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Porto Alegre 2020 ALEXSANDRO TEIXEIRA CARDOSO ESTUDO DAS LAJES NA CONSTRUÇÃO CIVIL LAJE MACIÇA DE CONCRETO ARMADO MOLDADA IN LOCO X LAJE TRELIÇADA PRÉ-MOLDADA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Anhanguera Porto Alegre, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Bacharelado Engenharia Civil. Tutora: Bruna Souza Orientador: Vinicius Batista Godoy Porto Alegre 2020 ESTUDO DAS LAJES NA CONSTRUÇÃO CIVIL LAJE MACIÇA DE CONCRETO ARMADO MOLDADA IN LOCO X LAJE TRELIÇADA PRÉ-MOLDADA ALEXSANDRO TEIXEIRA CARDOSO CARDOSO, Alexsandro Teixeira. Estudo das lajes na construção civil: lajes pré-moldadas x lajes de concreto armado. 2020. 35p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Anhanguera, Porto Alegre, 2020. RESUMO A construção civil é um segmento que movimenta grandes volumes financeiros. Desse modo, surgem cada vez mais alternativas que buscam melhorar as edificações e dar mais possibilidade para os diferentes tipos de obra; como ocorre na projeção e construção de lajes. O estudo analisa as lajes pré-moldadas, que são estruturas praticamente finalizadas em fábrica, bastando aos profissionais fazer a instalação e adequação das peças ao projeto, devem apresentar certos aspectos para que possam ser utilizadas com excelência; e as lajes de concreto armado, que são mais versáteis, e tem destaque em vários tipos de projetos. O estudo tem como objetivo geral: apresentar quais as características e suas funções comparadas às lajes pré-moldadas e lajes de concreto armado no que diz respeito ao consumo de concreto, ações e o seu método construtivo com a finalidade de apresentar as vantagens econômicas na execução de uma laje. Como objetivos específicos: estudar as funções e os conceitos teóricos sobre lajes pré-moldadas e lajes de concreto armado. A problemática do estudo consiste em: quais os pontos positivos e negativos das lajes pré-moldadas e lajes de concreto armado do ponto de vista econômico e estrutural para determinados projetos? A pesquisa se justifica, a partir do entendimento de que as lajes são um importante elemento estrutural nas edificações, e estudar a viabilidade de cada tipo de laje, seu custo associado e estruturação da elaboração de seu projeto. Para atingir os objetivos propostos, a pesquisa se baseou na revisão da literatura pré-existente de caráter qualitativo. No estudo, se percebeu que as lajes pré-moldas tem como vantagem acelerar os processos construtivos e preço mais baixo em comparação as lajes de concreto armado, que por sua vez, tem como vantagem a capacidade de se adaptar melhor a diferentes tipos de projetos e apresentar elevada resistência se construída de acordo com os parâmetros técnicos necessários. Palavras-chave: Lajes; Pré-moldadas; Concreto Armado; Viabilidade; Custos. CARDOSO, Alexsandro Teixeira. Study of slabs in civil construction: precast slabs x reinforced concrete slabs. 2020. 35p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Anhanguera, Porto Alegre, 2020. ABSTRACT Civil construction is a segment that handles large financial volumes. In this way, more and more alternatives are emerging that seek to improve buildings and give more possibilities for different types of work; as in the design and construction of slabs. The study analyzes the pre-molded slabs, which are structures that are practically finished in the factory, and professionals just need to install and adapt the parts to the project, they must present certain aspects so that they can be used with excellence; and reinforced concrete slabs, which are more versatile, and stand out in several types of projects. The study has as its general objective: to present what are the characteristics and their functions compared to precast slabs and reinforced concrete slabs with respect to the consumption of concrete, actions and their constructive method in order to present the economic advantages in the execution of a slab. As specific objectives: to study the functions and theoretical concepts on precast slabs and reinforced concrete slabs. The problem of the study consists of: what are the positive and negative points of the precast slabs and reinforced concrete slabs from the economic and structural point of view for certain projects? The research is justified, based on the understanding that the slabs are an important structural element in buildings, and to study the viability of each type of slab, its associated cost and structuring the elaboration of your project. In order to achieve the proposed objectives, the research was based on the review of the pre-existing qualitative literature. In the study, it was realized that pre-molded slabs have the advantage of speeding up construction processes and lower price compared to reinforced concrete slabs, which in turn, have the advantage of being better able to adapt to different types of projects and present high resistance if built according to the necessary technical parameters. Key-words: Pre-molded; Reinforced Concrete; Viability; Costs. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Estrutura de laje pré-moldada ................................................................. 12 Figura2 – Estrutura de laje com concreto armado .................................................... 13 Figura3 – Estrutura de fôrmas e escoras de madeira ............................................... 16 Figura4 – Disposição das escoras de madeira de modo uniforme ........................... 17 Figura5 – Cunhas para adaptação ao piso de sustentação ..................................... 18 Figura6 – Armadura com espaçadores .................................................................... 19 Figura7 – Eletrodutos e tubos ................................................................................ 20 Figura8 – Despejo de concreto .............................................................................. 21 Figura9 – Vigotas pré-fabricadas treliçadas ............................................................. 