluir o presente trabalho. 11 5.1.1 DADOS PARA O CÁCULO DA LAJE. Contra piso. espessura: 2,0cm e γargamassa = 18KN m3 ; Piso granito. espessura: 1,0cm e γgranito = 28KN m3 ; Concreto armado. γconcreto = 25KN m3 ; Cobrimento nominal. c = 25mm admitindo classe de agressividade ambiental II; Resistência característica do concreto. Figura 3, Fonte: Artigo do próprio autor, visita obra- laje concretada, 2018. Figura 4 Fonte: Artigo do próprio autor, visita obra- laje armada, 2018. 12 fck = 25 Mpa. Resistência á tração de escoamento do aço. fyk = CA − 50; Espessura da laje maciça. (lx) = 6,00m e (ly) = 6,5m bw= 1,00m Diâmetro adotado através da tabela especificada para bitola do aço CA0-50. Aço CA-50 ∅ = 6,30mm adotado 5.1.2 CÁLCULO DA LAJE MACIÇA. Tipo de Vinculação. Figura 5 Fonte: Unicon Representações, Aço para Construção Civil, 2017 Figura 6 Fonte: Unesp Bauru -Campus de Engenharia., 2015 Figura 7 Fonte: Unesp Bauru- Campus Engenharia., 2015 13 A laje esta sendo dimensionada em viga – bi apoiada então consideramos somente o tipo de vinculação (1), a laje não se encontra engastada ou encorada em outros elementos estrutural estamos trabalhando com as espessuras fornecidas em aula. Laje = 6,00 × 6,5m (dimensão fornecida pelo orientador); (Lx) = 6,00m e (Ly) = 6,5m; Definição menor vão. (lx) sempre vai ser a menor dimensão fornecida; λ = ly lx = 6,5m 6,00m = 1,08m ≅ 1,10 Pré-dimensionamento da altura útil e a altura final. Considera-se aço CA-50 para nosso dimensionamento, embora se obtenha mais de um tipo de formulação para altura útil e final, considera-se h = LX 40 para a altura final, e d = h − 4,00cm para altura útil. Altura Final; h = Lx 40 = 6,00m 40 = 0,15m ou 15cm Altura Útil; d = 15cm − 4,00cm = 11cm Calculo do peso próprio para determinar o carregamento atuante. Peso próprio da laje h = 0,15m γconcreto = 25KN m3 peso próprio laje = 0,15m × 25KN m3 = 3,75KN m3 Peso próprio contra piso espessura = 2,0cm ou 0,02m γcontra piso argamassa = 18KN m3 14 peso próprio contra piso= 0,02m × 18KN m3 = 0,36KN m2 Peso próprio piso granito espessura = 1,0cm ou 0,01m γgranito = 28KN m3 peso próprio piso granito = 0,01m × 28KN m3 = 0,28KN m2 Cálculo das cargas através do limite último. No presente trabalho adotamos carga acidental para corredores com acesso ao publico (p = 3KN m2 ) de acordo com normativa NBR-6120/1987 que estabelece os critérios de cargas para cálculo de estruturas e edificações. Figura 8 Fonte: Puc Rio de Janeiro, tabela da normativa para cargas., 2014 15 No caso só temos uma carga acidental consideramos só a parcela de carga principal sem coeficiente de fator de redução Ψ0 e a parcela de carga permanente. peso próprio piso granito = 0,01m × 28kn m3 = 0,28kn m2 peso próprio laje = 0,15m × 25kn m3 = 3,75kn m2 peso próprio contra piso = 0,02m × 18kn m3 = 0,36kn m2 Corredores de acesso ao publico p = ( 3kn m2 ) Substituindo temos a combinação para carga permanente e carga acidental: Fd = γg × Fgk + γq × (Fq1k) Fd = 1,4 × ( 0,28KN m2 + 3,75KN m2 + 0,36KN m2 ) + 1,4 × ( 3KN m2 ) = 10,346KN m2 Fd = 10,346KN m2 (carga de cálculo para estado de limite ultimo) Momento máximo positivo. (ly) = 6,5m lx = 6,00m (menor vão para o dimensionamento) Fd = P = 10,346KN m2 (carga de cálculo para estado de limite ultimo) Coeficientes de μx; e μy é dado na tabela abaixo que relaciona o caso da laje (1) com λ ≅ 1,10. Figura 9 Fonte: Puc Rio de Janeiro., 2014. 