GUILHERME MORGAN STAATS

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UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS ENTRE SISTEMAS ESTRUTURAIS DE LAJES MACIÇAS, NERVURADAS E VIGOTAS-PROTENDIDAS EM UM MODELO

ESTRUTURAL

Ijuí 2019

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GUILHERME MORGAN STAATS

ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS ENTRE SISTEMAS ESTRUTURAIS DE LAJES MACIÇAS, NERVURADAS E PROTENDIDAS EM UM MODELO

ESTRUTURAL

Projeto de pesquisa apresentado como requisito para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de curso de Engenharia Civil da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.

Orientador: Prof. Me Diorges Lopes

Ijuí 2019

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Dedicoiesteitrabalho à pessoa mais importante da minha vida, minha mãe Salete.

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente quero agradecer a Deus, por tudo que ele me proporcionou, por me manter sempre firme e com foco nos meus objetivos.

Agradeço a minha mãe Salete Morgan que sempre fez o máximo para me proporcionar tudo de melhor, por me incentivar em todos os momentos, por sempre estar do meu lado e pra que torna-se tudo isso possível. Ao meu pai Claudir Cesar Staats, que sempre me deu apoio e carinho quando eu precisei e que sempre me incentivou nas minhas escolhas, sempre mostrando o melhor caminho para que fosse trilhado.

Agradeço também meus amigos que sempre estiveram do meu lado, que sempre me ajudaram e me apoiaram esses que eu escolhi para correr do meu lado e que nunca me deixaram seguir meu caminho sozinho. Também quero agradecer aos pais dos meus amigos, que sempre me receberam de braços abertos e me acolheram em todos os momentos.

Aos demais familiares, quero deixar meu agradecimento, por sempre me incentivarem a seguir meu caminho, que fazem algumas datas ficarem mais importantes e que me ensinaram que em uma família unida nunca faltará amor e carinho.

Quero agradecer a Ana Carolina Teixeira, por sempre estar do meu lado nesse período da faculdade, por vencer comigo todos os desafios que a vida acadêmica proporciona e por me incentivar a nunca desistir e sempre me tornar uma pessoa melhor.

Deixo aqui meu agradecimento aos demais amigos e colegas de faculdade, que sempre me ajudaram e me apoiaram. Também aos meus professores pelos ensinamentos e aprendizados, pelo tempo em que dedicaram suas vidas a ensinar e colaborar para um futuro, especialmente ao meu orientador Diorges Lopes que me deu o apoio para realizar esse trabalho e ao professor Marcus Thompsen Primo por me mostrar a matéria de estruturas, incentivar e ajudar na realização desse trabalho.

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RESUMO

MORGAN, Guilherme Staats. ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS ENTRE

SISTEMAS ESTRUTURAIS DE LAJES MACIÇAS, NERVURADAS E

PROTENDIDAS EM UM MODELO ESTRUTURAL. 2020. Trabalho de Conclusão de

Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2020.

Quando o crescimento populacional interfere consideravelmente em alguma atividade, a mesma procura se especializar e, a cada dia, buscar uma forma de melhorar a produtividade na qualidade e nos custos, com isso, tornou-se necessário um investimento na construção civil, principalmente na parte estrutural, a qual é a parte mais cara e importante de uma obra. Com isso, a tecnologia no desenvolvimento de lajes surgiu para amenizar os custos, deixar a estrutura mais harmônica e cada vez mais vencendo alturas inimagináveis no passado. Por isso, é necessário analisar as estruturas, sempre pensando em uma forma de reduzir os custos, mantendo a estabilidade e atendendo os projetos de forma eficaz, pois a cada dia as estruturas tendem a suportar uma carga maior sem a interferência da estrutura no design do interior. Dessa forma, foi realizado um estudo na comparação de três tipos de lajes, com o mesmo modelo estrutural, uma estrutura comercial de 10 m de largura por 16 metros de comprimento, suportando uma carga de 2400 kgf/m².Tendo em vista as limitações das lajes, foi possível dimensionar os pilares e as vigas, conforme cada estrutura pudesse suportar determinando um vão máximo para cada uma, que fosse linear e que não precisasse usar armadura dupla em nenhuma estrutura. Pensando nisso, foram desenvolvidos três projetos, realizando o dimensionamento destes no programa Eberick e, em seguida, analisando os quantitativos retirados do programa. Usando valores comerciais foi possível a realização da previsão do orçamento. De maneira a chegar ao melhor resultado em relação a custos para essa estrutura, assim garantindo a estabilidade da estrutura, mantendo um custo reduzido e podendo vencer um vão cada vez maior.