26 Figura10 – Escoramento de laje com escoras metálicas ......................................... 28 Figura11 – Malha de ferro amarrada ........................................................................ 29 Figura12 – Esperas instaladas ............................................................................... 30 Figura13 – Regularização do concreto durante o despejo ....................................... 31 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR Norma Brasileira SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 8 2. TIPOS DE LAJE: CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS .................................. 10 3. PROCESSO PARA EXECUÇÃO DELAJES DE CONCRETO ARMADO: VANTAGENS E APLICABILIDADE ......................................................................... 14 3.1 EXECUÇÃO DE LAJES DE CONCRETO ARMADO ......................................... 14 3.2 PROCESSOS DE EXECUÇÃO ......................................................................... 15 3.2.1 Confecção da forma de madeira e escoras ...................................................... 18 3.2.2 Colocação de armaduras ................................................................................. 25 3.2.3 Colocaçãodecaixas, eletrodutos e tubos .......................................................... 25 3.2.4 Lançamento de concreto .................................................................................. 25 3.2.5 Acabamento do concreto..................................................................................25 3.2.6 Cura do concreto .............................................................................................. 25 3.2.7 Retiradas das fôrmas e escoramentos ............................................................. 23 4. PROCESSO PARA EXECUÇÃO DE LAJES PRÉ-MOLDADAS: VANTAGENS E APLICABILIDADE ......................................................................... 25 4.1 EXECUÇÃO DE LAJES PRÉ-MOLDADAS ........................................................ 25 4.1.1 Execução da laje de vigotas pré-fabricadas treliçadas ..................................... 25 4.1.2 Fabricação das vigotas..................................................................................... 25 4.1.3 Transporte e armazenamento .......................................................................... 25 4.1.4 Escoramento das vigotas ................................................................................. 25 4.1.5 Preenchimento ................................................................................................. 25 4.1.6 Guias de acabamento ...................................................................................... 25 4.1.7 Instalação das esperas..................................................................................... 25 4.1.8 Lançamento do concreto e cura do concreto ................................................... 30 4.1.9 Remoção das escoras ...................................................................................... 31 4.2. VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS LAJES PRÉ-MOLDADAS ................. 31 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 33 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 34 8 1. INTRODUÇÃO Dentro das tendências atuais da construção civil, os vários tipos e modelos de laje têm ganhado destaque, seja pelos aspectos estéticos e por sua funcionalidade ou sua versatilidade nos projetos arquitetônicos, suportando cargas verticais e desempenhando importante função estrutural. A partir dessas premissas, é possível enfatizar a grande variedade de materiais disponíveis para os profissionais de a construção civil utilizar nas obras, entretanto, suas escolhas precisam ser embasadas em aspectos técnicos, sempre verificando o custo e o benefício das opções, com atenção as especificidades de cada projeto. Além disso, várias ferramentas vêm facilitando esse trabalho de escolha, onde inúmeros softwares têm como função verificar e fazer análises refinadas das necessidades de cada projeto, acelerando processos e minimizando as possibilidades de escolhas inadequadas, exibindo as vantagens e aplicabilidade de cada alternativa estrutural existente no mercado atual. O estudo se justifica a partir do fato de que no Brasil, existem dois modelos estruturais de lajes que são os mais utilizados nos variados tipos de projeto, desde residências até grandes prédios comerciais. O primeiro são as lajes pré-moldadas, que são estruturas praticamente finalizadas em fábrica, bastando aos profissionais fazer a instalação e adequação das peças ao projeto, porém, devem atender a certos aspectos para que possam ser utilizada com excelência. E existem as lajes de concreto armado, que são mais versáteis, e tem destaque em vários tipos de projetos. O estudo tem como intuito e problema de pesquisa verificar dados/informações com o objetivo de responder: quais são os pontos positivos e negativos de lajes pré-moldadas e de lajes de concreto armado do ponto de vista econômico e estrutural para determinados projetos? O presente trabalho tem como objetivo geral apresentar quais as características e suas funções da comparação entre lajes pré-moldadas e lajes de concreto armado no que diz respeito ao consumo de concreto e métodos construtivos com a finalidade de apresentar as vantagens econômicas na execução de uma laje. Como objetivos específicos: estudar as funções e os conceitos teóricos sobre lajes pré-moldadas das lajes de concreto armado; revisar bibliograficamente o método de cálculo simplificado do concreto e aço e o método 9 construtivo para lajes de concreto armado e lajes pré-moldadas; revisar bibliograficamente os esforços nas lajes. O texto que este trabalho apresenta é de cunho teórico, buscando na literatura encontrar referências por meio da pesquisa em livros, artigos e conteúdo de qualidade na rede mundial de computadores: internet. O método que melhor se enquadra para a solução do problema apontado por este trabalho foi o da pesquisa bibliográfica, qualitativa com a utilização de dados secundários. 