LAJES Prof.(a) Renata Ferreira
Lajes Uma construção tem como exigência primordial suportar todos os esforços produzidos pelo peso próprio, peso de seus ocupantes, vento e sobrecargas. Esses esforços são suportados por um conjunto formado de vigas, pilares e lajes, que constituem a estrutura de uma construção.
Lajes As estruturas podem ser constituídas de diversos materiais: concreto, aço ou madeira. Existe também o caso das alvenarias com função estrutural. Os casos mais comuns são as estruturas de concreto armado.
Lajes - Fôrmas Madeiramento: É o material utilizado para a fabricação de fôrmas, sendo assim de aplicação provisória. Para o madeiramento provisório é usado o pinho de terceira qualidade.
Lajes - Fôrmas Na execução das formas, terão de ser observadas: Adoção de contraflexas, quando necessárias Nivelamento das lajes e vigas Suficiência do escoramento adotado Furos para passagem futura de tubulação Limpeza das formas
Lajes - Fôrmas Fôrmas para Lajes: são constituídas de um piso de tábuas apoiadas sobre uma trama de pontaletes horizontais. Que se apóiam sobre pontaletes verticais. Todo o conjunto é sustentado por pontaletes verticais que formam um quadriculado de 0,90 m a 1,0 m.
Lajes Fôrmas Chapas compensadas revestidas com plásticos, madeirite ou similares: Podem ser resinadas ou plastificadas. O emprego de chapas compensadas revestidas com plásticos, é um produto industrial conhecido como madeirite, atualmente muito aplicado para fôrmas de concreto.
Lajes Fôrmas Chapas compensadas revestidas com plásticos, madeirite ou similares: Resistentes à água, lisas e práticas, apresentam diversas vantagens na substituição do pinho. Sua superfície lisa transmite ao concreto qualidade, sendo muito empregada para o concreto aparente (concreto que não será revestido de massa grossa e fina).
Desmoldante: Lajes Fôrmas Forma uma fina camada entre o concreto e a forma, impedindo a aderência entre eles. Torna fácil a remoção das formas sem danificar as superfícies e arestas do concreto. Diminui o trabalho de limpeza e ao mesmo tempo conserva a madeira. Não mancha o concreto. Campos de aplicação: para todas as formas, tanto de madeira bruta como de compensado resinado.
Sistema de forma racionalizada fôrma pronta Trata-se da confecção, fora do canteiro de obras, de fôrmas de madeira para estrutura de concreto. Esse processo de fabricação de painéis de compensado de madeira (resinado ou plastificado), é feito por empresa especializada e implica a redução drástica dos procedimentos de corte de madeira no canteiro de obras, diminuindo o risco potencial de acidentes e o desperdício.
Cargas Estimativa das Cargas Atuantes As cargas atuantes nas lajes são de natureza permanente e de natureza acidental. Os valores dessas são indicadas pela NBR-6120.
Cargas As cargas de natureza permanente que atuam nas lajes são compostas basicamente por: Peso próprio da laje; Peso da regularização; Peso do enchimento; Peso do revestimento; Paredes, etc.
Cargas Na avaliação do peso próprio, conforme item 8.2.2 da NBR 6118:2003, admite-se o peso específico de 25 kn/m 3 para o concreto armado.
Cargas As cargas de natureza acidental que atuam nas lajes são provenientes de pessoas, móveis, veículos, etc. Alguns valores indicados pela NBR-6120: a) Edifícios residenciais: Dormitório, sala, copa, cozinha, banheiro 1,5 kn/m 2 Despensa, área de serviço, lavanderia 2,0 kn/m 2 b) Escadas: Com acesso ao público (área comum) 3,0 kn/m 2 Sem acesso ao público (área privativa) 2,0 kn/m 2
Cargas c) Hall: Com acesso ao público (área comum) 3,0 kn/m 2 Sem acesso ao público (área privativa) 2,5 kn/m 2 d) Terraços: Com acesso ao público 3,0 kn/m 2 Sem acesso ao público 1,5 kn/m 2 Inacessíveis à pessoas 0,5 kn/m 2 e) Forros sem acesso à pessoas 0,5 kn/m 2
Lajes Tipos de Laje: Lajes maciças Lajes pré fabricadas Lajes tipo treliça Lajes nervuradas Lajes de concreto protendido
Laje Maciça As lajes maciças de concreto, com espessuras que normalmente variam de 7 a 15cm, são comuns em edifícios de múltiplos pavimentos e em construções como escolas, indústrias, hospitais, etc. De modo geral, em construções residenciais e outras de pequeno porte as lajes pré-fabricadas (como por exemplo as lajes com vigotas) apresentam vantagens nos aspectos custo e facilidade de construção.
