A importância deste trabalho está no processamento de pesquisas relacionadas à verificação do dimensionamento de lajes pré-fabricadas em edifícios residenciais e seus respectivos desvios, a alteração de aberturas, resistência do concreto, altura de cobrimento e vigas, apresentando os elementos componentes, bem como a parâmetros para as dimensões, verificando se os esforços requeridos estão de acordo com as vigas utilizadas, a fim de mensurar tais variações, chegando à conclusão que com a mudança da camada de concreto não foram encontradas alterações significativas. O processo construtivo exige cada vez mais o uso de tecnologias inovadoras e melhor desempenho construtivo, por isso as estruturas pré-fabricadas se destacam. A importância deste projeto é verificar as dimensões de lajes pré-fabricadas em edifícios residenciais, verificando se as variações são significativas.
O BJETIVOS
Objetivo Geral
Objetivo específico
E STRUTURA DO TRABALHO
L AJES PRÉ - FABRICADAS
Composição das lajes semi-pré-fabricadas
Quando o equipamento não estiver disponível para realizar um dos ensaios para obtenção da resistência à tração, a ABNT NBR 6118:2014 prevê o seu cálculo com base no valor obtido da resistência à compressão (CARVALHO e FILHO, 2014). Existem vários tipos de aço no mercado brasileiro, porém, segundo a ABNT NBR apenas as categorias CA 25, CA 50 e CA 60 são recomendadas para a produção de armaduras de concreto armado. Conforme ABNT NBR c para fins de utilização e placas pré-fabricadas, o aço deve atender às especificações descritas na tabela 2.2.
Vigotas
Segundo Carvalho e Filho (2014), existem três tipos de vigas utilizadas para montagem de lajes pré-moldadas: vigas treliçadas (VT), vigas de concreto protendido e vigas de concreto armado. De acordo com a ABNT NBR 6118/2014, as vigas de concreto armado podem ser produzidas com armadura de aço CA-60 e concreto de no mínimo 20MPa. Painéis de chapa montados com vigas de concreto armado não permitem que sejam bidirecionais (Figura 2.4).
Blocos
Segundo Carvalho e Filho (2014), vigas de concreto armado (VC) são vigas com seções geralmente em “T” invertido, com a armadura totalmente revestida de concreto. Lajes com vigas de concreto armado (VC) podem apresentar diversas limitações, incluindo a impossibilidade de suportar grandes vãos e grandes cargas acidentais, sendo geralmente utilizadas em construções residenciais onde não predominam cargas concentradas ou dinâmicas. São utilizados elementos de enchimento, que não são estruturais, mas sim confeccionados com material de qualidade para garantir maior segurança durante a montagem e concretagem da laje.
Segundo a ABNT NBR, esses elementos são componentes pré-fabricados com diversos materiais inertes, maciços ou ocos, imprensados entre vigas com o objetivo de reduzir o volume de concreto e o peso da laje e servir de forma para o concreto complementar. Além disso, os elementos de enchimento determinam a geometria, a altura (H) e o intereixo (I) da placa e interferem na deformação por fluência (SANTINE, 2006). Os blocos cerâmicos podem ter a função de suporte da construção, ou seja, uma função estrutural para que o peso seja distribuído além dos pilares, também nos blocos, ou como função de fechamento, para cobrir vãos, como paredes.
Apresentam boas propriedades em termos de resistência à compressão, isolamento térmico e acústico, bom índice de absorção, precisão dimensional e adaptabilidade à estética do edifício (Figuras 2.5 e 2.6). Segundo a ABNT NBR, um bloco de concreto pode ser definido como um elemento de parede cuja área útil é igual ou inferior a 75% da área bruta. Tem função em parede estrutural, que pode ser definida como um sistema de paredes feitas de blocos de concreto, que, além da função de vedação da edificação, também tem a função estrutural de suportar o peso e as cargas das paredes individuais, e também contribuir para a suavização em relação ao peso próprio dos painéis de montagem (Figura 2.7).
Os blocos de EPS ou poliestireno expandido (EPS – ExpandedPolystyrene) (Figura 2.8) é um material do grupo dos termoplásticos que tem como principais características a fácil flexibilidade quando exposto ao calor.
A ÇÕES E COMBINAÇÕES DE CARREGAMENTOS
Ações sobre as estruturas
Ações permanentes: são as cargas aplicadas durante a maior parte da vida útil da estrutura. Ações Extraordinárias: São cargas que permanecem na estrutura por muito pouco tempo ou podem nem ser aplicadas. Carga Involuntária: São as ações variáveis que atuam nas edificações durante seu uso.
Carregamentos decorrentes do uso das edificações
Encargo excepcional: Um encargo excepcional é o resultado da realização de ações excepcionais que podem ter consequências catastróficas. O estresse excepcional é transitório e tem duração extremamente curta. Carregamento de construção: É aceite em estruturas onde existe risco de ocorrência de estados limites, já na fase de construção. Se necessário, deverão ser analisadas combinações de ações para verificar as condições de segurança de acordo com os estados limites a ter em conta durante a fase de construção.
Combinações de carregamentos
A NÁLISE DAS V IGOTAS PRÉ - MOLDADAS
Caracterização da Geometria – Largura colaborante de vigas de
Cálculo do vão máximo
Para tanto, serão consideradas a resistência característica à compressão do concreto (fck) obtida pelo ensaio de pressão do concreto, a tração (fyd) e a área da armadura (As) (ABNT NBR CARVALHO e FILHO, 2014). Para verificar a geometria da seção transversal, será inicialmente assumido que a linha neutra (´´x´´) passa pela mesa, portanto considerada retangular. No concreto comprimido, a resistência à compressão será calculada através da equação abaixo, levando em consideração a largura contribuinte da mesa da viga (bf) e a tensão na seção solicitada pelo momento de cálculo (ABNT NBR CARVALHO e FILHO, 2014).
Fs = Fc (2,4) . a) Verificação do domínio em que atua a seção e das tensões na armadura, através da análise da posição da linha neutra. Para esta verificação será necessária a obtenção da altura útil da viga, ou seja, a distância entre o centro de gravidade da armadura longitudinal tracionada e a fibra mais comprimida do concreto (ABNT NBR CARVALHO e FILHO, 2014). Pela similaridade triangular obtemos as características do limite entre os domínios 2 e 3, retirados da Figura 2.10, dos domínios de deformação no estado limite último em relação à seção transversal (Figura 2.9), analisando em qual domínio a peça irá operar de acordo para a posição da linha neutra (x) (ABNT NBR.
Verificação das flechas imediatas e diferidas ao longo do tempo
Dia é a distância interaxial de cada nervura e pw/m² é a soma das cargas acidentais, desgaste e peso próprio. Cálculo da posição da linha neutra na fase limpa II, considerando primeiro a linha neutra passando pela mesa, (𝑥𝑖𝑖 < ℎ𝑓, 𝑠çã 𝑏 𝑓. Sendo 'p' a carga em cada nervura e 'l' o comprimento máximo de cada viga calculado para o estado limite último (ELU). c) Cálculo da inércia média de Branson.
A deflexão por carga acidental é dada pela diferença entre a carga total, levando em consideração uma combinação rara, e a carga permanente, e de acordo com a restrição para carga acidental será verificado se a deflexão atende aos parâmetros de restrição) ( ABNT NBR CARVALHO e FILHO, 2014). Os resultados da inércia média e das setas para diferentes combinações serão apresentados em tabelas. g) Determinação do efeito da fluência. Para determinar o efeito da fluência será considerada a combinação quase permanente e o momento do início da aplicação da carga.
O valor obtido será comparado com o limite de deflexão para aceitabilidade sensorial e deflexão total em tempo infinito, que deve ser menor que 250𝑙 para que a condição de deformação seja atendida (CARVALHO e FILHO, 2014).