10 2. TIPOS DE LAJE: CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS A construção civil é um setor que dispõe de inúmeras alternativas, cabe aos profissionais do setor sempre buscar as melhores alternativas para cada projeto. O mesmo ocorre com as lajes, que tem a função de distribuir os esforços das cargas dos projetos entre as vigas e pilares da construção, tornando os projetos mais seguros, e contribuindo, inclusive, para a melhoria estética (BASTOS, 2015). Na conjuntura das lajes, existe no Brasil uma grande tendência de utilização de dois principais tipos: as lajes de concreto armado, e as pré-moldadas. Enquanto a primeira tem como principal característica a versatilidade e adaptação a diferentes contextos arquitetônicos, as lajes pré-moldadas contribuem para acelerar as obras, devido a sua praticidade, além da economia de custos com mão de obra (BASTOS, 2015). A construção civil é um setor que gira grandes montantes financeiros, impactando fortemente a economia, seja em âmbito macro, nas grandes empresas ou em políticas de governo, assim como no orçamento doméstico, seja com a geração de empregos ou com a economia de custos na construção de uma casa ou reforma de uma residência. Sendo assim, analisar as características e as possíveis economias de custos e ganhos em qualidade estrutural de lajes, é importante para o setor da construção civil, o que pode auxiliar no aquecimento da economia do setor e beneficiar a sociedade em diversos aspectos (LIMA, 2015). Para entender o processo e suas funções, visando custo e benefício na construção de uma laje, devem ser apresentadas as ferramentas necessárias de cálculos, dimensionamentos e seus métodos construtivos evitando o gasto excessivo de material (aço e concreto), para que fique viável a construção de lajes (BASTOS 2015). Dentro da construção civil, as lajes são muito utilizadas para diferentes fins, inclusive estéticos. Entretanto, no âmbito estrutural, existem alguns fatores que fomentam a utilização desse tipo de estrutura, visto que as lajes têm como função distribuir o peso de cargas verticais em diferentes planos, ou seja, através de vigas e pilares, tornando as obras mais seguras, com a maior distribuição de pesos. Ou seja, as lajes podem servir como uma espécie de placa de distribuição de cargas, visto que o peso empregado sobre ela é automaticamente distribuído, haja vista o formato dessa estrutura (LIMA, 2015). 11 A respeito da importância e aplicabilidade das lajes, é importante frisar: As lajes são classificadas como elementos planos bidimensionais, que são aquelas onde duas dimensões, o comprimento e a largura, são da mesma ordem de grandeza e muito maiores que a terceira dimensão, a espessura. As lajes são também chamadas elementos de superfície, ou placas. Destinam-se a receber a maior parte das ações aplicadas numa construção, normalmente de pessoas, móveis, pisos, paredes, e os mais variados tipos de carga que podem existir em função da finalidade arquitetônica do espaço que a laje faz parte. As ações são comumente perpendiculares ao plano da laje, podendo ser divididas em distribuídas na área, distribuídas linearmente ou forças concentradas. Emboramenos comuns, também podem ocorrer ações externas na forma de momentos fletores, normalmente aplicados nas bordas das lajes. As ações são normalmente transmitidas para as vigas de apoio nas bordas da laje, mas eventualmente também podem ser transmitidas diretamente aos pilares, quando são chamadas lajes lisas (BASTOS, 2015, p.1) Após explanar as principais características e funções das lajes, é importante frisar que cada tipo de obra demanda um tipo de aplicação. No Brasil, segundo Bastos (2015) existem dois tipos principais de laje sendo utilizados: as pré-moldadas e as de concreto armado. Não existe forma de enfatizar de modo pragmático qual o melhor tipo de estrutura a ser utilizado, haja vista que cada projeto dispõe de peculiaridades, e estas devem ser consideradas no momento da escolha de qual tipo de laje optar. As lajes pré-moldadas apresentam algumas características que estimulam a sua utilização em obras de diferentes portes, envolvem a economia de custos com mão de obra, visto que as peças já vêm prontas, necessitando apenas a sua aplicação de acordo com o projeto, além da sua padronização, já que são produzidas em escala industrial. A respeito da definição de laje pré-moldada é importante frisar: As normas brasileiras NBR 14859-1, NBR 14859-2, NBR 14860-1, NBR 14860-2 e NBR 14861 apresentam as características exigíveis para alguns tipos de lajes pré-fabricadas. Define-se como laje pré-fabricada ou pré-moldada a laje que tem suas partes constituintes fabricadas em escala industrial no canteiro de uma fábrica. Pode ser de concreto armado ou de concreto protendido. São aplicadas tanto nas construções de pequeno porte como também nas de grande porte (LIMA, 2015, p.20). A partir dessa definição cabe trazer uma imagem esquematizada do modelo comum de estruturação de uma laje com estruturas pré-fabricadas, onde a Figura 1 apresenta uma descrição detalhada da formação de uma laje pré-moldada 12 Figura 1 - Estrutura de laje pré-moldada Fonte: Pinheiro (2015) Todas as peças que compõem a laje em questão devem ser fabricadas respeitando determinadas normas técnicas, como o intuito de garantir sua eficiência, segurança e padronização. Em contrapartida, existem as lajes de concreto armado, que tem características diferentes, embora sirvam para os mesmos fins. Antes de salientar quais os principais pontos que tornam essa alternativa interessante do ponto de vista econômico e estrutural, é importante trazer uma definição desse tipo de trabalho: Laje maciça a laje de concreto armado com espessura constante, moldada in loco a partir do lançamento do concreto fresco sobre um sistema de formas planas. Os tipos de lajes maciças se referem mais ao tipo de vínculo da laje com as vigas, que podem ser: poiadas em todas as direções; apoiada em duas direções, entre outros (BASTOS, 2015, p.4) Ou seja, esse tipo de estrutura também apresenta características específicas. Como exposto na figura 2 13 Figura 2 - Estrutura de laje com concreto armado Fonte: Pinheiro (2015) Obviamente que essas definições são sintáticas, ou seja, não são capazes de explorar todas as características dessas estruturas, sendo necessárias abordagens mais aprofundadas sobre cada uma, para juntamente com a análise do projeto em questão, definir quais tipos de materiais utilizarem. Embora tenham algumas características que tornam os processos diferentes, existem alguns “pontos de atenção para fazer uma laje maciça com concreto armado, porém, estes são praticamente os mesmos da laje pré-moldada, sendo a única diferença relevante que a montagem da laje é feita em cima de tábuas de madeiras ou madeirites” (PINHEIRO, 2015, p.3). Embora existam esses fatores, a utilização correta do modelo adequado ao projeto, pode significar grande economia de insumos e tempo de obra. Sendo assim, ambas as estruturas apresentam pontos positivos e negativos, sendo necessária a averiguação de cada projeto para definição de qual tipo de modelo optar. 14 3. PROCESSO PARA EXECUÇÃO DELAJES DE CONCRETO ARMADO: VANTAGENS E APLICABILIDADE Objetivando explorar as principais características e formas de execução dos dois processos, a presente sessão do trabalho corresponde a deliberação acerca dos processos que envolvem as lajes de concreto armado, a próxima sessão tem como pauta as lajes pré-moldadas. 3.1 EXECUÇÕES DE LAJES DE CONCRETO ARMADO A opção de laje maciça é muito recorrente no cenário da construção civil no Brasil, devido sua relativa simplicidade de execução e maior facilidade para encontro de mão de obra para a realização (ARAÚJO, 2003). Nos casos das construções com elevado número de andares, acaba sendo muito viável, principalmente pela reutilização das fôrmas, quando em vários andares existe o mesmo modelo de projeto (apartamentos). Entretanto, esse tipo de laje tem certas limitações como nos casos de grandes vãos Comumente são utilizadas lajes maciças nos pisos dos edifícios de concreto armado. Porém, quando projetadas para vencer grandes vãos, essas lajes demandam espessuras tão grandes que a maior parte do carregamento passa a ser constituído por seu peso próprio, o que torna essa solução antieconômica (ARAÚJO, 2003, p. 143). Sendo assim, caba edifício precisa ser analisada em suas particularidades para definir qual tipo de laje é mais vantajoso, levando em conta questões econômicas e também estruturais. 3.2 PROCESSOS DE EXECUÇÃO O processo de execução de uma laje desse tipo pode ser dividida nas seguintes etapas, a partir das indicações de Brandalise (2015): Composição da fôrma de madeira e das escoras; Execução das armaduras; Colocação das caixas, eletrodutos e tubos; Adequação e despejo do concreto; 15 Uniformização do concreto; Tempo de cura; Remoção das fôrmas e das escoras de madeira. Nas lajes maciças de concreto armado devem ser respeitados os seguintes limites mínimos para a espessura: 5 cm para lajes de cobertura não em balanço; 7 cm para lajes de piso ou de cobertura em balanço; 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN; 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN. Recomenda-se usar espessura mínima de 8 cm, para evitar o aparecimento de fissuras pela presença de eletrodutos ou caixas de distribuição embutidas na laje. Por esta razão, os valores mínimos de 5 cm e 7 cm não são aconselhados (ARAÚJO, 2003, p. 161) Com esses fatores expostos, cabe na seqüência discorrer de modo detalhado sobre cada etapa do processo de execução de uma laje de concreto armado. 3.2.1 Confecção da forma de madeira e escoras As fôrmas desse tipo de projeto normalmente são construídas a partir de madeira compensadas, com a camada plástica ou em material composto por aço e certos dispositivos para regulagem, com o objetivo de dar forma e sustentar o peso do concreto até o seu tempo final de cura. De acordo com a NBR 14931/94 o sistema que faz a utilização de fôrmas precisa ter o formato e as medidas dos panos das lajes contidos no projeto da construção, objetivando prevenir que não haja perca de cimento no ato da concretagem e seguindo também às recomendações da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT NBR 7190/85, que discorrer sobre esse tipo de sistema de madeira. A figura 3 traz um exemplo de estrutura de fôrmas, sendo escorada por vigas de madeira: 16 Figura 3 - Estrutura de fôrmas e escoras de madeira Fonte: Brandalise (2015) O processo de escoramento para posterior despejo do concreto tem um objetivo bem específico, da sustentação a estrutura montada para que não haja nenhum tipo de fissura ou abalamento na estrutura, provocando falhas estruturais e erros na execução do projeto. Nesse sentido: O escoramento é executado sobas fôrmas, com escoras de madeira espaçadas habitualmente de 60 cm a 80 cm ou conforme o projeto, as quais são apoiadas sobre cunhas ou caixas de areia com o objetivo de nivelar as fôrmas. O escoramento deve ser projetado e executado para suportar o seu próprio peso, o peso da estrutura e das cargas acidentais que possam atuar durante o processo construtivo evitando as deformações prejudiciais não previstos no projeto (BRANDALISE, 2015, p. 26) Ou seja, qualquer processo de execução de uma laje deve dispor as escoras de modo uniforme, e não de modo esporádico. Esse tipo de procedimento garante a resistência do escoramento para evitar eventuais falhas na uniformização do concreto após o seu despejo, sendo que a falha nesse procedimento pode comprometer toda a estrutura de uma laje. A figura 4 mostra o escoramento por meio de troncos de madeira: 17 Figura 4 - Disposição das escoras de madeira de modo uniforme Fonte: Brandalise (2015) Esse tipo de armação das escoras também é importante para a segurança dos trabalhadores, na medida em que o processo de formatação da estrutura para o despejo do concreto exige que nesse momento do processo tudo que esteja firma em relação ao