Laje Maciça Nos edifícios usuais, as lajes maciças têm grande contribuição no consumo de concreto: aproximadamente 50% do total. A laje maciça, é altamente resistente, oferecendo excelente isolamento acústico e térmico. É totalmente moldada na obra, sobre fôrma de madeira. Estas chapas são apoiadas em tábuas de madeira, que são sustentadas por postes de apoio.
Laje Maciça Espessuras mínimas : Conforme o item 13.2.4.1 (NBR 6118:2014), nas lajes maciças de concreto armado devem ser respeitados os seguintes limites mínimos para a espessura: a) 7 cm para lajes de cobertura não em balanço; b) 8 cm para lajes de piso não em balanço; c) 10 cm para lajes em balanço; d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kn; e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kn.
Laje Maciça A espessura econômica para lajes está associada ao tamanho dos vãos. Os vãos econômicos para lajes maciças de concreto armado ficam em torno de 4 a 7m.
Laje Maciça Balanço O avanço das lajes em relação ao alinhamento dos pilares, chamado de balanço, é utilizado normalmente neste tipo de laje. A proporção usual (em condições normais de carregamento) para definir o tamanho máximo do balanço é de 1/3 do vão. Assim sendo, uma laje com vão de 6m terá como balanço máximo 2m.
Laje Maciça Cobrimento da armadura: A importância do Cobrimento de concreto na armadura é de vital importância na durabilidade, mas também pelos benefícios adicionais, como por exemplo, a resistência ao fogo. É preocupante ao constatar que esse ponto é freqüentemente negligenciado.
Laje Maciça Na execução, deve ser dada atenção apropriada aos espaçadores para armadura e uso de dispositivos para garantia efetiva do cobrimento especificado.
Laje Maciça Devemos em todos os casos garantir o total cobrimento das armaduras, lembrando que o aço para concreto armado estará apassivado e protegido da corrosão, devemos fazer cumprir os cobrimentos mínimos exigidos no projeto e dado pela NBR6118.
Laje Maciça A sequência de execução de lajes é a seguinte: Confecção de forma de madeira sobre escoramento Execução de armadura (disposição das barras de aço) conforme projeto Instalação de caixas e eletrodutos entre as barras Concretagem (hoje em dia não é mais usual produzir o concreto para lajes em betoneiras na obra, o concreto vêm de caminhão trazido por empresas concreteiras e é bombeado sobre a laje)
Laje Maciça Acabamento do concreto: O acabamento final pode ser obtido utilizando uma desempenadeira de aço manual ou elétrica (helicóptero). Acompanhar, no lançamento, se não ocorrem deslocamentos da ferragem, a integridade das formas, a vibração, o tempo de descarga (2 ½ h) e o grau de acabamento desejado.
Laje Maciça Cura do concreto: Iniciar a cura úmida tão logo a superfície permita (secagem ao tato). Manter a aspersão da água por um período mínimo de 3 d consecutivos. Evitar o trânsito de pessoas ou impacto forte sobre as peças recém concretadas, pelo menos nas primeiras 12 h.
Lajes pré-fabricadas Muito difundida no uso residencial. Proporcionam rapidez na execução e menor consumo de fôrmas e escoramentos. São estruturas que suportam com segurança as sobrecargas normais de uma residência e de pequenos comércios, como escritórios. Podem vencer vãos de até 5 m.