D IMENSIONAMENTO
Esforços solicitantes
Tipos de apoios e distribuição de cargas
Elementos submetidos à flexão simples
R ESISTÊNCIA DAS VIGOTAS
- Estados-limites
- Estado Limite-Último
- Estado-Limite de Serviço
- Domínios de Deformação
Segundo a ABNT NBR, a análise estrutural deve considerar todas as ações que atuam na estrutura para garantir a sua segurança, levando em consideração os estados limites últimos e os estados de serviço. O estado limite último está associado ao colapso ou a qualquer forma de ruína estrutural que impossibilite a utilização, total ou parcial, da estrutura. Segundo a ABNT NBR, a verificação da segurança da estrutura deve ser realizada de acordo com os seguintes estados limites (CARVALHO e FILHO, 2014): . a) estado limite final de perda de equilíbrio da estrutura, aceita como corpo rígido;
Os estados limites de serviço estão relacionados ao conforto dos usuários, durabilidade, aparência e bom aproveitamento das estruturas, para atendimento aos usuários, máquinas e equipamentos suportados pelas estruturas. a) Estado limite para fissuração; O estado limite de fratura é caracterizado quando a distribuição das deformações na seção transversal pertence a um dos domínios que representam as diferentes possibilidades de seção ruína. Os domínios 1 e 2 correspondem à deformação convencional por deformação excessiva, enquanto os demais correspondem à deformação convencional por encurtamento da fronteira do concreto.
A linha neutra está fora da seção transversal, o concreto está completamente fissurado e os esforços são resistidos apenas pelo aço. A linha neutra cruza a seção transversal (tensão e pressão) entre os domínios 3 e 4 e sua altura varia dependendo do tipo de aço. A fratura do concreto ocorre ao mesmo tempo que a da armadura (εs= εyd), e o colapso ocorre com aviso (grandes deformações) (CARVALHO e FILHO, 2014; . SILVA, 2001).
A linha neutra corta a seção (tração e compressão), a tensão de escoamento não é atingida, a fratura é frágil, sem aviso, pois o concreto fissura sem grandes deformações na armadura.
D IMENSIONAMENTO DA LAJE
Foi realizada pesquisa bibliográfica do tamanho das lajes pré-fabricadas para verificar tais variações, as quais foram resumidas em uma tabela se houve variações significativas ou não. Primeiramente será realizado um estudo preliminar, que consiste no planejamento e coleta de dados, para iniciar o dimensionamento. Serão analisadas 27 lajes pré-moldadas com vãos diferentes, alterando a resistência do concreto e alterando a camada.
O tamanho das lajes pré-fabricadas é fundamental para a execução de um projeto, pois determina o momento fletor calculado e assim garante o bom desempenho da estrutura. Para calcular as características da seção no estágio II puro é necessário conhecer inicialmente o módulo de deformação longitudinal do concreto para encontrar o valor de 𝛼𝑒 (relação entre o módulo de deformação do aço e do concreto). Para o estágio II puro, o valor da posição da linha neutra é representado pela equação XII com A's=0 / Supondo inicialmente que a linha neutra passa pela mesa.
P LANILHA PARA ANÁLISE DE FLECHAS
C ORRELAÇÃO DAS FLECHAS INFINITAS
Através de cálculos, os dados foram retirados para completar as tabelas e gráficos, e foram obtidos os resultados da verificação de seta infinita para os edifícios residenciais. Para obter esses resultados foram calculados vinte e sete tipos de lajes pré-moldadas com diferentes tipos de espaçamento, MPa, cobrimento e Be.
F LECHAS INFINITAS
As lajes pré-fabricadas podem ser aplicadas em edifícios residenciais, fábricas, pequenas casas, entre outros. Através deste estudo foi possível analisar que em um projeto as dimensões eficientes das lajes são muito importantes porque as lajes pré-fabricadas são formadas a partir de pequenos elementos estruturais, que podem sofrer deformações excessivas. Portanto, por se tratarem de peças prismáticas, devemos levar em consideração vários fatores, bem como as medidas das aberturas, a resistência do concreto utilizado, o cobrimento do concreto e a altura da viga, para obter os valores necessários, para evitar desvio excessivo.
Investigação experimental da deformação ao longo do tempo de lajes contínuas e simplesmente apoiadas realizadas com vigas pré-moldadas de concreto.