piso. Evitando queda de matérias, o que além de trazer perigo para os trabalhadores, também tendo a comprometer o projeto, fazendo com que a estrutura tenha que ser desfeita e corrigida para dar prosseguimento a outros processos. Devem-se verificar os escoramentos das fôrmas, com a finalidade de que não haja alterações das dimensões e as devidas posições das fôrmas de acordo com o projeto afim permitirem o tráfego do pessoal e do equipamento necessário a operação de concretagem com segurança (WESSLING, 2015, p.10) Além disso, existem circunstâncias em que a laje será construída em desproporção ao piso que dará sustentação as escoras, ou seja, superfícies irregulares. Dessa forma, os profissionais precisarão fazer adaptações em relação ao tamanho das escoras, sendo que as mesmas poderão ter vários tamanhos, objetivando corrigir as eventuais irregularidades da superfície de sustentação. Para isso, podem utilizar as chamadas cunhas, como exposto na figura 5 18 Figura 5 - Cunhas para adaptação ao piso de sustentação Fonte: Brandalise (2015) É possível notar que as cunhas são de base maior do que a ponta das escoras, evitando que despejo desproporcional de peso entre as escoras, o que poderia gerar abalo na estrutura após o despejo do concreto. Após esse processo, é feita a colocação das armaduras. 3.2.2 Colocação das armaduras Nesse processo, é preciso que exista uma uniformidade na colocação das armaduras, para a amarração deve ser utilizado arame sem nenhum tipo de oxidação, sempre respeitando as distâncias necessárias entre as barras. Além disso, é preciso que as armaduras sejam cobertas, evitando exposição para o posterior momento da concretagem, como enfatizado: Armaduras principais e secundárias no interior da fôrma devem estar de acordo com as especificações de projeto, havendo amarração, utilizando arames e respeitando as distâncias das barras entre si e as faces internas das fôrmas. Também deve-se ter o cobrimento mínimo das armaduras com o auxílio de espaçadores, vulgarmente conhecidos como “caranguejos” e “cocadas” para evitar que a armadura seja exposta (SOUZA, 2008, p.11) Na seqüência, a figura 6 mostra armaduras colocadas de forma correta, com uniformização entre as barras, e espaçadores entre as formas 19 Figura 6 - Armadura com espaçadores Fonte: Brandalise (2015) As barras de aço não devem possuir emendas, segundo Souza (2008) todas devem ser cortadas de acordo com as dimensões da linha de seqüência, dando maior sustentação. 3.2.3 Colocação de caixas, eletrodutos e tubos Nesse processo, é muito importante que haja o pleno entendimento dos profissionais a respeito do projeto de construção, visto que as caixas e eletrodutos para passagem da fiação elétrica devem ser posicionadas de acordo com as disposições da planta do projeto, além disso, é necessário que existam passagens para a posterior execução da parte hidráulica do projeto. Como exposto na figura 7. 20 Figura 7- Eletrodutos e tubos Fonte:Wessling (2015) É importante também a verificação da qualidade e estado dos tubos corrugados utilizados, haja vista que se o material estiver com defeito, amassado ou rompido pode dificultar a passagem de cabos elétricos posteriormente, devido a entupimento. Este tipo de falha normalmente não pode ser corrigido após o término da laje, havendo a necessidade de medidas não previstas em projeto. 3.2.4 Lançamento do concreto Existem duas formas principais de se executar o lançamento de concreto em uma laje. Em construções menores, onde existe menos recursos disponíveis, é comum que o concreto utilizado seja batido à mão ou em betoneiras, o que pode facilitar a ocorrência de erros relativos a mistura dos materiais e uniformidade. Além disso, o tempo e as condições de secagem podem variar de modo mais recorrente, haja vista que o despejo será mais lento, e as condições climáticas também podem exercer grande influência no resultado final. Justamente por isso, Machado (2016) enfatiza que o concreto usinado, despejado por bomba em caminhão é a melhor opção se tratando de praticidade e 21 qualidade. A figura 8 mostra o despejo de concreto usinado e sua uniformização em uma obra: Figura 8- Despejo de concreto Fonte: Wessling (2015) Antes de iniciar o processo de concretagem, é importante que alguns fatores sejam atentamente conferidos, como a limpeza da superfície, que deve estar livre de poeira ou corpos estranhos a estrutura da laje, além disso, no momento de despejo do concreto, sempre deve ser observado se não houve nenhum tipo do movimento das armaduras, ou distanciamento das barras, indicando a possibilidade de eventuais falhas ou a possibilidade de fissuras na estrutura. 3.2.5 Acabamento do concreto De acordo com a NBR 14931/04 (ABNT, 2004) é importante que no momento da concretagem toda a superfície seja coberta de modo homogêneo. É necessário também que para o adensamento seja feito a utilização de vibradores, para que não existam pontos ocos, que podem diminuir a resistência da estrutura: o concreto deve ser lançado e adensado de modo que toda a armadura seja adequadamente envolvida na massa do concreto, ou seja, o cobrimento de todos os materiais da laje mantendo a homogeneidade do concreto. Para o adensamento é feito o uso de vibradores, para garantir a homogeneidade e redução do número de vazios permitindo que se 22 obtenha no mínimo a resistência mínima do concreto prevista em projeto (BASTOS, 2016, p.20) Todos os processos no momento da concretagem precisam ser feitos em intervalos de tempo regular,realizar a vibração do concreto de forma a homogeneizar este material, caso contrário, pode-se desenvolver vazios que tornam a estrutura mais vulnerável. 3.2.6 Cura do concreto Para um processo adequado de cura do concreto, o item 10.1 da NBR 14931/04(ABNT, 2004) fomenta que anteriormente ao endurecimento da pasta, deve ser ter o cuidado em relação a proteção do concreto contra elementos prejudiciais,entre estes: substâncias químicas, modificações repentinas de temperaturas, objetivando prevenir ocorrência de perda de água na região exposta, fazendo dessa forma que se crie uma superfície resistente e durável, além de evitar o aparecimento de fissuras ou dificultando o processo de aderência das armaduras ao concreto (BASTOS, 2016). Como exposto, é muito importante o cuidado em relação a perca de água no concreto durante o tempo de cura: Para ocorrer a reação química do concreto necessita da água presente no concreto para haver o endurecimento, e também parte dessa águase perde pela evaporação no ambiente, então é preciso garantir que não se perca essa água com o umedecimento da superfície para que a reação ocorra corretamente, assegurando a qualidade do concreto durante o período de cura, isso se garante mantendo uma lâmina d’água sobre a laje (BASTOS, 2016,p. 12) Respeitando todos esses fatores, é necessário esperar o tempo de cura do concreto que “é de pelo menos 7 dias, podendo ser estendido a até 28 dias, dependendo das condições locais” (BASTOS, 2016, p.13). Após, é o momento de retirar as formas e as escoras. 3.2.7 Retirada das fôrmas e escoramentos O ponto 10.2.2 da NBR 14931/04(ABNT, 2004) enfatiza que as fôrmas, assim como as escoras só podem ser retiradas de uma laje no momento em que o concreto já tiver adquirido capacidade suficiente para suportar o peso oriundo da 23 carga estrutural do projeto. A retirada antecipada desses apoios pode ocasionar severos abalos na estrutura da laje, como deformações, fissuras ou picos de elasticidade acima dos previstos em projeto. Não existe um padrão específico do tempo necessário para secagem, haja vista que as condições climáticas, espessura e outros fatores podem exercer influência significativa nesse tempo de secagem, Outro fator que deve ser levado em conta, é a questão da forma que as escoras serão retiradas, que devem ser feitas de forma gradual, sempre com análises dos profissionais verificando se não nenhum tipo de comportamento estranho da estrutura, que possa indicar algum tipo de abalo na armação. 3.3 VANTAGENS E DESVATANGENS DA LAJE DE CONCRETO ARMADO Existem diversos elementos que podem ser ressaltados para justificar a opção por uma laje de concreto armado. O processo relativamente simples de execução, e a boa capacidade de flexão são fatores relevantes. De acordo com Lopes (2012, p.9) existem diversos aspectos que devem ser ressaltados: Oferece funções de placa e membrana (chapa);Bom desempenho em relação à capacidade de redistribuição dos esforços;Apropriada a situações de singularidade estrutural (por exemplo: Um, dois ou três bordos livres);A existência de muitas vigas, por outro lado, forma muitos pórticos, que garantem uma boa rigidez à estrutura de contraventamento; Foi durante anos o sistema estrutural mais utilizado nas construções de concreto, por isso a mão de obra já é bastante treinada;Menos suscetível a fissuras e trincas, uma vez que, depois de seco, o concreto torna-se um monobloco que dilata e contrai de maneira uniforme (LOPES, 2012, p.9) Como supracitado, existem diversos fatores que fazem esse tipo de laje ser de forma recorrente opção nos mais variados tipos de edificações. Entretanto, existem elementos que elencam as desvantagens desse tipo de estrutura em determinadas circunstâncias: Elevado consumo de fôrmas, escoras, concreto e aço; Elevado peso próprio implicando em maiores reações nos apoios (vigas,pilares e fundações);Elevado consumo de mão de obra referente às atividades dos profissionais: carpinteiro, armador, pedreiro e servente;Grande capacidade de propagação de ruídos entre pavimentos;Limitação o quanto a sua aplicação a grandes vãos por conta da demanda de espessura média de concreto exigida para esta situação;Custo relativamente elevado; devido aos limites impostos, apresenta uma grande quantidade de vigas, fato esse que deixa a forma do pavimento 24 muito recortada, diminuindo a produtividade da construção; Tempo muito elevado para execução das fôrmas e da dês forma (LOPES, 2012, p.18) Ou seja, no momento da criação de um projeto, o profissional responsável deve levar em conta todos esses fatores, principalmente estes ligados ao tempo de execução e maior necessidade de mão de obra, que se colocados em comparação a outras opções de laje, em determinados tipos de edificação, podem ser mais vantajosos do que se optar por lajes de concreto armado. 25 4. PROCESSO PARA EXECUÇÃO DE LAJES PRÉ-MOLDADAS: VANTAGENS E APLICABILIDADE De acordo com Neroi (2014, p.10) a “laje pré-moldada de vigotas treliçadas é constituída por vigas pré-fabricadas de concreto armado, nas quais se apoiam elementos de material leve”. Por cima das vigas pré-fabricadas são colocados materiais de pouco peso, onde posteriormente é colocada a camada de concreto. Diversos aspectos são relevantes para ressaltar a aplicabilidade desse tipo de laje em edificações: Os sistemas estruturais baseados em lajes pré-fabricadas tendem principalmente minimizar o uso de fôrmas de madeira na obra, pois suas vantagens são: diminuição da mão de obra, melhor sistema de vibração das peças, rapidez na montagem, redução das perdas de concreto, racionalização do uso da armadura, melhor compatibilização e soluções construtivas de projeto, redução no ciclo dos pavimentos e conseqüentemente uma maior segurança no canteiro de obra (NEROI, 2014, p.11) Porém, sempre deve ser levada em consideração a especificidade de cada projeto para a escolha do tipo de laje mais indicado, verificando o custo e benefícios das opções disponíveis. 