LAJES DE CONCRETO TIPOS, APLICAÇÕES E VANTAGENS

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1 ANDRE LUIZ SIRIA MANGUEIRA DINIZ ANDRE PEREIRA SOUZA DOS SANTOS DANIEL DANTAS ARAUJO DE ANDRADE JULIANA CARVALHO DA SILVEIRA PAULA MARTINS ALVARES LAJES DE CONCRETO TIPOS, APLICAÇÕES E VANTAGENS SÃO PAULO 2013

2 2 ANDRE LUIZ SIRIA MANGUEIRA DINIZ ANDRE PEREIRA SOUZA DOS SANTOS DANIEL DANTAS ARAUJO DE ANDRADE JULIANA CARVALHO DA SILVEIRA PAULA MARTINS ALVARES LAJES DE CONCRETO TIPOS, APLICAÇÕES E VANTAGENS. Orientador: Prof. Me. Fernando José Relvas Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi SÃO PAULO 2013

3 3 ANDRE LUIZ SIRIA MANGUEIRA DINIZ ANDRE PEREIRA SOUZA DOS SANTOS DANIEL DANTAS ARAUJO DE ANDRADE JULIANA CARVALHO DA SILVEIRA PAULA MARTINS ALVARES LAJES DE CONCRETO TIPOS, APLICAÇÕES E VANTAGENS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi Trabalho em: de de Profº. Me. Fernando José Relvas Nome do professor da banca Comentários:

4 4 Dedicamos a todos que acreditaram que um dia poderíamos chegar mais longe... Valeu a Pena!

5 5 AGRADECIMENTOS Agradecemos primeiramente, a Deus que nos deu força e sabedoria para concluir esta jornada importante na vida de cada um. Em seguida, aos nossos familiares e amigos pelo apoio e pela compreensão nos momentos de nossa ausência durante toda atividade acadêmica. Agradecemos imensamente ao Professor Me. Fernando José Relvas pelas orientações e atenção dispensada no desenvolvimento deste trabalho, as quais foram de importância significativa para o desenvolvimento e a conclusão do mesmo. Ao nosso amigo Marcelo Vargas, que muito contribuiu com seus conhecimentos, nos aconselhando de forma prática e objetiva no aprimoramento desta pesquisa. Ao escritório Mário Savioli pela ajuda e apoio dispensados no estudo de caso. A Prof.ª Cleide Alves pela disponibilidade em nos auxiliar na revisão textual. A todos de certa forma que contribuíram para a elaboração deste trabalho.

6 6 RESUMO Este trabalho visa apresentar três tipos de lajes de concreto armado: maciça, nervurada e alveolar, assim como suas aplicações e vantagens. Far-se-á um breve detalhamento de suas características construtivas, dos materiais empregados, do comportamento estrutural. Será apresentada uma análise da aplicação das lajes maciça, nervurada e alveolar em obras distintas, no intuito de mostrar as características nas diferentes aplicações, de modo a ressaltar as vantagens e desvantagens de cada método construtivo. Além disso, este trabalho visa orientar estudantes de engenharia civil a conhecer os três tipos de lajes de concreto armado entre as diversas opções encontradas atualmente. Palavras Chave: Laje maciça, laje nervurada, laje alveolar, laje de concreto armado

7 7 ABSTRACT This final paper shows the characteristics, difference in behavior and advantages for three types of reinforced concrete slabs: Solid, ribbed and alveolar, and also brief details how slabs are built and their materials. This will present an analysis of massive slabs application, ribbed and alveolar in different constructions, in order to show the characteristics in different applications and highlight the advantages and disadvantages of each construction method. Furthermore, this work aims to guide civil engineering students to know the three types of reinforced concrete slabs between the various options currently found. Keywords: massiveslab, ribbed slab, alveolar slab, reinforced concrete slab

8 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Barco de Lambot em Figura 2 Construção da Ponte na Rua Senador Feijó em Santos - SP Figura 3 Ponte na Av. Pereira Rebouças sobre o Ribeirão dos Machados Santos - SP Figura 4 Representação de uma laje: Figura 5 Diagrama dos momentos fletor (M) e esforço cortante (V) Figura 6 Laje Isolada: Figura 7 Diagrama dos momentos fletor (M) Figura 8 Diagrama dos momentos fletor em lajes Figura 9 Disposição das armaduras positivas e negativas Figura 10 Seção Transversal do Painel Alveolar Figura 11 Pista de extrusão de painel alveolar Figura 12 Junta entre placas de lajes alveolares Figura 13 Espessura do capeamento Figura 14 Distâncias mínimas para montagem das armaduras Figura 15 Armazenamento das placas protendidas Figura 16 Montagem laje alveolar Figura 17 Capacidade de atingir maiores vãos Figura 18 Vigota de concreto armado Figura 19 Vigotas de concreto protendido Figura 20 Vigotas treliçadas Figura 21 Dimensões dos elementos de enchimento Figura 22 Blocos de cerâmica em laje treliçada Figura 23 Laje nervurada com blocos de concreto celular Figura 24 Esquema de montagem da placa de EPS em lajes nervuradas treliçadas Figura 25 Laje Nervurada armada com blocos de plástico Figura 26 Comportamento de laje como diafragma Figura 27 Diagrama de momento fletor Figura 28 Perspectiva da fachada frente e verso do empreendimento Home Boutique... 60

9 9 Figura 29 Planta de implantação do Empreendimento Home Boutique Figura 30 Torres metálicas de e garfos de suporte de viga longarinas Figura 31 Barroteamento das escoras e montagem dos painéis de madeira Figura 32 Painéis de madeira montados e travados nas vigas longarinas Figura 33 Detalhe em projeto sobre os espaçadores treliçados e determinação da altura de uso Figura 34 Laje com armação negativa próxima aos apoios da laje (vigas) Figura 35 Especificações do concreto descrito em projeto Figura 36 Ensaio do abatimento do concreto Figura 37 Equipamento de nível laser Figura 38 Conferencia dos níveis com régua bolha Figura 39 Lançamento do concreto com bomba-lança Figura 40 Sarrafeamento da laje com régua de alumínio Figura 41 Plano de reescoramento da laje Figura 42 Cimbramento total X Cimbramento parcial (permanentes) Figura 43 Perspectiva da fachada Figura 44 Formas de Polipropileno fixadas dos trilhos Figura 45 Formas de Polipropileno Figura 46 Aplicação das formas de polipropileno antes da concretagem Figura 47 Detalhe da aplicação das formas de polipropileno Figura 48 Detalhe do caranguejo metálico Figura 49 Concretagem da laje Figura 50 Cimbramento e reescoramento Figura 51 Escoras permanentes após a retirada da formas Figura 52 Acabamento inferior da laje após a desforma Figura 53 Projeção Arquitetônica Figura 54 Posicionamento dos painéis com guincho Figura 55 Detalhamento do apoio Figura 56 Painéis de lajes sem escoramentos, apoiadas apenas nas extremidades Figura 57 Detalhamento de vigas com arranques para posterior ancoragem da armadura negativa Figura 58 Detalhamento das malhas de distribuição Figura 59 Conclusão (melhorar)... 89

10 10 LISTA DE TABELAS Tabela 5.1 Respectivas espessuras: Tabela 5.8 Dimensões padronizadas dos elementos de enchimento Tabela 5.9: Tolerâncias dimensionais para os elementos de enchimento... 49

11 11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT - Associação brasileira de Normas Técnicas ABRAPEX Associação Brasileira de Poliestireno Expandido CCA Concreto Celular Autoclavado EPS Poliestireno Expandido NBR - Normas Brasileiras PET Politereftalato de Etileno PVC Policloreto de Polivinila

