Algumas Vantagens das Estruturas Mistas sobre as Convencionais

Ao se comparar as estruturas mistas com os sistemas de estruturas convencionais, onde se emprega somente o concreto ou somente a madeira, verifica-se a viabilidade de sua utilização. Do ponto de vista econômico, NATTERER et al. (1996) citam alguns aspectos importantes quando confrontados com construções exclusivamente de madeira. Em relação a estas últimas, as estruturas mistas apresentam comportamento mais adequado de resistência à propagação de fogo, melhores propriedades acústicas e de vibrações, destacando-se também os efeitos favoráveis às propriedades de curvatura e estabilidade global da estrutura.

Quando se comparam estruturas mistas com lajes de piso ou cobertura em concreto armado, além da redução do custo direto por metro quadrado, CECCOTTI (1995) também aponta a maior rapidez de execução da estrutura, emprego de menor número de escoras e fôrmas como aspectos favoráveis à sua aplicação.

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Neste aspecto, vale a pena ilustrar que no caso das obras em concreto armado moldado no local, as fôrmas podem representar até 40 % do custo global de uma estrutura convencional, conforme custos de Janeiro de 2000 apresentados na Revista Construção São Paulo (2000), e reproduzidos na TABELA 2.01.

TABELA 2.01 – Preço unitário Pini de estrutura de concreto armado

Descrição (R$/m3)

Concreto C15 MPa preparado com betoneira 148,36

Armadura CA-50 – 100 kg/m3 de concreto 215,84

Fôrmas de chapa de madeira compensada – 12 m2_/m3 _{de concreto 293,45}

Andaimes 5,04

Lançamento e aplicação do concreto 57,66

Preço total 720,35

FONTE: CONSTRUÇÃO SÃO PAULO (2000), p. 147

A execução de uma estrutura mais leve, graças a redução do peso próprio, possibilita o emprego de sistema de fundação mais simples. Do ponto de vista arquitetônico, as vigas de madeira que podem ficar aparentes internamente, propiciam um aspecto melhorado.

Em se tratando de construções expostas ao meio ambiente, como no caso das pontes e passarelas, é possível através de prolongamentos e por meio de pingadeiras na laje de concreto proteger as peças de madeira contra os efeitos da deterioração.

Acerca da eficiência de estrutura com seções mistas em madeira-concreto, esta técnica apresenta capacidade de carga, aproximadamente, duas vezes maior que em estrutura exclusivamente em madeira e rigidez melhorada de três a quatro vezes, descreve CECCOTTI (1995). Numa comparação com estruturas que contenham materiais que trabalhem independentemente, ou seja, sem um sistema de interação, as estruturas mistas podem promover aumento em torno de duas vezes para a resistência última, conforme McCULLOUGH (1943), PINCUS (1969) e AHMADI & SAKA (1993).

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McCULLOUGH (1943) descreve ainda que peças mistas ensaiadas apresentaram deslocamentos verticais menores que 25% em relação aos deslocamentos verticais para as mesmas peças ensaiadas sem a presença de um sistema de conexão. Reduções de deslocamentos verticais da ordem de 1/5 dos valores apresentados quando na ausência do sistema de conexão entre o concreto e madeira, em painéis de piso, foram relatadas por AHMADI & SAKA (1993).

Para que ocorra essa drástica redução da flecha de aproximadamente 75%, o sistema de ligação deve ter uma eficiência muito elevada. Experimentalmente, dos ensaios realizados nessa pesquisa, em vigas de seções “T” obteve-se com o sistema de ligação por adesivo epoxi a redução da flecha da ordem de 72%.

MAGALHÃES & CHAHUD (1998) mediante ensaios de duas vigas “T” em concreto- madeira com conectores metálicos, por pregos, verificaram que essas apresentaram rigidez aumentada de 40% em relação a uma viga de madeira, na fase elástica.

CECCOTTI (1995) apresenta um gráfico comparativo sobre o crescimento do peso próprio com o aumento do vão livre para três tipos de estruturas de piso, com um suposto carregamento distribuído de serviço q = 2,5 kN/m2.

Adotando-se as densidades da madeira e do concreto, pode-se ter uma noção geral das dimensões das alturas das placas representadas na Figura 2.06, para um certo vão da estrutura e dos pesos próprios das extraídos das retas a e c. No caso da reta c, para os vãos de 200 cm e 1000 cm e adotando-se um concreto com peso específico de 25 kN/m3, tem-se 12 cm e 38 cm de espessura, respectivamente. Em geral, nos projetos de concreto armado, considerando-se, por exemplo, lajes armadas em uma direção, bi-apoiadas e aço CA 50A essas espessuras poderiam ser adotadas de 10 cm e 42 cm, respectivamente.

Na situação da reta inferior, a, considerando-se uma espécie madeira de peso específico de 3,40 kN/m3_{, valor este utilizado em exemplo de cálculo por CECCOTTI (1995), para os vãos} de 200 cm e 1000 cm do sistema de piso proposto, obter-se-iam 14 cm e 44 cm, respectivamente.

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Ou então, 9 cm e 27 cm para uma madeira de peso específico igual 5,60 kN/m3 como no caso do

Pinus elliotti.

(a)

(b)

(c)

FIGURA 2.06- Peso próprio x vão para pisos sob ação de serviço de 2,5 kN/m2, para as seguintes situações: (a) seção somente madeira; (b) madeira- concreto;(c) somente concreto armado.

FONTE: CECCOTTI (1995), p. 1.

É interessante observar através desse gráfico a estrutura mista em concreto-madeira ocupando uma situação intermediária entre a placa de madeira e a placa de concreto armado. A importância de cada uma dessas modalidades estruturais para a construção civil pode assim ser caracterizada, por exemplo, pelo reduzido peso próprio das estruturas de madeira, ou pela grande rigidez obtida nas estruturas de concreto armado.

Em razão de aspectos tais como: capacidade de carga, disponibilidade de materiais, porte da estrutura, equipamentos e mão-de-obra, entre outros, o projetista nortear-se-á dentre as diversas formas de constituir a seção mista para a estrutura desejada.

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