4.1 EXECUÇÕES DE LAJES PRÉ-MOLDADAS Antes de discorrer de modo mais aprofundado sobre os processos para a execução de uma laje pré-moldada, é importante trazer uma definição do que pode ser considerado de fabricação prévia: A norma NBR 14859-1 (2002) no item 3.1 define vigotas pré-fabricadas como elementos estruturais constituídos por concreto estrutural, executadas industrialmente ou no próprio canteiro de obra, mas fora do local definitivo de utilização, sob rigorosas condições de controle de qualidade. Parcialmente ou totalmente envolvida pelo concreto estrutural encontra-se a armadura que irá constituir a armadura inferior de tração da laje, integrando parcialmente a seção de concreto da nervura longitudinal (REIS, 2012, p.1) Esse tipo de laje pode ser aplicado em diversos tipos de construções, desde prédios comerciais, residências, áreas de grande ou pequena extensão. A partir disso, cabe discorrer na seqüência os processos para a execução desse tipo de estrutura (REIS, 2012) 26 4.1.1 Execução da laje de vigotas pré-fabricadas treliçadas O processo de fabricação de lajes pré-fabricadas treliçadas ocorre a partir de normas expressas pela NBR 14931/04 (ABNT, 2004) e tem como um dos pontos centrais de benefício em relação a laje de concreto armado, o tempo de execução. As vigotas treliçadas, por já virem secas e em formas regulares, ocasionam um grande ganho de tempo para execução em relação as lajes de concreto armado. A figura 9 mostra alguns exemplos de vigotas treliçadas: Figuras 9– Vigotas pré-fabricadas treliçadas Fonte: Brandalise (2015) A partir disso, as próximas sessões deste trabalho irão abordar, de forma aprofundada, cada etapa da execução de uma laje pré-moldada. 4.1.2 Fabricação das vigotas Essas treliças são fabricadas em indústrias especificas de trabalho com artefatos de concreto. São feitas a partir de formas metálicas, onde as treliças de metálicas são colocadas nestas formas, e posteriormente é despejado o concreto. Dois pontos são relevantes nessa fabricação, o primeiro é que o tempo de secagem é definido a partir de normas técnicas, e a espessura e tamanho das vigotas podem ser definidos exatamente de acordo com a demanda do projeto (LOPES, 2012) 27 4.1.3 Transporte e armazenamento De acordo com Lopes (2012) as vigotas após atingirem a resistência mínima para a desforma é retirada da forma e armazenada. Após a cura as vigotas podem ser transportadas até a obra para serem armazenadas in loco ou serem instaladas. 4.1.4 Escoramento das vigotas A etapa de instalação e escoramento das vigotas consiste em dispor tais elementos a os vãos compatíveis com suas dimensões, podendo escorá-las posteriormente e nivelando a laje, deixando as contra-flechas exigidas pelo fabricantedas treliças, disponíveis em catálogos. A distância entre vigotas é igual à largura do preenchimento de EPS ou das tavelas que serão utilizadas, (LOPES, 2012) O escoramento nesse tipo de laje costuma ser mais simples do que no caso das lajes de concreto armado, haja vista que as vigotas permitem maior adaptação de nivelamento com a superfície. O espaçamento entre as escoras varia, mas o ideal é que não ultrapassem os 30 cm de distância de uma escora para outra (LOPES, 2012) Além disso, é preciso que as escoras sejam colocadas de forma homogênea, onde todos os espaços sejam escorados, para que a carga de peso oriunda do concreto seja dispersa por toda a laje, evitando o aparecimento de fissuras ou irregularidades na laje (LIMA, 2015) Em casos de superfícies de apoio irregulares, é possível a utilização de cunhas para o escoramento. O despejo do concreto só pode ser feito após a garantia de uma adequada estrutura de escoras, haja vista que vulnerabilidade nesse momento da execução pode resultar na perca de todo o trabalho desenvolvimento, em casos mais extremos ocasionando desabamento de toda a estrutura (LIMA, 2015) A figura 10 mostra o início do processo de escoramento de uma laje a partir de vigotas treliçadas: 28 Figura 10- Escoramento de laje com escoras metálicas Fonte: Brandalise (2015) O escoramento pode ser feito de duas formas, com a utilização de escoras de madeira ou com escoras metálicas. No caso da figura acima, o profissional optou pela utilização de escoras metálicas e reguláveis, estas apresentam vantagens em relação as escoras simples de madeira, já que são mais facilmente adaptáveis a superfície de sustentação. 4.1.5 Preenchimento Após a disposição e escoramento das vigotas treliçadas, com o devido espaçamento entre as mesmas, é feito o processo de preenchimento. Dois tipos de materiais são os mais utilizados, as cerâmicas de barro, ou as placas de isopor. A primeira apresenta maior resistência, porém, eleva de forma significativa a carga em cima da laje. Para cada projeto deve ser levado em conta o tipo de estrutura para a definição da melhor opção a ser utilizada. 4.1.6 Guias de acabamento 29 Após a colocação de todas as vigotas treliçadas, escoramento e colocação das cerâmicas, é preciso posicionar a armadura em cima da estrutura. Essa armadura deve ter espaçamento uniforme, ser amarrada com arame não oxidado, de modo que não exista possibilidade das tiras de ferro se movimentar no momento do despejo do concreto. A figura 11 exemplifica uma estrutura de armadura amarrada: Figura 11- Malha de ferro amarrada Fonte: Brandalise (2015) No caso da figura anterior, toda a malha de ferro já está finalizada, sendo possível perceber a simetria e a uniformidade em relação ao espaçamento das tiras de ferro 4.1.7 Instalação das esperas As esperas podem ser também colocadas já no início da formatação da estrutura da laje, porém é mais comum ser feita depois da colocação da armadura (REIS, 2012). Sendo que as bordas, normalmente de madeira, possuem função de não permitir que o concreto vaze pelas laterais da laje, precisam ser fixadas de modo preciso, haja vista que qualquer movimentação no momento do despejo do 30 concreto pode resultar no abalo de toda a estrutura, além da perca da pasta com o derramamento. A figura 12 mostra uma laje já com as esperas prontas para o derramamento do concreto: Figura 12- Esperas instaladas Fonte: Brandalise (2015) As esperas devem ser retiradas somente após o tempo total de cura do concreto. Devendo ser removidas juntamente com as escoras, evitando movimentações capazes de gerar fissuras na laje, 4.1.8 Lançamento do concreto e cura do concreto É importante que no decorrer do despejo do concreto na laje, os profissionais já realizem a distribuição e uniformização do concreto sobre a laje, pois a demora nesse processo pode dificultar esse processo. Ou seja, não se deve esperar o despejo de todo o concreto para somente após fazer a distribuição de forma linear. A figura 13 traz esse exemplo, de profissionais já regularizando o concreto no decorrer do processo de despejo: 31 Figura 13- Regularização do concreto durante o despejo Fonte: Brandalise (2015) Outro fator importante para a garantia da fixação e resistência do concreto, é que durante o processo de secagem, principalmente nos sete primeiros dias, é necessário que seja jogado água na superfície da laje, com o intuito de que não haja perca de umidade da pasta durante a secagem. 