12 12 LISTA DE SÍMBOLOS in loco No local. a.c Antes de Cristo a/c Relação água cimento. ah - Encaixe horizontal av - Encaixe vertical be - Largura do elemento de enchimento C Comprimento cm Centímetro. cm² - Centímetros quadrados. D Distância entre as camadas da armadura. D.E. C Diagrama de Esforço Cortante. D.M. F Diagrama de Momento Fletor. e Espessura FCK - Resistência característica de tensão do concreto. G Giga é um prefixo do sistema internacional de unidades que denota um fator de 10 9, ou h Altura He - Altura do elemento de enchimento I Momento de inércia. kgf Quilograma força. kn Quilo Newton unidade de medida de força no Sistema Internacional. l Distância entre vãos m Metro. m² Metros quadrados. m³ Metros cúbicos. mm Milímetro. Mneg Momento negativo. Mpos Momento positivo. Mx - Esforço de Momento fletor positivo no eixo x My - Esforço de Momento fletor positivo no eixo y p Peso aplicado

13 13 Pa - Unidade padrão de tensão no sistema internacional. q Carga concentrada total atuante qx Parcela de peso próprio e carga acidental que atua no eixo x e usado para momento negativo qy Parcela de peso próprio e carga acidental que atua no eixo y e usado para momento negativo V Esforço de cortante v1, v2, v3, v4 Coeficientes para cálculo de reações nas vigas. x Representação de eixo do plano cartesiano Xx Esforço de Momento fletor negativo no eixo x Xy Esforço de Momento fletor positivo no eixo x y Representação de eixo do plano cartesiano z Representação de eixo do plano cartesiano λ Relação entre as distâncias ly/lx ω Coeficiente para cálculo de flecha da laje no meio do vão.

14 14 SUMÁRIO p. 1. INTRODUÇÃO Objetivo Objetivo Geral Objetivo Específico Justificativas Abrangência MÉTODO DE TRABALHO MATERIAIS E FERRAMENTAS HISTORICO DAS LAJES O Desenvolvimento Do Concreto Armado O Surgimento No Brasil LAJES Laje Maciça Constituição da Laje maciça Isolada Conjugada Comportamento estrutural Lajes armadas em uma só direção Lajes armadas em duas direções Vantagens e Desvantagens... 35

15 Laje alveolar Comportamento estrutural Transporte e Armazenamento Vantagens e Desvantagens Laje nervurada Tipos de lajes nervuradas Lajes com nervuras pré-moldadas Lajes com nervuras moldadas no local Materiais de enchimentos Blocos de cerâmica Blocos de Concreto Celular Auto Clavado Blocos de EPS Poliestireno expandido Blocos com forma plástica Comportamento estrutural Vantagens e desvantagens ESTUDO DE CASO Cimbramento e formas Armação Concretagem Desforma e reescorameto Materiais... 70

16 Equipamentos Dados da obra da laje nervurada Cimbramento e formas Armação Concretagem Desforma e reescoramento Materiais Equipamentos Laje Alveolar Método Construtivo Armação Concretagem Materiais Equipamentos CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA... 90

17 17 1. INTRODUÇÃO As lajes são estruturas planas, com duas dimensões predominantes, largura e comprimento, maiores que sua espessura, responsáveis por transmitir cargas perpendiculares ao seu plano, para os apoios ou diretamente para os pilares no caso de lajes sem vigas. Geralmente as lajes são retangulares, mas podem apresentar formas trapezoidais, triangulares, circulares, etc. Encontramos estes elementos abundantemente na construção civil, em edifícios residenciais, comerciais e industriais. Existem vários sistemas construtivos para as lajes com ampla aceitação no mercado. Cada tipo de laje é utilizado de acordo com a necessidade da construção. Frente a esta situação, antes de se definir o projeto, é necessário conhecer cada tipo de laje existente no mercado e as suas aplicações, de forma a se optar pela que melhor atende a realidade do projeto Objetivo A escolha deste tema abrange a apresentação de três diferentes tipos de lajes maciça, nervurada e alveolar a fim de analisar suas técnicas construtivas, suas aplicações e vantagens Objetivo Geral O objetivo geral deste estudo é e analisar os tipos de lajes, suas aplicações e suas respectivas vantagens na construção civil, além de expor de forma mais detalhada os métodos construtivos e aplicações das lajes alveolares, maciças e nervuradas, além de enriquecer o conhecimento acadêmico, utilizando-se de ferramentas de pesquisas tais como bibliotecas, artigos, visita em obra.

18 Objetivo Específico O objetivo específico é identificar as principais características dos sistemas construtivos de lajes amplamente utilizadas atualmente na construção civil, que são as lajes maciças, nervuradas e alveolares, e apresentar o seu comportamento estrutural, os materiais utilizados, as principais aplicações e suas vantagens, além dos seus métodos construtivos. 1.2 Justificativas A crescente evolução na construção civil, principalmente nos últimos anos, direcionou o mercado a adotar novas técnicas construtivas, aplicações de materiais a fim de melhorar o desempenho, a velocidade e qualidade das construções, reduzindo de forma significativa o tempo de construção e gastos com a sua execução. Tal avanço reduziu os volumes dos materiais utilizados nas peças de concreto armado e possibilitou aumento dos vãos, proporcionando estruturas cada vez mais resistentes e robustas comparadas com as do passado. Em virtude da quantidade de informações sobre o assunto em foco, percebe-se a falta de dados consistentes para estudantes de engenharia civil, dificultando-lhes uma tomada de decisão pelo melhor método a ser adotado em uma determinada obra estrutural. Nesse sentido, desenvolve-se neste trabalho uma análise de cada tipo de laje de concreto e suas devidas aplicações, vantagens, desvantagens. 1.3 Abrangência O trabalho abrange a analise dos sistemas construtivos de tipos de lajes maciça, alveolar e nervurada nos seguintes itens:

19 19 Geral: Aplicação dos diferentes tipos de lajes; Características de cada tipo; Tipos específicos: Escoramento; Cura; Espessuras mínimas; Vãos possíveis a serem adotados; Materiais; Tipos de ensaios tecnológicos; Vantagens e desvantagens; Este trabalho não abrange: Mão-de-obra; Custo; Patologia; Cálculos;

20 20 2. MÉTODO DE TRABALHO Este trabalho apresenta um estudo sistematizado amparado por uma bibliografia constituída por fontes de renome, sites e revistas especializadas, monografias e artigos científicos a respeito das aplicações, vantagens e desvantagens dos tipos de lajes maciça, alveolar e nervurada. Com as informações obtidas será possível avaliar o comportamento de cada laje, suas aplicações, métodos e técnicas executivas aprimorando o conhecimento técnico. As visitas técnicas corroboraram com a pesquisa para acompanhamento dos métodos construtivos atuais utilizados na construção civil, com destaque para as lajes maciças, nervuradas e alveolares, abordando o processo de construção de um pavimento tipo: forma, escoramento, desforma, etc. Alguns recursos são apresentados no decorrer deste trabalho proporcionando melhor esclarecimento sobre assunto como, relatórios fotográficos, entrevistas técnicas, apontamentos e boletins informativos. Visando o melhor entendimento, será apresentado um relatório fotográfico demonstrando cada detalhe estudado.

21 21 3. MATERIAIS E FERRAMENTAS Para o desenvolvimento do trabalho foram realizadas pesquisas em sites da Internet, revistas, artigos e pesquisa bibliográfica. Também foram realizadas visitas em obras, onde foram consultados projetos, plantas, croquis, além de consulta aos profissionais da área.

