Estruturas de Concreto Armado

Transcrição

1 Estruturas de Concreto Armado Pré-dimensionamento de lajes Concepção de modelo de cálculo das lajes Cálculo de carregamentos sobre lajes Eng. Wagner Queiroz Silva, D.Sc UFAM Definições LAJE Placas de concreto armado Estruturas bidimensionais Ações agem perpendicularmente ao plano médio Lajes utilizam cerca de 50% do volume de Esforços solicitantes de flexão: Momentos fletores Esforços cortantes concreto do edifício 1

2 1) Laje maciça: Tipos de lajes É aquela onde toda a espessura é composta por concreto, contendo armaduras longitudinais de flexão e eventualmente armaduras transversais, e apoiada em vigas ou paredes ao longo das bordas. 2) Laje nervurada: Lajes moldadas no local ou com nervuras prémoldadas. Vantagens: menor peso próprio, menor consumo de concreto, redução de fôrmas, maior capacidade de vencer grandes vãos, maiores planos lisos (sem vigas). 2

3 3) Pré-fabricada: Tem suas partes constituintes fabricadas em escala industrial no canteiro de uma fábrica. Pode ser de concreto armado ou de concreto protendido. Pré-fabricada cerâmica Pré-fabricada treliçada Pré-fabricada alveolar 3

4 Pré-dimensionamento Necessário para calcular o peso próprio O conhecimento das dimensões permite determinar os vãos equivalentes e as rigidezes, necessários no cálculo das ligações entre os elementos Na prática: 1) Pré-dimensiona as seções de concreto; 2) Calcula a armadura necessária. Quantidade de barras de aço para as peças 1. Espessura da laje φ h = d + + c 2 Lajes maciças Onde: d altura útil da laje (define a seção que resiste às tensões) ϕ diâmetro das barras (armadura estrutural principal) c cobrimento nominal da armadura (proteção) O diâmetro da armadura longitudinal pode ser estimado. Normalmente, para lajes convencionais, o diâmetro varia de 5 mm a 8 mm (armadura positiva). O cobrimento deve ser determinado conforme norma e de acordo com a classe de agressividade. 4

5 2. Cobrimento de armaduras Cobrimento nominal da armadura (c) é o cobrimento mínimo (c mín. ) acrescido de uma tolerância de execução ( c): c = cmín. + c Em obras correntes c 10mm Havendo controle rigoroso da qualidade da execução, pode ser adotado c = 5mm A exigência do controle rigoroso deve ser explicitada nos desenhos de projeto. Agressividade do ambiente Relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento Nos projetos das estruturas correntes: Tabela 6.1 da NBR 6118:2014 Classes de agressividade ambiental (I a IV) O responsável pelo projeto estrutural, de posse de dados relativos ao ambiente em que será construída a estrutura, pode considerar classificação mais agressiva que a estabelecida na Tabela 6.1 5

6 6

7 3. Altura útil Estimativa da altura útil das lajes: A indicação técnica sugere uso da expressão: est ( ) d = 2,5 0,10 n l d est = altura útil estimada da laje (em cm) n número de bordas engastadas l x menor vão l y maior vão (Coml,l x l y em metro) l l x 0,7l y A estimativa da altura não dispensa as verificações de segurança na laje. O valor estimado pode ou não atender às verificações. Por este motivo não há necessidade de aplicação rigorosa da expressão. 7

8 4. Espessura mínima de lajes Nas lajes maciças devem ser respeitados os seguintes limites mínimos para a espessura: 7 cm para lajes de cobertura que não estejam em balanço 8 cm para lajes de piso que não estejam em balanço 10 cm para lajes em balanço 10 cm para lajes que suportam veículos de peso total 30 kn 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total > 30 kn 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas Mínimo de L/42 para lajes de piso biapoiadas Mínimo de L/50 para lajes de piso contínuas 16 cm para lajes lisas, fora do capitel 14 cm para lajes-cogumelo, fora do capitel Sobre o cálculo de lajes em balanço No dimensionamento das lajes em balanço, os esforços solicitantes de cálculo a serem considerados devem ser multiplicados por um coeficiente adicional γ n 8