Lajes pré-fabricadas Constituição: Vigas ou vigotas de concreto pré fabricadas Elementos de enchimento (lajota ou bloco) Armadura complementar
Tipos de vigotas: Lajes pré-fabricadas Comum: possui o formato de T invertido e tem internamento uma armadura de fios de aço Treliçada: é composta por armadura treliçada fundida a uma base de concreto Protendida: possui o formato de T invertido e tem internamente uma armadura de fios de aço pré tensionados
Lajes pré-fabricadas Armadura complementar: Armadura de travamento: posicionada na transversal à vigota treliçada, apoiada sobre a base de concreto da vigota. Montada entre dois elementos de enchimento afastados entre si. Obrigatória para vão maiores que 4 m. Armadura de distribuição: posicionada sobre as treliças. Armadura negativa: é colocada paralelamente às vigotas, sobre a armadura de distribuição com o uso de espaçadores.
Lajes pré-fabricadas Essa estrutura é constituída basicamente de vigotas de concreto com forma de T invertido espaçadas entre si uniformemente, em que são apoiados os blocos, que podem ser de cerâmica, concreto ou EPS (poliestireno expandido). Essa montagem recebe um capa de concreto com finalidade de solidificar o conjunto, a qual, pode ser reforçada com uma ferragem superior.
Lajes pré-fabricadas As lajes pré-moldadas comuns vencem vãos até 5m entre os apoios. Outro tipo de vigota, conhecido como vigota treliçada, utilizam vergalhões soldados entre si formando uma treliça. Essa laje pode vencer vãos de 10 a 12m.
Lajes pré-fabricadas Montagem: Pelo lado externo da alvenaria deve ser fixada uma tábua, para servir como fôrma ao concreto da capa da laje; A laje a ser executada deve se apoiar numa cinta de amarração devidamente nivelada; A distribuição das vigotas deve seguir o esquema de montagem do fabricante ou do calculista;
Lajes pré-fabricadas Colocação dos blocos; Colocação das caixas de ponto de luz e respectiva tubulação; Concretagem; Os escoramentos devem ser considerados no projeto da laje. No escoramento prever uma contraflecha para a futura acomodação da laje, conforme orientação do fabricante ou do calculista. Recomenda-se um prazo de 21 dias para a retirada dos escoramentos e de 28 dias para as lajes em balanço.
Lajes pré-fabricadas
Lajes pré-fabricadas O Baixo Custo é o maior atrativo das lajes pré fabricadas, pois são tão eficientes quanto os outros sistemas, entretanto limitada a pequenos vãos e baixas cargas. Também são versáteis ao manuseio. Permitem o escoramento transversal apenas, reduzindo custo e otimizando o processo.
Capeamento: Lajes pré-fabricadas A capa tem função extremamente importante como elemento de solidarização dos componentes da laje (vigotas e blocos), evitando fissuras por movimentações diferenciadas. Deve-se sempre adotar capa com altura mínima de 3 cm a 4 cm.
Laje treliçada Laje de treliça: Este tipo de laje tem o mesmo princípio das lajes pré moldadas, porém, para melhorar a aderência das vigotas ao concreto utilizado no capeamento das lajes, foi desenvolvido um tipo de armação das vigotas em forma de treliça. Vencem vãos de 10 m a 12 m.
Laje treliçada Como parte da armadura da vigota fica exposta o concreto da capa que é lançado após a montagem da laje, envolve totalmente a treliça favorecendo a aderência, evitando assim, o aparecimento de trincas na laje.
Laje treliçada Características: Capacidade de vencer grandes vãos livres e suportar altas cargas; Capacidade de suportar paredes apoiadas diretamente sobre a laje, fazendo-se previamente as considerações necessárias; Possibilidade de redução da quantidade de vigas e conseqüentemente de pilares e fundações do sistema estrutural de qualquer edificação. Com a redução da quantidade de pilares, ganha-se espaço interno; Redução do custo final da estrutura, entre economia de aço, concreto, fôrma e mão-de-obra;
Laje treliçada Menor peso próprio com conseqüente alívio das cargas em vigas, pilares e fundações; Redução do escoramento, devido ao baixo peso próprio; Eliminação do uso de fôrma para a execução das lajes; Maior agilidade na montagem; Baixo índice de desperdício; Melhoria das características térmicas e acústicas, quando a laje é executada com blocos de EPS.
Lajes pré-fabricadas Poliestireno expandido (EPS): o seu uso é cada vez mais comum na construção civil, principalmente na execução de lajes. O E.P.S. (Isopor) atua como elemento intermediário na Laje Treliça pré-fabricada, reduzindo significativamente o peso próprio da laje acabada. Quando o objetivo é trazer mais leveza a laje, quer por economia na estrutura ou por necessidade para vencer grandes vãos livres, a lajota de EPS se torna uma solução muito interessante, pois permitem a montagem e concretagem das lajes pré-moldadas como com lajotas cerâmicas, trazendo entretanto muito mais leveza para a laje.
EPS (isopor): Lajes pré-fabricadas
Poliestireno expandido (EPS): São algumas das vantagens de seu uso: Diminuição do peso próprio da estrutura, refletindo diretamente nos seus custos; Redução da mão de obra; Baixa absorção de água; Isolante térmico e acústico; Alta imunidade a fungos e bactérias; Diminuição de perdas devido a quebras; Diminuição em fôrmas e escoramentos; Cuidados com seu uso: possui alta sensibilidade a produtos que contêm solventes; libera gases tóxicos quando exposto ao fogo.
Lajes nervuradas São um conjunto de vigas que se cruzam e que são solidarizadas por uma capa ou mesa de compressão.
Lajes nervuradas Segundo a NBR 6118, lajes nervuradas são "lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração é constituída por nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte." As evoluções arquitetônicas, que forçaram o aumento dos vãos, tornaram as lajes maciças desfavoráveis economicamente, na maioria dos casos. Surgem, como uma das alternativas, as lajes nervuradas.
Lajes nervuradas O mesmo reticulado de vigas pode ser feito, em concreto armado e protendido. O sistema denominado de laje nervurada, tem sua origem em 1854, quando William Boutland Wilkinson patenteou um sistema em concreto armado de pequenas vigas regularmente espaçadas, onde os vazios entre as nervuras foram obtidos pela colocação de moldes de gesso, sendo uma fina capa de concreto executada como plano de piso.
Lajes nervuradas No sistema nervurado tem-se um alívio do peso próprio da estrutura e um aproveitamento mais eficiente dos materiais, aço e concreto, já que a mesa de concreto resiste aos esforços de compressão e a armadura os de tração. Os vazios são obtidos com moldes plásticos removíveis ou então pela colocação de material inerte, como por exemplo o Isopor ou peças cerâmicas.
Lajes nervuradas Em relação à laje maciça, a laje nervurada é mais econômica por eliminar o concreto desnecessário na região tracionada.
Lajes nervuradas Resultantes da eliminação do concreto abaixo da linha neutra, elas propiciam uma redução no peso próprio e um melhor aproveitamento do aço e do concreto. A resistência à tração é concentrada nas nervuras, e os materiais de enchimento têm como função única substituir o concreto, sem colaborar na resistência. Essas reduções propiciam uma economia de materiais, de mão-de-obra e de fôrmas, aumentando assim a viabilidade do sistema construtivo.
Lajes nervuradas Tipos de Laje nervurada: Lajes nervuradas moldadas no local Lajes nervuradas pré moldadas
Lajes nervuradas Laje moldada no local Todas as etapas de execução são realizadas "in loco". Portanto, é necessário o uso de fôrmas e de escoramentos, além do material de enchimento. Pode-se utilizar materiais inertes para substituir as fôrmas. Essas fôrmas já são encontradas em polipropileno ou em metal, com dimensões moduladas, sendo necessário utilizar desmoldantes iguais aos empregados nas lajes maciças.
Lajes nervuradas Laje com nervuras pré-moldadas Nessa alternativa, as nervuras são compostas de vigotas pré-moldadas, que dispensam o uso do tabuleiro da fôrma tradicional. Além das vigotas, essas lajes são constituídas de elementos de enchimento, que são colocados sobre os elementos pré-moldados, e também de concreto moldado no local.
Lajes nervuradas Lajes Nervuradas com Capitéis e com Vigas-faixa: Nas regiões de apoio, tem-se uma concentração de tensões transversais, podendo ocorrer ruína por punção. Pode ser que apareçam esforços solicitantes elevados, que necessitem de uma estrutura mais robusta nestes pontos. Nesses casos, entre as alternativas possíveis, pode-se adotar: região maciça em volta do pilar, formando um capitel ou ábaco; faixas maciças em uma ou em duas direções, constituindo vigas-faixa.
Capitel
Vigas faixa
Lajes nervuradas Materiais de enchimento: A principal característica das lajes nervuradas é a diminuição da quantidade de concreto, na região tracionada, podendo-se usar um material de enchimento ou não. Além de reduzir o consumo de concreto, há um alívio do peso próprio. Portanto, o material de enchimento deve ser o mais leve possível, mas com resistência suficiente para suportar as operações de execução. Deve-se ressaltar que a resistência do material de enchimento não é considerada no cálculo da laje.
Lajes nervuradas Materiais de enchimento: Podem ser utilizados vários tipos de materiais de enchimento, entre os quais: blocos cerâmicos, blocos vazados de concreto e blocos de EPS (poliestireno expandido), também conhecido como isopor. Esses blocos podem ser substituídos por vazios, obtidos com fôrmas constituídas por caixotes reaproveitáveis.
Lajes nervuradas Dimensões mínimas: a) Espessura da mesa Quando não houver tubulações horizontais embutidas, a espessura da mesa deve ser maior ou igual a 1/15 da distância entre nervuras e não menor que 3 cm; A espessura da mesa deve ser maior ou igual a 4cm, quando existirem tubulações embutidas de diâmetro máximo 12,5mm.
Lajes nervuradas b) Largura das nervuras A largura das nervuras não deve ser inferior a 5cm;
Lajes nervuradas O pré-dimensionamento das lajes nervuradas protendidas, para a determinação da altura da laje, fica determinado pela seguinte equação: h = l/23 a l/28, sendo h = altura da laje nervurada e l = distância entre os apoios (pilares), em cm. Podem chegar a vãos da ordem de 20 m.
Lajes Protendidas Tipos de protensão: Com aderência inicial (laje pré moldada) Com aderência posterior Sem aderência (laje moldada in loco)
Laje protendida pré fabricada Com aderência inicial
Concreto protendido sem aderência (armadura de protensão pós-tracionada) A armadura ativa é tracionada após a execução da peça de concreto.
Protensão com aderência A estrutura com aderência apresenta maior segurança diante de situações extremas como incêndios e explosões, pois a cordoalha está envolta em nata de cimento e bainha metálica. A aderência permite que sejam feitas aberturas e cravações de pinos e chumbadores nas peças concretadas. Mesmo se cortado, o cabo continuará aderente. A aderência da cordoalha com o concreto proporciona à estrutura redução na taxa de armadura passiva necessária à solução não aderente. A aderência responde por uma melhor distribuição das fissuras e maior segurança à Ruina (ELU).
Protensão sem aderência O manuseio de cordoalhas deve ser feito com cuidado especial, para evitar danos no plástico que as envolve. Não há no processo a operação de injeção de nata de cimento no interior das bainhas. Os cabos são leves e de fácil manuseio.
Protensão sem aderência A bainha plástica (e não metálica) ao redor da cordoalha diminui a capacidade da estrutura de resistir ao fogo, em caso de incêndio. Aberturas e cravações de pinos e chumbadores devem ser evitadas, para que não se rompa a cordoalha, o que anularia o efeito da sua protensão.
Protensão sem aderência Na ancoragem concentra-se toda a responsabilidade por manter a força de protensão. Uma falha nesta peça significa desativação instantânea do cabo e perda total de sua colaboração. Devido à inexistência de aderência entre as cordoalhas e o concreto, é necessária maior quantidade de armadura passiva.
Lajes Protendidas Lajes Lisas: A solução estrutural de laje maciça protendida, sem vigas é chamada de laje lisa protendida. A placa é apoiada diretamente sobre os pilares. Este tipo de solução está sendo muito utilizado atualmente, principalmente em edificações residenciais e comerciais. A ordem máxima de vão obtido com esse sistema é de 12 m; para vãos maiores a laje torna-se demasiadamente espessa, inviabilizando o seu uso.
Lajes Protendidas Lajes Cogumelo: As lajes maciças sem vigas sofrem o efeito do puncionamento junto aos pilares, ou seja, forças cortantes elevadas nos apoios que tentam furar o pano de laje; dessa maneira, outra solução viável para esse sistema é criar um enrijecimento junto aos pilares, por meio de um engrossamento da laje (ábaco) ou um engrossamento do pilar (capitel). Este sistema é também denominado de laje cogumelo protendida e, com esse sistema, pode-se diminuir a espessura da placa fora da região do pilar.
Lajes Protendidas As lajes lisas sem vigas têm a espessura prédimensionada da seguinte maneira: h = l/30 a l/40, sendo h = altura da laje maciça e l = distância entre os pilares, em cm. As lajes cogumelo (com engrossamentos junto aos pilares) têm a espessura pré-dimensionada por: h = l/34 a l/44.
Lajes Protendidas Laje alveolar: As Lajes alveolares ou Painéis Protendidos são compostas por painéis de concreto protendido, que dispensa a utilização de escoramentos. Os painéis são caracterizados por seções transversais com alturas constantes e alvéolos longitudinais, responsáveis pela redução do peso da peça. São disponíveis nas larguras 125cm e alturas de 15, 20, 26 e 30cm, composta de concreto de elevada resistência à compressão compressão (fck 45 MPa) e aços especiais para protensão, também possui uma perfeita qualidade visual aliada a um produto de alta resistência estrutural.
Laje alveolar: Lajes Protendidas
Lajes Protendidas Laje alveolar: Com dispensa de escoramento o painel protendido proporciona rapidez na montagem da obra, possibilitando redução no prazo de entrega e vence grandes vãos com sobrecargas maiores. Indicada para Shoppings Centers, Hipermercados, Centros Logísticos, Galpões Industriais, Edifícios Multipavimentos e obras de grande porte, tem sido bem aceitas no ramo da construção civil, como sendo um produto de ótima relação custo x beneficio.
Protensão com e sem aderência: qual a melhor? As duas soluções são tecnicamente viáveis, quando bem executadas. Ambas apresentam vantagens e desvantagens. A escolha da melhor opção depende das características de obra e projeto onde a solução em concreto protendido será usada. Desde que sejam atendidas as exigências das normas técnicas e da boa execução, os sistemas de protensão aderente ou não aderente são tecnicamente equivalentes e seguros, como provam milhões de metros quadrados já executados, tanto em um, como em outro sistema.
Protensão com e sem aderência: qual a melhor? É interessante se saber que: A solução não aderente apresenta maior número de pontos críticos (riscos), razão pela qual tanto o projeto como a execução exigem as providências adequadas. Aberturas e demolições em lajes são mais arriscadas no sistema engraxado.
Protensão com e sem aderência: qual a melhor? Não temos normalização brasileira específica para cabos engraxados, mas as Normas e Recomendações estrangeiras permitem uma abordagem perfeita do assunto. O custo ligeiramente mais elevado (5 a 10%) da solução aderente pode e deve ser otimizado com um melhor aproveitamento dos materiais. A solução não aderente é viável e interessante, mas exige cuidados especiais na proteção contra a corrosão, desempenho perfeito e por tempo indefinido das ancoragens. Não se recomenda o seu emprego em estruturas expostas a agentes corrosivos ou água do mar.