22 22 4. HISTORICO DAS LAJES Nos primórdios da construção civil foram utilizados materiais como madeira e pedra natural, por serem facilmente encontrados na natureza. Tais materiais possuem características diferentes, a pedra, apresenta qualidades de resistência e durabilidade bastante elevadas, porém apresenta baixa resistência à tração, já a madeira tem razoável resistência, porém sua durabilidade tem limitações. Assim como da pedra e da madeira, encontram-se registros da utilização de ferro proveniente de meteoritos, por volta de quatro milênios a.c. Mas somente após a revolução industrial, sua utilização passou a ganhar força e nos finais do século XVIII e início do século XIX empregou-se amplamente o ferro como elemento estrutural em pontes, edifícios e outros (Bastos, 2013). Com a necessidade da construção de estruturas cada vez mais robustas e com maiores vãos, o homem foi obrigado a encontrar uma forma de aliar a durabilidade da pedra com a resistência do aço. Tal solução foi encontrada no concreto armado (aço + concreto), que por sua composição, passou a assumir qualquer forma, com rapidez e facilidade, e com o envolvimento do aço pelo concreto, os efeitos de sua corrosão diminuíram significativamente, aumentado sua durabilidade. Os antigos Romanos se destacaram pelo emprego de concretos e argamassas, porém sem o uso do aço. Para resolver a ausência do material, adotavam estruturas com grandes vãos em formas de abóbadas, cúpulas e arcos. A construção de tais estruturas foi possível devido à combinação de concreto da época com tijolos de argila, pedra, entre outros materiais naturais (Bastos, 2013). Com o início da utilização de concreto armado, as estruturas passaram a resistir tanto às tensões de tração, devido ao aço, quanto às de compressão devido ao uso do concreto. Com este ganho de resistência, os projetos de elementos estruturais, puderam ser readequados, e podem ser construídos com menor seção, vencendo vãos significativamente maiores. O emprego do concreto armado é encontrado em

23 23 diversos tipos de elementos na construção, principalmente em elementos estruturais como vigas, pilares e lajes O Desenvolvimento Do Concreto Armado O primeiro registro de utilização do concreto armado foi a construção de um barco por Lambot em 1849 (Figura 1). O barco foi constituído com telas de finos fios de ferro e preenchido com argamassa. Estas embarcações apresentavam estrutura funcional, porém não obteve aceitação comercial. Figura 1 Barco de Lambot em Fonte: Werle (2013) Em 1854 o então fabricante de gesso e argamassa, William Boutland Wilkinson ( ) patenteou o sistema de lajes em concreto armado.

24 24 Classificaram tal patente como melhorias na construção à prova de fogo em moradias, armazéns e outros edifícios. Oficialmente este é o registro mais antigo sobre a utilização de concreto armado (Vasconcelos, 2013). Logo após, em 1861, Mounier, horticultor e comerciante de plantas ornamentais, fabricou inicialmente uma grande quantidade de vasos para flores composto de argamassa de cimento e armadura de arame, construiu também pequenos reservatórios de até 200 m³ e uma ponte com um vão de 16,5 m. Deu-se o início da utilização do Cimento Armado, mas só em 1920 adotou-se a nomenclatura de Concreto Armado, que é utilizada atualmente. O responsável pelo maior desenvolvimento do concreto foi o alemão Gustavo Adolpho Wayss, que em 1875 comprou as patentes de Mounier, desenvolvendo material mais completo, e novas teorias todas elas baseadas em ensaios e experiências. O engenheiro alemão Emil Mörsch, professor da Universidade de Stuttgart (Alemanha), em 1902, publicou a primeira teoria de concreto armado, que consistia no dimensionamento das peças, originando as primeiras normativas de cálculo e construção em concreto armado. A treliça clássica de Mörsch, há mais de 100 anos é um exemplo de uma das maiores contribuições deste engenheiro, muito aceita e utilizada nos dias atuais em estruturas de concreto armado (BASTOS, 2013). O americano Hyatt, em 1950 por meio de vários estudos e ensaios, enxergou o trabalho da armadura numa estrutura de concreto, porém tais estudos não tiveram repercussão satisfatória, por falta de publicações. O francês Penei que foi o primeiro a aprimorar os estudos de Hyatt, pois notou ser necessária a disposição de outras armaduras para auxílio nos esforços à tração, como proposto inicialmente por Hyatt. Penei também foi o primeiro a utilizar estribos com a finalidade de conter as tensões provenientes da força cortante, e criou as vigas T.

25 O Surgimento No Brasil As primeiras construções realizadas pelos colonizadores chegaram ao Brasil como simples abrigos cobertos de palha. Tais construções, que por sua simplicidade não mereciam receber o nome de obras de engenharia, serviram como moradia, capelas, armazéns, etc. As primeiras obras de defesa (muros e fortes) eram muito primitivas, consistindo simplesmente em paliçadas de troncos justapostos de árvores, em grande abundância na época. Em 1549, deu-se o início da história da engenharia e arquitetura no Brasil, com a fundação da cidade de Salvador e do Governo Geral por Thomé de Souza. No entanto, pouco se sabe sobre o efetivo do uso do concreto armado no Brasil. Os primeiros registros de utilização de concreto armado é a construção de casas (sobrados) em Copacabana no Rio de Janeiro, em Em 1909, a construção da ponte na Rua Senador Feijó, em Santos com vão de 5,4m (Foto 2). Nos anos de 1907/1908, em São Paulo, foi construído o primeiro edifício, que é um dos mais antigos do Brasil em cimento armado, com três pavimentos (BASTOS, 2013).

26 26 Figura 2 Construção da Ponte na Rua Senador Feijó em Santos - SP. Fonte: Novo Milênio (2013) Em 1910 na cidade de Socorro, na Av. Pereira Rebouças sobre o Ribeirão dos Machados (Foto 3) foi construída a ponte de concreto armado com 28 metros de comprimento, pela Companhia Mogyiana de Estradas de Ferro para facilitar o acesso a estação ferroviária. Esta ponte existe até hoje em ótimo estado de conservação (Iansen, 2013).

27 27 Figura 3 Ponte na Av. Pereira Rebouças sobre o Ribeirão dos Machados Santos - SP. Fonte: Iansen (2013) Em 1924, o engenheiro Emilio Baumgart foi o pioneiro no Brasil na elaboração de cálculo estrutural.

28 28 5. LAJES As lajes são placas estruturais laminares com a superfície plana, com solicitações de forças predominantes perpendiculares ao seu plano. As resistência às cargas concentradas, a resistência ao fogo, a transmissão de esforços horizontais de vento, a resistência à flexão e o isolamento acústico são características que favorecem o sistema estrutural das lajes. De um modo geral, as lajes são os elementos da estrutura que recebem a maior parte de ações diretamente aplicadas, ou seja, cargas variáveis e invariáveis. Essas ações são transferidas para as vigas de bordo, e em seguida para os pilares que as sustentam. Elas podem ser realizadas por pessoas, móveis, pisos, paredes e os mais variados tipos de cargas existentes. Alguns tipos mais comuns de lajes são moldados no local, pré-moldadas ou mistas Laje Maciça Lajes maciças são aquelas em que toda a sua espessura é constituída de concreto, cujas armaduras longitudinais são imprescindíveis na contenção dos esforços de flexão e armaduras transversais. (Bastos, 2005). São elementos em planos bidirecionais, segundo Bastos (2005), em que duas dimensões, largura e comprimento se encontram no mesmo plano. Diferente da espessura que se encontra em um plano perpendicular ao plano médio (Figura 4).