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ABSTRACT

MORGAN, Guilherme Staats. COMPARATIVE ANALYSIS OF COST BETWEEN

STRUCTURAL SYSTEMS OF MASSIVE SLABS, WAFFLE SLABS AND PRESTRESSED IN A STRUCTURAL MODEL.2020. Course Competition Paper. Civil

Engineering Course, Northwestern Regional University of Rio Grande do Sul State – UNIJUÍ, Ijuí, 2020.

When the population growth interferes significantly in any activities, it seeks to specialize itself and, constantly, looks for the best way to improve productivity when it comes to quality and pricing. Investments in civil construction became necessary, mostly in the structural part, which is the most expansive and important of the construction. The technology in the development of slabs arose, to relieve costs, make the structure more harmonious and increase heights that were unimaginable in the past. Consequently, the analyses of structures are necessary, always aiming a way to reduce costs, preserving the stability and meeting the projects in an effective way, as day after day, the structures tend to brace larger weights without interfering in the interior design. Thus, a study was carried out comparing the three types of slabs, with the same structural model, a commercial structure of 10 meters wide by 16 meters long, bracing a load of 2400 kgf/m². Observing the limitations of the slabs, it became possible to place the pillars and beams in a way that each structure could brace, setting a maximum span for each one, which was linear and did not require double armor in any structure. Thinking of it, three projects were developed, implementing the scale of those projects in the Ebrick program, followed by the analysis of the data detached from the program. Using commercial values, it was possible to predict the budget, in order to reach the best result when it comes to the cost of this structure, ensuring the stability of the structure, keeping the cost reduced and being able to withstand an even bigger span.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Representação de um sistema estrutural de lajes maciças ... 19

Figura 2 - Limpeza geral e liberação da fôrma para colocação da armadura ... 22

Figura 3 - Armadura colocada nas lajes e vigas ... 22

Figura 4 - Concretagem da laje maciça ... 23

Figura 5 - Laje nervurada moldada no local ... 25

Figura 6 - Laje nervurada treliçada unidirecional ... 25

Figura 7 - Laje nervurada treliçada bidirecional ... 26

Figura 8 - Escoramento em fôrmas de polipropileno ... 28

Figura 9 - Montagem das fôrmas com polipropileno ... 29

Figura 10 - Montagem das fôrmas com assoalho ... 30

Figura 11 - Fôrmas de concreto celular e espaçadores ... 31

Figura 12 - Posicionamento das armaduras longitudinais e de distribuição na mesa... 32

Figura 13 - Estiramento da armadura de protensão com cilindro hidráulico ... 34

Figura 14 - Peças concretadas e sendo curadas, com a armadura estirada e fixada nas extremidades ... 34

Figura 15 - Aplicação das protensões nas peças com o relaxamento da armadura as ancoragens ... 34

Figura 16 - Pistas de protensão ... 35

Figura 17 - Laje concretada com a bainha ... 36

Figura 18 - Laje concretada com o cabo de protensão disposto dentro da bainha ... 36

Figura 19 - Estiramento e ancoragem da armadura de protensão... 36

Figura 20- Termologia empregada ... 41

Figura 21- Valores em porcentagem por etapa da construção... 44

Figura 22 - Planta Baixa ... 47

Figura 23 - Modelo Estrutural ... 47

Figura 28 - Planta de Forma ... 54

Figura 29 - Planta de Locação ... 55

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Figura 31 - