Análise comparativa de soluções de laje para edifícios estruturados em aço

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1 Contribuição técnica nº 2: Análise comparativa de soluções de laje para edifícios estruturados Autores: Eng. M.Sc. Ygor Dias da Costa Lima Prof. Dr. Alex Sander C. de Souza Contato: 1

2 Análise comparativa de soluções de laje para edifícios estruturados Autores: Eng. M.Sc. Ygor Dias da Costa Lima Prof. Dr. Alex Sander C. de Souza 2

3 Tração Instabilidade de chapas Apresentar soluções para lajes em edifícios Discutir suas características estruturais e construtivas com análise de custos 3

4 Instabilidade de chapas Função e importância do sistema de piso Plano de trabalho Subsistema horizontal ações verticais Subsistema vertical (contraventamento) ações horizontais Racionalização do processo construtivo Sistemas com maior nível de industrialização Redução de formas e escoramentos Redução de concretagem no local Integração lajes em concreto vigas metálicas Custo relativo do sistema de laje 4

5 Lajes para Estruturas de aço Instabilidade de chapas Quais os tipos de lajes podem ser utilizadas em estruturas metálicas? Qualquer tipo Com o detalhamento adequado Convencional Treliçada Vigota-protendida Alveolar Protendidas Qual a melhor solução? Com forma de aço incorporada Outras soluções 5

6 Lajes para Estruturas de aço Instabilidade de chapas Laje convencional (maciça) Vantagens efeito diafragma sem complicações Trabalho com viga mista Desvantagens Necessidade de formas e escoramentos Grande volume de concretagem no local Baixo nível de industrialização 6

7 Lajes para Estruturas de aço Instabilidade de chapas Laje com componente pré-fabricados Treliçada Vigotas Redução de formas e escoramento Menor volume de concretagem Redução de peso Fotos do autor 7

8 Lajes para Estruturas de aço Laje com componente pré-fabricados Treliçada Vigotas Cuidados na consideração de diafragma rígido Dificuldades para o comportamento misto Instabilidade de chapas Fonte: Malite (2000) 8

9 Lajes para Estruturas de aço Lajes alveolares Possibilidades de maiores vãos Rapidez de execução Menor volume de concretagem Maior nível de industrialização Instabilidade de chapas Shopping Center (Helsinki 2001) 9

10 Lajes para Estruturas de aço Lajes alveolares Maior peso próprio Equipamento especiais para montagem Cuidados na consideração do diagrama Detalhes especiais para formar viga-mista Instabilidade de chapas 10

11 Lajes para Estruturas de aço Lajes nervuradas Pouco usual Maior volume de concreto Estabilidade??? Foto: Eng. M.Sc. Raul Neuenschwande Instabilidade de chapas 11

12 Lajes para Estruturas de aço Lajes mistas com forma incorporada Instabilidade de chapas Forma trapezoidal Forma reentrante 12

13 Lajes para Estruturas de aço Outras soluções Pisos mistos de pequena altura Instabilidade de chapas 13

14 Edifício de múltiplos andares comercial (7Pav) Adaptado de Bellei et al (2008) Cotas em cm 14

15 Edifício de múltiplos andares comercial 7pav. Adaptado de Bellei et al (2008) 15

16 Edifício de múltiplos andares comercial Situações analisadas Laje maciça Laje com vigota protendida Laje nervurada Laje alveolar Laje mista com forma de aço incorporada Plano de vigas em função do tipo de laje Contraventamento vertical Núcleo rígido de concreto para todas as situações flexíveis Levantamentos de Custos Janeiro a julho de 2009 Ribeirão Preto - SP 16

17 Edifício de múltiplos andares comercial Laje maciça NBR 6118:2003 Concreto C25 Armadura em CA 50 17

18 Edifício de múltiplos andares comercial Laje maciça Duas opções construtivas 1 Concretagem de uma laje a cada 28 dias, utilizando apenas um jogo de formas para as oito lajes do edifício. 2 Concretagem de uma laje a cada sete dias, utilizando três jogos de forma. Vigas dimensionadas como viga mista de aço e concreto 18

19 Edifício de múltiplos andares comercial Laje maciça Opção concretagem a cada 7 dias Custo laje: R$ ,12 Custo estrutura de aço: R$ ,00 Custo total: R$ ,12 19

20 Edifício de múltiplos andares comercial Laje com vigota protendida 20

21 Edifício de múltiplos andares comercial Laje com vigota protendida Vigotas protendidas elimina escoramento para o vão de 3m Vigas dimensionadas como seção de aço isolada Região com laje maciça para permitir comportamento mistos. Exigência de forma solução descartada David (2007): comportamento misto nesta situação Enchimento em lajota cerâmica, capa de 4cm, tela Q

22 Edifício de múltiplos andares comercial Laje com vigota protendida Custo laje: ,84 Custo estrutura de aço: R$ ,00 Custo total: R$ ,84 22

23 Edifício de múltiplos andares comercial Laje Nervurada Vigas apenas na periferia dimensionadas como seção de aço isolada 23

24 Edifício de múltiplos andares comercial Laje Nervurada altura da forma de 32,5 cm, capa de concreto de 5 cm 24

25 Edifício de múltiplos andares comercial Laje Nervurada Custo laje: R$ ,64 Custo estrutura de aço: R$ ,00 Custo total: R$ ,64 25

26 Edifício de múltiplos andares comercial Laje Alveolar 26

27 Edifício de múltiplos andares comercial Laje Alveolar Painel Não foi considerado viga mista 27

28 Edifício de múltiplos andares comercial Laje Alveolar Custo laje: R$ ,98 Custo estrutura de aço: R$ ,00 Custo total: R$ ,98 28

29 Edifício de múltiplos andares comercial Laje mista MF-50 Vigas: vigas mistas construção escorada 29

30 Edifício de múltiplos andares comercial Laje mista MF-50 Custo laje: R$ ,5 Custo estrutura de aço: R$ ,00 Custo total: R$ ,50 30

31 Edifício de múltiplos andares comercial Laje mista MF - 75 Vigas: vigas mistas construção escorada 31

32 Edifício de múltiplos andares comercial Laje mista MF-75 Custo laje: R$ ,00 Custo estrutura de aço: R$ ,00 Custo total: R$ ,08 32

33 Armaduras 33

34 Concreto 34

35 Escoramentos 35

36 Aço estrutural 36

37 Custo total 37

38 Custo total - relativo 38

39 Comentários finais Menor custo laje mista com forma incorporada Maior custo laje alveolar Laje alveolar bom custo relativo solução pouco usual Comparação de soluções é um indicativo não permite generalizações Vigas mista foram consideradas apenas com lajes maciça e mista O tipo de obra e contexto sócio-econômico podem alterar os resultados 39

40 Autores: Eng. M.Sc.Ygor Dias da Costa Lima Prof. Dr. Alex Sander C. de Souza Contato: 40

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