29 29 Figura 4 Representação de uma laje: Fonte: Ingtekch (2013) As lajes maciças são os primeiros elementos estruturais que recebem e sustentam as cargas verticais acidentais que ocorrem na estrutura, com uma espessura que normalmente varia entre 5 a 12 cm, podendo atingir em alguns casos em até 1,0 m de espessura Constituição da Laje maciça As lajes maciças são constituídas basicamente de concreto e aço. O concreto é uma mistura altamente resistente de cimento, areia e brita, que ao endurecer apresenta alta resistência à compressão, e possibilita dar forma geométrica variada às peças. A armadura por sua vez apresenta a função de equilibrar as forças e as reações na estrutura, podendo ser posicionada em uma ou duas direções (eixos x e y) dependendo especificamente das condições geométricas e do contorno da peça. Essa união entre o concreto e aço é denominada de concreto armado, que ao atingir o endurecimento total (cura) com as barras de aço, corretamente distribuídas em seu interior, forma uma verdadeira rocha plana artificial. A armação encontra-se sobre toda a laje sendo considerado como ponto critico as regiões próximas ao meio do vão. Além disso, é inserida próxima à face inferior da

30 30 laje, respeitando os cobrimentos mínimos especificados pela NBR6118 (ABNT 2003), para resistir aos esforços de momento fletor positivo (Figura 5). A armação de contorno, que não necessita de cálculo, tem a função de evitar trincas nas ligações entre vigas e lajes, face ao fato de a viga não ter condições estruturais para evitar a deformação da laje. Figura 5 Diagrama dos momentos fletor (M) e esforço cortante (V). Fonte: AUTOQI (2013) As lajes maciças são encontradas abundantemente em edificações com múltiplos pavimentos, como também nas construções de escolas, indústrias, hospitais, etc. De forma geral não são aplicadas em construções residenciais e outras construções de pequeno porte, pois nesses tipos de edificações as lajes préfabricadas apresentam vantagens nos aspectos custo e facilidade de execução. A laje maciça normalmente utiliza-se de balanços, que é o avanço da laje em relação ao alinhamento do pilar. Para uma condição normal de carregamento o dimensionamento máximo utilizado para a definição do balanço é usualmente de 1/3 do vão.

31 31 Em relação à sua espessura devem-se respeitar alguns limites impostos pela a NBR 6118 (ABNT 2003), que apresenta essas espessuras de forma a garantir uma correta aplicação. Nesse quesito, para cada tipo de trabalho e aplicação, apresenta-se uma variação de 7 a 12 cm (Tabela 5.1). Tabela 5.1 Respectivas espessuras: Fonte: ABNT NBR 6118 (2003) As lajes maciças são divididas em dois tipos básicos: isoladas e conjugadas Isolada As lajes isoladas são as que não têm vínculo a nenhuma laje ao seu redor, trabalham independente, ou seja, de forma isolada (Figura 6). Figura 6 Laje Isolada: FONTE: Fusco (1994) Ao receber um carregamento a laje isolada se deforma. Admite-se que as vigas que a apoiam não têm condições de impedir a deformação da laje, por isso, o

32 32 mínimo engasgamento que existe entre as viga e a laje é considerada como desprezível (Botelho, 2009) Conjugada Se as lajes fossem construídas separadamente umas das outras não haveria o engastamento entre elas, porém isso não ocorre na prática. As lajes são construídas juntas e solidárias, de forma a proporcionar uma maior estabilidade em toda a estrutura, por isso esses vínculos as classificam como conjugadas. Ao longo do vão, as lajes conjugadas apresentam momentos fletores positivos, e nos apoios intermediários, normalmente no encontro com as vigas ou pilares, ocorrem momentos negativos em decorrência da tração (Figura 7). Como o concreto tem a característica de não resistir bem a este tipo de esforço, é necessária a utilização da armadura negativa na face superior da laje próximo aos apoios. Figura 7 Diagrama dos momentos fletor (M) FONTE: RELVAS, CAMINHO E OBATA (2012) Comportamento estrutural De acordo com Botelho (2009), o comportamento das lajes maciças esta vinculado ao tipo de sua geometria. As lajes cujo lado maior não chega ser o dobro do lado menor são caracterizadas como lajes armada em duas direções, e as lajes que o

33 33 lado maior é duas vezes maior que o lado menor é caracterizado como laje armada em uma só direção Lajes armadas em uma só direção Para as lajes armadas em uma direção, segundo Botelho (2009), nos anos de 1907/1908, demonstra-se que são calculadas semelhantemente a um conjunto de vigas que trabalham em paralelas, em que a área do aço é feita por metro de laje. No momento de cálculo, devem-se diferenciar as lajes isoladas das lajes engastadas. O momento no meio do vão é chamado de M e de X o momento nos apoios. Deve-se considerar que a flexão na direção do menor vão da laje é relevante à outra direção; desta forma, a laje é tratada como uma viga com uma largura constante de 1 (um) metro, na direção principal (Figura 8). O momento fletores na direção secundaria são desprezíveis. Figura 8 Diagrama dos momentos fletor em lajes FONTE: UNESP (2005) As lajes em balanço, também recebem o mesmo tratamento, de uma só direção, considerando para o cálculo sempre o menor vão. De acordo com a norma NBR6118 (ABNT, 2002) no seu item 20.1, mesmo que uma laje seja armada em uma só direção, existe a obrigatoriedade de se fazer uma armadura transversal de distribuição, fixando paralelamente o espaçamento

34 34 máximo entre elas de 33 cm. O ideal que o aço de maior diâmetro fique embaixo do aço de menor diâmetro, para que a armadura negativa fique na face superior. (Figura 9) Para amarração das armaduras, usa-se arame recozido nº 18. (Botelho,2009). Figura 9 Disposição das armaduras positivas e negativas Armadura negativa Armadura positiva Fonte: Ingtekch (2013) Lajes armadas em duas direções As lajes armadas em duas direções trabalham com momentos positivos nas duas direções, por isso as armaduras devem seguir os mesmos sentidos.

35 35 A fim de permitir a facilidade de cálculos, utiliza-se a tabela de Czerny, que leva em consideração adequados coeficientes de solidariedade para lajes conjuntas e integradas, possibilitando o cálculo de forma direta dos momentos positivos e negativos, no meio do vão e nos apoios respectivamente. O cálculo de lajes pelo método da tabela Czerny, é na prática um cálculo de momentos no meio da laje e nos apoios. As tabelas são uma quantificação dos cálculos das lajes retangulares, supondo-as como uma grelha de vigas, mas, levando em consideração o efeito de resistência, do fato de a laje ser inteiriça e contínua, portanto mais resistente do que a grelha de vigas independentes. A tabela de Czerny apresenta seis tipos de cálculos, cada um para um tipo de engastamento. Para o uso da tabela, deve-se primeiramente verificar em qual dos seis possíveis casos de engastamento o modelo da laje se enquadra. Após se verificar em que caso se enquadra a laje em estudo, deve-se verificar a questão dos eixos X e Y através da relação de ly/lx Vantagens e Desvantagens Conforme VIZOTTO e SARTORTI (2010), as lajes maciças têm sido um dos métodos mais difundidos no meio técnico e amplamente utilizados em diversos tipos de necessidades. A sistemática utilizada nas lajes maciças por formas e escoras apresentam vantagens e desvantagens. Uma das principais vantagens que podemos destacar nesta metodologia é a possibilidade de singularidade estrutural, podendo apresentar um dois ou três bordos livres, como apresentado anteriormente na tabela de Czerny. Isso possibilita variações em sua forma geométrica mantendo bom desempenho em relação à capacidade de redistribuição dos esforços. A difusão dessa laje na construção civil deve-se ao fato da sua facilidade de montagem e execução e não necessita de mão-de-obra especializada.

36 36 No entanto, em relação às suas desvantagens, destaca-se o grande consumo de formas e escoramento e o envolvimento de grande quantidade de profissionais como carpinteiro na construção dos escoramentos e formas, armador na montagem da armadura da peça, pedreiro e servente no processo de concretagem e desforma e desmontagem do cimbramento. Esta laje não é recomendada para vencer grandes vãos, pois quanto maior a distância a ser vencida, maior será a espessura média do maciço de concreto, elevando o peso próprio e as reações nos seus apoios Laje alveolar Lajes alveolares são construídas em painéis de concreto protendido com altura constante e com alvéolos longitudinais que são responsáveis por reduzir o peso próprio da peça. As cordoalhas utilizadas nesta laje são fabricadas com um tipo de aço especial próprio para protensão. A figura (Figura 10) mostra a seção transversal de um painel alveolar.

37 37 Figura 10 Seção Transversal do Painel Alveolar Fonte: Tatu (2013) As peças não são fabricadas in loco, são estruturas pré-moldadas fabricadas em indústrias, é constituída por extrusão, ou seja, criada por um processo de produção de componentes mecânicos, em que o material é forçado através de uma matriz, adquirindo assim a forma pré-determinada. No caso da figura (Figura 11), são produzidas em pistas de 150 metros de comprimento, formando um painel único. Os painéis alveolares são cortados em quaisquer dimensões, com máquinas específicas para essa finalidade.

38 38 Figura 11 Pista de extrusão de painel alveolar LEGENDA 1 - Cordoalha de aço para protensão. 2 - Cabeceiras de protensão. 3 - Pista de 150m com laje alveolar já extrusada. 4 - Pista de 150m com cordoalhas sendo posicionadas para fabricação de lajes. 5 Macaco de protensão das cordoalhas. Fonte: Aplicada (2013) Comportamento estrutural Os painéis fabricados em concreto, quando feitos com excelente dosagem do fator água/cimento, garantem uma alta resistência à compressão, protegendo a armação devido à baixa porosidade. A armadura usada para protensão é dimensionada de acordo com o carregamento e o vão que a laje será solicitada (TATU). Quando os painéis estão montados, existem vãos entre eles, sendo necessário preenchê-los. Esse preenchimento tem como objetivo garantir o sistema solidário das placas, além de abarcar o acabamento e estanqueidade necessária. Os modelos de painéis podem encostar-se às faces inferiores ou não. Quando não encostados, deve-se aplicar uma argamassa seca na face inferior para não escorrer nata de concreto. Porém em ambos os casos, as juntas devem ser

39 39 preenchidas com concreto fino, como mostra a figura (Figura 12), tomando o devido cuidado para cada tipo. Figura 12 Junta entre placas de lajes alveolares Fonte: Tatu (2013) Por serem peças muito esbeltas e protendidas, os painéis alveolares depois de fabricados apresentam-se contra flechas, sendo necessário executar o nivelamento depois de montadas no local. Essa equalização das placas é feita através de torniquetes de madeira e arame. Esse processo deve ser realizado antes do rejuntamento das placas. Após o tempo de cura do preenchimento das juntas, os torniquetes podem ser removidos. Para lajes alveolares é indicado fazer um capeamento de concreto para o nivelamento da superfície e correção da contra flecha decorrente da protensão (TATU). No entanto em todos os casos há necessidade do capeamento, o que varia de acordo com os projetos. Algumas indústrias garantem faces lisas dessas placas para aplicação direta do revestimento. Esse capeamento permite o lançamento da tela de armadura, que tem a função de distribuir a carga concentrada nos painéis da laje alveolar. A espessura mínima do capeamento deve ser medida no centro da placa, como apresentado na figura abaixo (Figura 13), onde os lados apoiados tem uma contra flecha menor, aumentando sua espessura.

40 40 Figura 13 Espessura do capeamento Fonte: Tatu (2013) A armadura de distribuição inserida no capeamento tem duas funções principais: distribuição das cargas verticais e controle de abertura de fissuras por retração do concreto do capeamento (TATU). A montagem da malha de distribuição deve ser realizada após a montagem das placas e rejuntamento dos vãos. Quando necessário o transpasse, deve-se sobrepor as malhas, obedecendo às distâncias mínimas estabelecidas no projeto executivo como ilustrado na figura (Figura 14). Figura 14 Distâncias mínimas para montagem das armaduras Fonte: Tatu (2013) Nas lajes construídas numa mesma direção pode surgir o efeito da continuidade, sendo assim, é necessário colocar armadura negativa para resistir o momento negativo. Além das malhas e armaduras negativas, se necessário também podem ser colocadas armaduras de reforço nos furos ou armaduras de ligação (TATU).

41 41 Quanto à espessura das lajes, é comum achar que quanto menor a altura, maior será a economia. Porém recomenda-se trabalhar com alturas maiores, pois reduz a sensação de vibração se comparada com as lajes mais esbeltas. Em relação aos apoios, 90% dos projetos de lajes alveolares trabalham com apoios isostáticos, sem engaste nas vigas apoiadas. Em alguns casos especiais incorpora a armadura da malha de distribuição com a armadura das vigas, assim as vigas trabalham em seção tipo T. (APLICADA) Transporte e Armazenamento Os principais cuidados são devidos ao empilhamento durante o transporte. As placas devem ser empilhadas e separadas por peças com a mesma dimensão. Os apoios devem estar afastados 30 cm das extremidades e ter o mesmo alinhamento para não sobrecarregar as peças debaixo e devem estar separadas pelo menos 10 cm de altura para não ocorrer colisão entre as peças durante o transporte. (APLICADA) Para o armazenamento na obra, deve ser verificada a superfície em que se apoiaram as placas, também deve estar em terreno firme e plano, entre calços de madeira, como mostra a figura (Figura 15). Se o local não estiver pavimentado, é necessário cobrir o terreno para não sujar as placas. (TATU) Figura 15 Armazenamento das placas protendidas Fonte: Tatu (2013)

42 Vantagens e Desvantagens As lajes convencionais exigem um sistema de transporte e estocagem de diversos componentes, para tanto é fundamental que haja adequação do lugar para todo esse material a ser armazenado. Nas lajes alveolares, é necessário estocar apenas os painéis pré-moldados e armadura de distribuição para a montagem, eliminando escoras, materiais de enchimento, vigotas, etc. (TATU). O processo de montagem das lajes alveolares é simples e rápido: trata-se de um processo repetitivo, em que uma equipe monta em média de 300 m² até 400 m² numa carga horária de 8 horas/dia. A figura (Figura 16) ilustra como funciona a montagem. Para dimensionar o equipamento de montagem, içamento, acessórios como cabos e balancins, deve-se levar em conta o peso próprio da estrutura. Os painéis são içados individualmente e colocados suavemente sobre os apoios, encostando-se um no outro conferindo o esquadro em relação ao eixo da obra. Figura 16 Montagem laje alveolar Fonte: Adove (2013)

43 43 Para lajes capeadas, podemos utilizar o tempo da cura do rejunte para montar as malhas de distribuição simultaneamente, e posteriormente fazer o capeamento da superfície. Para lajes que não possuem o capeamento, após o tempo de cura do rejunte está pronta para utilização. A qualidade dos painéis também é um ponto positivo, pois exige um controle de qualidade dos materiais, equipamentos e da metodologia de protensão nas indústrias, diminuindo o risco do erro humano na produção. Quanto à mão-de-obra, não necessita de carpintaria, armação, desforma. Para a finalização e acabamentos podem ser feitos com mão-de-obra sem maior especialização. Também não há necessidade de escoramento, portanto possui maior rapidez liberando a área para os serviços de acabamento. As lajes alveolares tem a possibilidade de atingir maiores vãos, mesmo sob carga elevada. Por possuir alvéolos, reduz seu peso próprio e também apresenta menores deformações se comparada a outros métodos como mostra a figura (Figura 17). (TATU) Figura 17 Capacidade de atingir maiores vãos Fonte: Tatu (2013)

44 44 Esse tipo de laje elimina o cimbramento, por ser estrutura com capacidade autoportante, ou seja, por suportar seu peso próprio dispensa escoramentos, sendo capaz de resistir o carregamento da capa de concreto. Também podemos destacar a utilidades dos alvéolos para passagem de instalações, é autorizado furar a laje onde não há protensão, já que por sua vez as armaduras protendidas não ficam na região dos alvéolos Laje nervurada O conceito da laje nervurada, segundo Franca & Fusco (1997), resulta na eliminação da maior parte do concreto inutilizado nas regiões tracionadas da linha neutra, que por sua vez consiste na relação, na qual as tensões normais atuantes na seção transversal passam de compressão para tração. Com esse método há um melhor aproveitamento da resistência do material e um alívio do peso próprio. As lajes nervuradas são formadas por nervuras ou barras interligadas por uma mesa de compressão. Segundo a ABNT NBR 6118 (2003), as lajes nervuradas são lajes moldadas no local ou com nervura pré-moldadas, cuja zona de tração é constituída por nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte. As nervuras são interligadas por uma capa de concreto, a qual permite que possuam um comportamento monolítico. Suas direções seguem as diretrizes das Normas brasileiras e (ABNT, 2002), referente a lajes prémoldadas - requisitos. A NBR (ABNT, 2002) exige que as lajes nervuradas unidirecionais sejam constituídas por nervuras principais longitudinais dispostas em uma única direção, e podem ser empregadas algumas nervuras transversais perpendiculares às nervuras principais. Já de acordo com a NBR , lajes nervuradas bidirecional são constituídas por nervuras principais nas duas direções :