16 Para Caso de Vinculação (1) para λ = ly lx = 6,5m 6,00m = 1,08 ≅ 1,10 Temos: μx = 5,18 μy = 4,49 Momento na direção(x) x = mx = μx × P×Lx 2 100 mx = 5,18 × 10,346 × 62 100 = 19,293KN×m Momento na direção(y) y = my = μy × P×Ly 2 100 my = 4,49 × 10,346 × 6,52 100 = 19,626KN×m Determinar KMD formula adimensional. KMD = Md bw × d2 × Fcd Md(x) = 19,293KN×m Md(y) = 19,626KN×m d = 11cm ou 0,11m bw = 1m (Resistência á compressão do concreto fck = 25MPa) Fcd = fck 1,4 = 25 × 103 1,4 = 17857,14KN m2 Substituindo Temos: KMD(x) = 19,293KN×m 1m × (0,11m)² × 17857,14KN m2 = 0,090 KMD(y) = 19,626KN×m 1m × (0,11m)² × 17857,14KN m2 = 0,091 Para KMD(x)= 0,090 e KMD(y)= 0,091 encontramos o valor de kx e kz na tabela dos valores adimensionais para cálculos dos elementos estruturais. 17 Figura 10 Fonte: UFSCAR – Tabela adimensional., 2002 Kx = 0,1403 e Kz = 0,9439 Cálculo armadura de aço da laje. As = Md Kz × d × fyd Md(x) = 19,293KN×m Md(y) = 19,626KN×m d = 11cm ou 0,11m bw = 1m (Resistência de escoamento á tração aço fyk = CA − 50Mpa) fyd = fyk 1,15 = 500 × 103 1,15 = 434782,61KN m2 Kx = 0,1403 e Kz = 0,9439 Substituindo temos: As(x) = 19,293KN×m 0,9439 × 0,11m × 434782,61KN m2 = 4,27 × 10−4m² As(x) = 4,27 × 10−4m2ou 4,27 cm² As(y) = 19,626KN×m 0,9439 × 0,11m × 434782,61KN m2 = 4,34 × 10−4m² As(y) = 4,34 × 10−4m2ou 4,34 cm² 18 Detalhamento do quantitativo de armadura. Numero de Barras = As Ast∅ Ast = Area da Seção transversal para o diâmetro adotado = ( π × ∅2 4 ) As = Armadura longitudinal do aço calculada Bitola pra CA-50 ∅ = 6,30mm adotado ou 0,63cm Ast∅ = ( π × ∅2 4 ) = π × 0,63²cm 4 = 0,3117cm² As(x) = 4,27 × 10−4m²ou 4,27 cm² As(y) = 4,34 × 10−4m2ou 4,34 cm² Substituindo temos: N°(x) = As(x) Ast = 4,27 cm² 0,3117cm2 = 13,7 ≅ 14 barras N°(y) = As(y) Ast∅ = 4,34 cm2 0,3117cm2 = 13,92 ≅ 14barras Quantitativo de Armadura. As 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 × Ast∅ As 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 14 × ( π × 0,632 4 ) = 4,36 cm² Determinar em qual limite esta trabalhando a laje maciça. Kx = x d Manipulando a fórmula temos que x; x = Kx × d Kx = 0,1403 d = 11cm Substituindo temos: x = 0,1403 × 11cm = 1,54cm ou 0,015m x23=0,259 × d 19 x23=0,259 × 11cm = 2,85cm x = 1,54 cm está dentro dos limites x23= 2,85 cm 6. CONCLUSÃO. No presente trabalho, concluímos que foi possível corresponder de maneira satisfatória ao objetivo proposto, sendo este, o de dimensionar uma laje maciça com espessuras (6x6,5m) considerando edifício residencial. Para conseguirmos efetuar este dimensionamento, utilizamos os cálculos de lajes de concreto armado maciça, métodos da altura útil e final, tipo de vinculação, cálculo das cargas atuantes, entre outros, e durante o desenvolvimento apresentado foram expostas imagens da laje e informações técnicas obtidas através da visita acadêmica, assim como dados fornecidos pela própria docente responsável por lecionar a disciplina, para o desempenho dos cálculos. Analisando os detalhamentos feitos no dimensionamento da laje, pela definição da metodologia, podemos determinar que a área longitudinal do aço da laje, apresenta uma diferença de momento positivo reduzido, devida as dimensões de espessuras serem bem próximas umas das outras, entretanto tendo espessuras de 6,5m na direção de (y) e 6,0m (x), os cálculos dos momentos resultaram em carregamento mínimo entre as duas armaduras. Md(x) = 19,293KN×m Md(y) = 19,626KN×m 𝑀𝑑(𝑦) − 𝑀𝑑(𝑥) = 0,333 Para estes resultados, dispomos de dados extras, realizando o dimensionamento da laje dentro do estado de limite ultimo, cogitando dos limites dois e três da linha neutra para x e kx