4.1.9 Remoção das escoras A remoção deve ser feita somente após o tempo correto de cura do concreto, onde a pasta já esteja completamente seca, capaz de garantir a sustentação da estrutura e a carga recorrente de todo o material da laje. É importante também que as escoras sejam retiradas de forma gradual, sempre com a constante verificação se não há nenhum tipo de dano no decorrer da retirada das escoras. 4.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS LAJES PRÉ-MOLDADAS Existem diversos fatores que podem ser ressaltados para justificar as vantagens da utilização das lajes pré-moldadas em edificações diversas. Segundo Brumatti (2014) cabe citar os seguintes aspectos: 32 O mercado oferece uma série de alternativas para execução de lajes pré- fabricadas. Os elementos pré-moldados empregados na laje apresentam boa capacidade, portanto no momento da moldagem do restante da laje, reduzindo assim a quantidade de fôrmas e escoramentos em relação ao sistema convencional. (BRUMATTI, 2014, p.11) São várias as vantagens desse tipo de aplicação. As principais desvantagens consistem em: “as lajes pré-fabricadas, treliçadas, tem como desvantagem a baixa produtividade e a utilização intensiva de mão de obra. O trabalho de armação é demorado e há dificuldade de concretagem” (BRUMATTI, 2014, p.12). Ou seja, em cada projeto deve ser feita a verificação das vantagens e desvantagens para a escolha da opção mais correta para cada edificação. 33 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS A construção civil é um setor que dispõe de inúmeras alternativas, cabe aos profissionais do setor sempre buscar as melhores alternativas para cada projeto. O mesmo ocorre com as lajes, que tem a função de distribuir os esforços das cargas dos projetos entre as vigas e pilares da construção, tornando os projetos mais seguros, e contribuindo, inclusive, para a melhoria estética Na conjuntura das lajes, existe no Brasil uma grande tendência de utilização de dois principais tipos: a laje de concreto armado, e as pré-moldadas. Enquanto a primeira tem como principal característica a versatilidade e adaptação a diferentes contextos arquitetônicos, as lajes pré-moldadas contribuem para acelerar as obras, devido a sua praticidade, além da economia de custos com mão de obra. A segunda opção de laje maciça é muito recorrente no cenário da construção civil no Brasil, devido a sua relativa simplicidade de execução e maior facilidade para encontro de mão de obra para a realização. Nos casos das construções com elevado número de andares, acaba sendo muito viável, principalmente pela reutilização das fôrmas, quando em vários andares existe o mesmo modelo de projeto. No estudo, se percebeu que as lajes pré-moldadas têm como vantagem acelerar os processos construtivos e preço mais baixo em comparação as lajes de concreto armado, que por sua vez, tem como vantagem a capacidade de se adaptar melhor a diferentes tipos de projetos e apresentar elevada resistência se construída de acordo com os parâmetros técnicos necessários. 34 REFERÊNCIAS ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14931: Execução de estruturas de concreto – procedimentos. Rio de janeiro: ABNT, 2004. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR7190:Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro. ABNT, 1985 ARAÚJO, Roberto. Manual do construtor: para engenheiros, mestres de obras e profissionais de construção em geral. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia de São Carlos – USP. São Carlos, 2003 BASTOS C. O concreto no Brasil: pré-fabricação, monumentos, fundações. Volume III. São Paulo: Studio Nobel, 2016. BASTOS, Paulo Sérgio do Santos. Lajes de concreto. Departamento de Engenharia Civil da Universidade Estadual Paulista, 1ª edição, Bauru, 2015. Disponível em: <http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Lajes.pdf > Acesso em: 02 de março de 2020 BRANDALISE, Guilherme M. Estudo comparativo de custo entre laje maciça simples e laje de vigotas pré-fabricadas treliçadas em edifícios de até quatro pavimentos no município de Pato Branco, Paraná, Brasil. 2015. 102 páginas. Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Civil - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Pato Branco, 2015. BRUMATTI, Dioni O. Uso de pré-moldados - Estudo e viabilidade. Monografia. Vitória: Universidade Federal de Minas Gerais, 2008. LIMA, R. P. As diferentes tendências da Construção Civil: uma análise técnica. Linear, São Paulo, 2015 LOPES, André F. O. Estudo técnico comparativo entre lajes maciças e nervuradas com diferentes tipos de materiais de enchimento. Tese de TCC. Universidade Federal de Pernambuco. Caruaru, 2012. MACHADO. P. L. Estudo comparativo entre diferentes tipos de lajes. Linear, São Paulo, nº1, vol.1, 2016 35 WESSLING, Luan Ives. Diferentes tipos de laje. Editora EdufSCar, São Carlos, 2015 NEROI, V. C. Otimização de componentes de concreto pré-moldado protendidos mediante algoritmos genéticos. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, 2014 PINHEIRO, Libanio M. Fundamentos do concreto e projetos de edifícios. Escola de Engenharia de São Carlos. Departamento de Engenharia de Estruturas. Universidade de São Carlos. São Carlos, 2015 REIS, Arnold. Manual de sistemas pré-fabricados de concreto. Tradução por Marcelo de Araújo Ferreira. São Paulo: ABCIC, 2012 SOUZA, Vicente C. M. Lajes em concreto armado e protendido. 2ª Edição. Niterói: EDUFF, 2008
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