45 45 a) Longitudinal: Armadura admissível apenas em lajes treliçadas quando da impossibilidade de integrar na vigota treliçada toda a armadura inferior de tração necessária; b) Transversal: Armadura disposta ao longo das nervuras transversais da laje, que forma a armadura inferior de tração na direção perpendicular as vigotas treliçadas. A NBR 6118 (2003) estabelece também que as lajes com nervuras unidirecionais devem ser calculadas seguindo a direção das nervuras desprezadas a rigidez transversal e a rigidez a torção; enquanto que as com nervuras bidirecionais podem ser calculadas para efeito de esforço solicitante, como lajes maciças Tipos de lajes nervuradas Seguindo as características desse sistema, existem alguns tipos de execução do sistema de lajes nervuradas: Lajes com nervuras pré-moldadas São vigotas (Figura19) pré-moldadas que dispensam o uso do tabuleiro da forma tradicional, são de fácil transporte, manuseio e relativamente leve. O emprego desse tipo de sistema é uma solução bastante econômica para vãos pequenos e médios e não é necessários ocupar toda a área da construção para o cimbramento, sendo escorada apenas uma parte intermediária. Por não possuir variações significativas de espessura, melhora o acabamento das superfícies das lajes; bem como, durante a sua armação possibilita um melhor deslocamento dos operários sem prejudicar o posicionamento da armadura e de outros elementos. De acordo com a NBR , item 3.1.1, pg. 2, essas vigotas pré-fabricadas devem ser executadas industrialmente, ou em canteiro de obras, sob rigorosas condições de controle e qualidade. No entanto, como essas peças são muito fáceis

46 46 de serem fabricadas, muitas empresas pequenas não têm um controle adequado de produção e qualidade, o que compromete o seu desempenho, pois reduz a sua vida útil e ocasionam fissuras que podem acarretar riscos de desabamento (DROPPA JR., 1999). A mesma norma também determina que as vigotas podem ser de concreto armado, conforme figura (Figura 18), com seção de concreto formando um T invertido com a armadura inserida no concreto. Figura 18 Vigota de concreto armado Fonte: ABNT NBR (2002) Pode ser de concreto protendido com seções de concreto em T com a armadura tensionada e inserida no concreto (Figura 19). Figura 19 Vigotas de concreto protendido Fonte: ABNT NBR (2002) Pode ser do tipo treliçadas, (Figura 20) com a seção de concreto formando uma placa, e com a armadura treliçada parcialmente inserida no concreto.

47 47 Figura 20 Vigotas treliçadas Fonte: ABNT NBR (2002) As lajes pré-moldadas são armadas em sentido unidirecional, dispostas na direção do menor vão e apoiados nas extremidades. As vigas nas quais as lajes se apoiam recebem toda a carga da laje Lajes com nervuras moldadas no local O uso do seu sistema consiste em adotar todas as etapas de construção in loco, ou seja, é necessário utilizar cimbramento, formas, aço e materiais de enchimento. Utiliza-se este sistema quando a laje é disposta de duas direções. Esse método é recomendado quando é necessário vencer grandes vãos, pois segundo Medrano, Figueiredo Filho e Carvalho (2005), apresentam pequenos deslocamentos transversais, além de se mostrar mais econômico no que diz respeito à redução do concreto utilizado Materiais de enchimentos Segundo a NBR , item 3.1.2, os enchimentos são componentes préfabricados com materiais inertes diversos, sendo maciços ou vazados intercalando entre as vigotas. Nos cálculos não são considerados os parâmetros de resistência e rigidez da laje. Os enchimentos mais usados são as lajotas de cerâmica e nos últimos anos, o uso de placas de EPS (isopor) aumentou significativamente. Algumas obras já

48 48 apresentam soluções sustentáveis com o uso de garrafas PET ou com materiais descartáveis como o papelão ou resíduos de construção, que apresentam um comportamento mecânico satisfatório (Kupinski, 2013). Para se apoiar nas vigotas, os enchimentos costumam ter um encaixe, e deve ser observada a existência de trincas ou imperfeiçoes que podem comprometer seu desempenho estrutural (Silva & Silva, 2010). De acordo com a NBR , item , os elementos de enchimento devem ter dimensões de acordo com a tabela (Tabela 5.7.1) e figura (Figura 21), e tolerâncias conforme a tabela (Tabela 5.7.2) descritas a seguir: Tabela 5.2 Dimensões padronizadas dos elementos de enchimento Altura (h e ) nominal Largura (b e ) nominal Comprimento (C) nominal Abas de encaixe 7,0 (mínima); 8,0; 9,5; 11,5; 15,5; 19,5; 23,5; 28,5 25,0 (mínima); 30,0; 32,0; 37,0; 39,0; 40,0; 47,0; 50,0 20,0 (mínimo); 25,0 (a v ) 3 (a h ) 1,5 Fonte: ABNT NBR (2002).

49 49 Tabela 5.3: Tolerâncias dimensionais para os elementos de enchimento Ruptura Frágil Nominal Real Tolerância mm H7 7 2 H8 8 ± (2,0) Altura (cm) H10 9,5 ± (3,0) H12 11,5 ± (3,0) H16 15,5 ± (3,0) H20 19,5 ± (4,0) H24 23,5 ± (4,0) H29 28,5 ± (4,0) ± (3,0) ± (3,0) ± (3,0) Largura (cm) ± (4,0) ± (4,0) ± (4,0) ± (5,0) ± (5,0) Comprimento (cm) ± (3,0) ± (3,0) Altura do Apoio (cm) 3 3 ± (1,0) Largura do apoio (cm) 1,5 1,5 ± (1,0) Ruptura dúctil Todas as dimensões ± (1,0) Fonte: ABNT NBR (2002)

50 50 Figura 21 Dimensões dos elementos de enchimento Onde: he é a altura do elemento de enchimento be é a largura do elemento de enchimento C é o comprimento av é o encaixe vertical ah é o encaixe horizontal Fonte: ABNT NBR (2002). Os Materiais podem ser maciços ou vazados compostos de material leve e suficientemente rígidos, para que resistem à carga mínima de ruptura de 1,0 kn que é suficiente para suportar esforços de trabalho durante a montagem e concretagem da laje. O material deve ser composto de material inerte para que não produza dano ao concreto e a armadura. Os elementos de enchimento constituídos por material de ruptura frágil (tais como concreto, cerâmico e concreto celular auto clavado - CCA) ou ruptura dúctil (EPS, por exemplo) devem ter sua carga de ruptura à flexão determinada por ensaios. Outras dimensões dos elementos de enchimento, desde que superiores a mínima padronizada, podem ser utilizadas, mediante acordo prévio e expresso entre fornecedor e comprador, desde que atendidas todas as demais disposições da NBR Blocos de cerâmica Esses blocos são usados normalmente em vigotas pré-moldadas por conta da facilidade de sua execução (Figura 22). Em lajes nervuradas armadas em duas direções para se evitar o consumo de concreto excessivo recomenda-se tapar os