adimensional referente á tabela, e acrescentando uma carga acidental para outro tipo de situação, no caso para corredores com acesso ao público. Os momentos tenderam a ficar bem próximos, ressaltando estar trabalhando com uma laje bi apoiada em duas vigas, com momentos positivos ao longo do seu eixo longitudinal. Altura final foi 0,15m, espaçamento de (Sx;0,073m) e (Sy;0,072m) a distância entre á armadura e o plano de carregamento dados pelos espaçadores que separam as armaduras de aço que resiste á tração, as armadura As(y) = 4,35 × 10−4m2ou 4,35 cm2 e As(x) = 20 4,27 × 10−4m2ou 4,27 cm2, quantidades de 14 barras para x e y, considerando o diâmetro de 0,63cm para bitola do aço CA-50, entretanto o As𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 14 × ( π×0,632 4 ) = 4,36 cm². 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. BASTOS, P.S.S. Notas de aula: Fundamentos de concreto armado. pg 92. Universidade Paulista, Bauru, 2011. CARVALHO, R.C; PINHEIRO, L.M. Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado; 4° Edição. São Carlos: Ed. ufscar, 2014. SILVA, L.P. Estudo comparativo entre lajes nervuradas e maciças em funções dos vãos entre os apoios; Universidade Federal RS, 2010. MUZARDO, C. D; SANTOS, P.S., CATOIA, B. Estruturas de Concreto, Capítulo-2, USP – EESC – Departamento de Engenharia de Estruturas, 2010. PEREIRA, C.O., Escola de engenharia, oque é concreto armado, 2015. TECNICAS, N.B.A. Abnt NBR 5738. Concreto- Procedimento para moldagem, cura e corpos de prova, Emenda 1, 2008. Sites Acessados: http://www.politecnica.pucrs.br/professores/giugliani/ARQUITETURA_Sistemas_Estrutura is_II/02_Cargas_Atuantes_sobre_Estruturas_-_2a_parte.pdf, acesso em: 27/05/2018 ás 16:00 hs. http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Lajes.pdf, acesso em: 27/05/2018 ás 21:45 hs. https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2017/06/03/ensaios-laboratoriais-como- funcionam-e-qual-sua-importancia-na-construcao-civil/, acesso em 30/05/2018 ás 22:30 hs. http://www.politecnica.pucrs.br/professores/giugliani/ARQUITETURA_Sistemas_Estruturais_II/02_Cargas_Atuantes_sobre_Estruturas_-_2a_parte.pdf http://www.politecnica.pucrs.br/professores/giugliani/ARQUITETURA_Sistemas_Estruturais_II/02_Cargas_Atuantes_sobre_Estruturas_-_2a_parte.pdf http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Lajes.pdf https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2017/06/03/ensaios-laboratoriais-como-funcionam-e-qual-sua-importancia-na-construcao-civil/ https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2017/06/03/ensaios-laboratoriais-como-funcionam-e-qual-sua-importancia-na-construcao-civil/21 http://incopre.com.br/index.php/como-e-feito-o-teste-de-resistencia-do-concreto/, acesso 31/05/2018 ás 19:10 hs. http://unicom.com.br/produtos/vergalhoes-e-trelicas, acesso em 02/06/2018 ás 15:21 hs. http://incopre.com.br/index.php/como-e-feito-o-teste-de-resistencia-do-concreto/ http://unicom.com.br/produtos/vergalhoes-e-trelicas 1. INTRODUÇÃO. 2. OBJETIVO. 2.1. OBJETIVO GERAL. 2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. 3.1 CONCRETO ARMADO. 3.1.1 ENSAIOS DE CONCRETO. 3.1.2 RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO. 3.2 LAJE DEFINIÇÃO. 3.2.1 LAJES MACIÇAS. 3.3 PILAR. 3.4. VIGA. 4. FORMULAÇÕES. 5. METODOLOGIA E CÁLCULOS. 5.1 VISITA NA OBRA. 5.1.1 DADOS PARA O CÁCULO DA LAJE. 5.1.2 CÁLCULO DA LAJE MACIÇA. 6. CONCLUSÃO. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
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