9 Concepção de modelo Vinculação: São considerados três tipos vinculação das lajes: bordo livre, bordo simplesmente apoiado e engaste. Podem ser considerados nove tipos diferentes de modelos de lajes: Cálculo de carregamentos por área Permanentes: são constituídas pelo peso próprio da estrutura e pelos pesos de todos os elementos construtivos fixos e instalações permanentes. a) Exemplos de pesos específico usuais de materiais típicos da construção civil: 9

10 Cálculo de carregamentos por área b) Carregamentos fornecidos por unidade de área (por m²): Peso próprio: Cargas Permanentes 1,0 m 1,0 m h Peso por m² = ρ Volume( 1 m² ) ρ = 2500 kg/m³ concreto armado ρ = 25 kn/m³ concreto armado 10

11 Cargas Permanentes Peso do material de revestimento: Piso cerâmico: especificação do fabricante 1,0 m 1,0 m h revestimento ρ = 2100 kg/m³ argamassa ρ = 21 kn/m³ argamassa Cargas Permanentes Observação: alguns livros tratam peso específico pela letra grega γ qrevestimento = h laje.ρrevestimento por m² 11

12 Cargas Permanentes O peso de paredes que se apoiam diretamente sobre as lajes pode ser considerado como uma carga distribuída sobre a laje É, no entanto, uma aproximação grosseira! ρ = 1300 kg/m³ tijolos furados ρ tijolos maciços = 1800 kg/m³ ρ 1500 kg/m³ alvenaria de tijolos comuns Alvenaria sobre laje Quando existir parede construída diretamente sobre a laje, o seu peso pode ser considerado através de uma carga distribuída equivalente aplicada sobre toda a área da laje: Pesoparede = e parede (l1+ l 2).PD.γ alv onde: e parede = espessura da parede PD = Pé direito l = comprimento parede 12

13 Cálculo de carregamentos por área Variáveis: cargas que podem atuar sobre as estruturas de edificações em função de seu uso (pessoas, móveis, materiais diversos, veículos, etc.). Fixadas pela Norma NBR

14 Direção das cargas Durabilidade das Estruturas Garantir a drenagem de águas: Evitar presença ou acumulação de água proveniente de chuva ou decorrente de água de limpeza e lavagem, sobre as superfícies das estruturas de concreto Superfícies expostas horizontais (coberturas, pátios, garagens) devem ser convenientemente drenadas, com a disposição de ralos e condutores Juntas de dilatação devem ser convenientemente seladas, de forma a tornarem-se estanques Todos os topos de platibandas e paredes devem ser protegidos Todos os beirais devem ter pingadeiras e os encontros em diferentes níveis devem ser protegidos por rufos 14

15 Durabilidade das Estruturas Sobre as formas arquitetônicas e estruturais: Disposições arquitetônicas ou construtivas que possam reduzir a durabilidade da estrutura devem ser evitadas; Deve ser previsto em projeto o acesso para inspeção e manutenção de partes da estrutura com vida útil inferior ao todo, como aparelhos de apoio, caixões, insertos, impermeabilizações e outros; Devem ser previstas aberturas para drenagem e ventilação em elementos estruturais onde há possibilidade de acúmulo de água. Durabilidade das Estruturas A durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto: Espessura e qualidade do concreto Cobrimento das armaduras 15

16 Qualidade do concreto Inspeção e manutenção De posse das informações dos projetos, materiais e produtos utilizados e da execução da obra, deve ser produzido por profissional habilitado, devidamente contratado pelo contratante, um manual de utilização, inspeção e manutenção O manual deve especificar, de forma clara e sucinta, os requisitos básicos para a utilização e a manutenção preventiva, necessários para garantir a vida útil prevista para a estrutura, conforme indicado na ABNT NBR 5674 Partes da estrutura que mereçam consideração especial, com vida útil diferente do todo, devem ser contempladas, como aparelhos de apoio, juntas de movimento etc Elementos não estruturais que possam influir no processo de deterioração das estruturas, como chapins, rufos, contrarrufos, instalações hidráulicas e impermeabilizações, devem ser vistoriados periodicamente 16