51 51 furos dos tijolos para não permitir que o concreto penetre entre eles (Silva & Silva, 2010). Dentre suas vantagens, o bloco de cerâmica tem como característica ser um isolante térmico melhor do que o concreto maciço, e ainda apresenta leveza e baixo custo de aquisição (Kupinski, 2013). No entanto, possui desvantagens como apresentar peso específico elevado como elemento de enchimento e ser um material pesado para o transporte manual vertical e horizontal, as quais podem ser relevantes na escolha desse enchimento. Figura 22 Blocos de cerâmica em laje treliçada Fonte: Tijolajes (2013) Blocos de Concreto Celular Auto Clavado Segundo a NBR (ABNT, 1995), item 3,1, pg. 2, o concreto celular auto clavado é um concreto leve, obtido através de um processo industrial, constituído por materiais calcários (cimento, cal ou ambos) e material rico em sílica, granulado finamente. Esta mistura é expandida por meio da utilização de produtos formadores de gases, água e aditivos, sendo, se for o caso, submetidos à pressão

52 52 e temperatura através de vapor saturado. O concreto celular autoclavado contém células fechadas, aeradas e uniformemente distribuídas. No entanto, o concreto celular autoclavado (Figura 23) é uma material caro comparado a outros materiais de enchimento. No entanto, a sua leveza pode ser levada em conta quanto a rapidez de sua colocação e a diminuição da mão de obra, além de apresentar boa resistência ao fogo. Figura 23 Laje nervurada com blocos de concreto celular Fonte: Ecoviasul LTDA (2013) Blocos de EPS Poliestireno expandido Esse sistema vem ganhando cada vez mais espaço entre os enchimentos de lajes nervuradas. Sua utilização permite que a superfície inferior fique plana, sem mostrar as nervuras.

53 53 O EPS é uma sigla utilizada para o poliestireno expansivo, no Brasil é chamado popularmente de isopor, assumindo a marca de uma empresa. Segundo a Associação Brasileira do Poliestireno Expandido - ABRAPEX (2013), EPS é um plástico celular rígido resultante da polimerização de estireno com água, e se usa o pentano, como um agente expansor para transformar em EPS. O produto final é composto por pérolas de até 3,0 mm de diâmetro, que no processo de expansão crescem até 50 vezes o seu tamanho original em diversas formas. Expandidas as pérolas consistem em até 98% de ar e apenas 2% de poliestireno. Dentro as diversas vantagens que podemos citar do uso do EPS, destaca-se a redução do peso próprio, a rapidez da sua colocação e a diminuição da mão de obra e facilidade de transporte, além de possuir um custo acessível (Figura 24). Figura 24 Esquema de montagem da placa de EPS em lajes nervuradas treliçadas Fonte: Fialho (2013)

54 Blocos com forma plástica De acordo com Silva & Silva (2010), os blocos com forma plástica foram desenvolvidos para executar lajes que necessitam de vãos maiores. Essas formas podem ser reaproveitáveis e seu uso dispensa a utilização de tabuleiros tradicionais (KUPINSKI, 2013). Entre suas vantagens, pode-se citar o seu peso em relação à estrutura, que é desprezível; além disso, a montagem e a desforma, após a concretagem, são fáceis. Por ser um material leve, também facilita o seu transporte e apresenta um excelente acabamento, após a retirada dos blocos (Figura 25). Figura 25 Laje Nervurada armada com blocos de plástico Fonte: Rotomix Brasil (2013)

55 Comportamento estrutural Conforme cita Carvalho e Figueiredo Filho (2004), para o comportamento estrutural da laje nervurada, é importante traçar um comparativo com a laje maciça, pois essas são bastante eficientes quanto ao comportamento, ainda mais quando as lajes têm geometria retangular (Figura 26). Figura 26 Comportamento de laje como diafragma Fonte: EL DEBS (2000) Nas lajes nervuradas deve-se atentar às lajes em balanço, pois se elas estiverem apoiadas sobre uma viga, ou alvenaria estrutural, ou qualquer que seja o seu elemento de apoio, para manter a continuidade deve-se fazer nessas regiões um trecho maciço, eliminando os materiais de enchimento (Figura 27). Isso se deve por conta do seu momento fletor elevado na região, sendo necessária a colocação da armadura negativa para combater esses esforços. Isso também se deve atentar na região onde estarão os pilares devido aos esforços de punção, em que ocorrem, por conta da tensão produzida, as ações de

56 56 cargas concentradas aplicadas ao plano médio da estrutura. Nessas regiões também se deve executar a um trecho de laje maciça. Figura 27 Diagrama de momento fletor Fonte: Pinheiro & Razente (2003) Para efeito de dimensionamento e projeto, a NBR 6118:2003 item (p. 53 a 54) prescreve quanto à espessura, largura e espaçamento entre as nervuras. Alguns itens devem ser seguidos na escolha desse tipo de sistema: Quanto à espessura: Quando não houver tubulações horizontais embutidas, deve ser maior ou igual a 1/15 da distância entre as nervuras, é não menor que 3,0 cm; O valor mínimo absoluto deve ser de 4,0 cm, quando não existirem tubulações embutidas de diâmetro máximo de 12,5mm. Prescrições quanto à largura da laje:

57 57 A espessura das nervuras não deve ser inferior a 5,0 cm; Nervuras com espessura inferior não devem conter armadura de compressão. Quanto ao espaçamento entre as nervuras: Para lajes com espaçamento entre eixos de nervura menor ou igual a 60 cm, pode ser dispensada a verificação da flexão da mesa, para a verificação do cisalhamento da região da nervura, permite-se a consideração dos critérios de laje. Para lajes com espaçamento entre eixos das nervuras de 60 cm a 110 cm, exija-se a verificação da flexão da mesa e as nervuras podem ser verificadas ao cisalhamento como vigas. Para lajes nervuradas com espaçamento entre eixos das nervuras maior do que 110 cm, a mesa deve ser projetada como laje maciça, apoiada na grelha de vigas, respeitando os limites mínimos de espessura Vantagens e desvantagens Conforme descritos anteriormente, a laje nervurada elimina o concreto tracionado com a utilização de um material inerte, proporcionando melhor aproveitamento do próprio concreto e do aço. Dentre essas vantagens, podemos destacar também que esse sistema permite vencer grandes vãos, por conta de sua altura elevada e baixo peso próprio. Segundo Silva (2005), em se tratando de grandes vãos, essas lajes apresentam deslocamentos transversais menores do que mostrados pelas lajes maciças. Cabe ressaltar que por conta da sua forma de execução há um bom desempenho de redistribuição de esforços ao longo da estrutura.

58 58 As lajes nervuradas pré-moldadas destacam-se por serem leves e pela facilidade de transporte e montagem, o que reduz o tempo de execução. Além disso, o preço é acessível às pessoas de renda mais baixa, por conta da execução das vigotas pré-moldadas. Há estudos comprovados que nesse sistema há baixa propagação de ruídos. Para acabamentos, a laje pré-moldada permite um teto liso sem a necessidade de um forro falso. E reduz forma e escoramento. Para as lajes nervuradas moldadas no local, pode-se diminuir a quantidade de vigas e pilares e aumentar o espaço da obra. Como se usa formas, sejam elas reaproveitáveis ou não, é um processo industrializado, o qual reduz gastos e principalmente tempo com materiais de enchimento, além da rapidez de execução. Das desvantagens podemos citar que há uma maior possibilidade de se apresentar bicheiras na estrutura por conta da pequena largura das nervuras. Também há dificuldades de se fixar elementos de instalações, por exemplo, nos materiais de enchimento sendo que esses podem se movimentar durante a concretagem.

59 59 6. ESTUDO DE CASO O setor da construção civil vem tomando rumos de crescimento gigantescos. A estimativa de crescimento em 2013 é de 3,5% a 4% acompanhado o PIB do país. Tal crescimento impulsiona as construtoras a criarem diferenciais competitivos incorporando novas tecnologias aos projetos, além de adotarem a utilização de novos materiais e equipamentos, em detrimento às tradicionais práticas de trabalho (REIS, 2013). Além de vencer os desafios tradicionais da engenharia, vencer as limitações de tempo é um ponto chave para o sucesso de construção de um empreendimento. A importância da escolha do método construtivo no início do projeto é fator determinante para vencer tais desafios. Nesta etapa é abordada de forma sucinta a construção das lajes maciças, nervuradas e alveolares a fim de conhecer o melhor emprego de cada uma, sendo esse o objeto do presente estudo de caso. A primeira obra apresentada neste estudo de caso, é o Home Boutique (Figura 28) localizado na zona sul, no bairro Brooklin, São Paulo, executado pela Cyrela Brazil Realty S/A, possui apenas uma torre residencial em que foram distribuídos 26 pavimentos, com apartamentos do tipo Studio de 30 a 67m² privativos, totalizando área construída de m². As obras foram iniciadas em novembro de 2012, com previsão de termino em 31 meses, ou seja, em julho de O estudo apresenta o método construtivo da laje do primeiro pavimento.

60 60 Figura 28 Perspectiva da fachada frente e verso do empreendimento Home Boutique Fonte: Cyrela (2013) Figura 29 Planta de implantação do Empreendimento Home Boutique Fonte: Cyrela (2013)

61 Cimbramento e formas O empreendimento utilizou cimbramento, que é uma estrutura de suporte provisório composta de elementos que apoiam as fôrmas da laje. As escoras do cimbramento do empreendimento são dimensionadas e distribuídas para suportar as cargas e deformações que atuam durante a execução da laje, como o peso próprio do concreto, a movimentação de operários e de equipamentos, etc. e transmitindo-as ao piso ou ao pavimento inferior. Essas permaneceram até o processo de concretagem atingir o seu tempo total de cura. Em posse dos projetos executivos, foi feita a escolha do sistema de escoramento da laje, essencial para o bom funcionamento da estrutura. O sistema escolhido deve portar de forma eficiente no que diz respeito a tempo de montagem e desmontagem das peças que compõe o cimbramento, para melhor aproveitamento da mão-de-obra. Para a montagem dos elementos de suporte, foi efetuada a verificação do alinhamento das escoras e torres metálicas para as lajes. Figura 30 Torres metálicas de e garfos de suporte de viga longarinas Fonte: Acervo do autor (2013)

62 62 Durante a distribuição das escoras, foi verificado um pré-nivelamento das lajes utilizando como referência uma cota definida pelo topógrafo, marcado em algum ponto de fácil acesso na obra. Seguindo a sequência de montagem, realizou-se o travamento dos barrotes e torres metálicas (Figura 30) possibilitando a montagem dos painéis de madeira (Figura 31). Esses painéis permitem a estanqueidade da área a ser concretada e permite um acabamento da laje de forma satisfatória. Figura 31 Barroteamento das escoras e montagem dos painéis de madeira. Fonte: Acervo do autor (2013)

63 63 Figura 32 Painéis de madeira montados e travados nas vigas longarinas Fonte: Acervo do autor (2013) Os projetos de hidráulica e elétrica foram verificados para locar os pontos e saídas das tubulações e passagens Armação A disposição das armaduras foram montadas de acordo com o projeto. Ao realizar a montagem da armadura utilizam-se espaçadores treliçados. Sua funcionalidade é separar as armaduras que foram dimensionadas para receber os esforços negativos e positivos. Do ponto de vista prático, estes espaçadores auxiliam o deslocamento dos colaboradores sobre a armadura montada, prevenindo até certo ponto que o peso deles não danifiquem a posição e integridade das armaduras. As tubulações das instalações elétricas foram inseridas durante a etapa de colocação das armaduras. (Figura 33)

64 64 Figura 33 Detalhe em projeto sobre os espaçadores treliçados e determinação da altura de uso Fonte: Nota do projeto de armação da laje da obra Home Boutique Figura 34 Laje com armação negativa próxima aos apoios da laje (vigas) Fonte: Acervo do autor (2013) Ao concluir a montagem da armadura, a área de trabalho foi totalmente limpa e desimpedida, sem nenhuma interferência para a realização da concretagem. Recomenda-se a lavagem com máquina de pressão, removendo toda a sujeira para um ponto de extração.

65 Concretagem O projeto de estrutura contém informações detalhadas e específicas do concreto, permitindo assim que a concreteira elaborasse a carta de traço. Para tanto, o engenheiro da obra foi consultado quanto a sua aplicação; respeitando os procedimentos contidos na NBR Concreto de cimento Portland (Preparo, controle e recebimento) procedimento. Figura 35 Especificações do concreto descrito em projeto Fonte: Nota do projeto de estrutura de forma da obra Home Boutique A construtora acompanha periodicamente a usina, a fim de verificar a integridade do traço e a pesagem dos agregados que compõe o concreto. Por amostragem total, foi realizado o ensaio de abatimento do tronco de cone (slump test) (Figura 36) em todos os caminhões betoneira que chegaram à obra. Tal ensaio foi realizado por uma empresa especializada em controle tecnológico antes do início da concretagem, para verificar a consistência e estado físico do concreto. Após esse procedimento, foi retirada uma nova amostra de concreto para a moldagem dos corpos de prova cilíndricos, utilizados para os ensaios de verificação de resistência a compressão normalmente com 7 e 28 dias, ou conforme necessidade da obra de verificar alguma outra data.

66 66 Figura 36 Ensaio do abatimento do concreto Fonte: Acervo do autor (2013) Para a execução da concretagem empregou-se o nível laser (Figura 37) para o nivelamento das lajes. O equipamento foi instalado em um local que impossibilitasse o deslocamento, normalmente adotam a região do poço do elevador. Estabelecido o ponto de referência, o laser é transferido por toda a área de concretagem. Figura 37 Equipamento de nível laser Fonte: Acervo do autor (2013)

67 67 Figura 38 Conferencia dos níveis com régua bolha Fonte: Acervo do autor (2013) O lançamento do concreto da betoneira até a laje foi realizado através da bombalança e dos mangotes de extensão (Figura 39) para os painéis de madeira, que é sarrafeado com régua de alumínio de acordo com as referências indicadas pelo nível laser. Durante a concretagem fora realizado o acompanhamento debaixo da laje para verificar as deformações que poderiam ocorrer nas formas e cimbramento. Figura 39 Lançamento do concreto com bomba-lança Fonte: Acervo do autor (2013)

68 68 Figura 40 Sarrafeamento da laje com régua de alumínio Fonte: Acervo do autor (2013) Há uma preocupação em manter a sua superfície do concreto úmida em decorrência das reações endotérmicas durante o processo de cura. Isso para evitar a evaporação da água de amassamento utilizada no concreto aplicado. Nessa obra, prioriza-se esse procedimento para evitar tal evaporação, adota-se um cordão de argamassa em todo o perímetro do pavimento, além dos locais de vazios como poço do elevador, para promover uma lamina d água sobre a laje. Esta lamina permaneceu durante três dias após concretagem, conforme procedimento utilizado pela construtora Desforma e reescorameto Após 46 horas do termino da concretagem, a construtora inicia o processo de desforma, mantendo as escoras permanentes, a fim de evitar a deformação imediata antes da cura do concreto. Essas escoras devem seguir os pontos indicados e mantidas conforme projeto de reescoramento (Figura 41).

69 69 Figura 41 Plano de reescoramento da laje Fonte: Nota do projeto de estrutura de forma da obra Home Boutique (2013) O tempo necessário para manter essas escoras permanentes é de 28 dias caso os resultados dos ensaios de resistência à compressão sejam satisfatórios aos resultados determinado pelo projetista de estrutura. Figura 42 Cimbramento total X Cimbramento parcial (permanentes) Fonte: Acervo do autor (2013) A remoção das formas foi realizada de forma manual com o auxílio de cunhas de madeira. Essas formas são reaproveitáveis e utilizadas durante boa parte da estrutura, portanto é fundamental o cuidado na desforma. Após a retirada dos painéis da laje, fora realizada a limpeza com o auxílio de espátula para retirar os resíduos do concreto, e transportados para o pavimento seguinte.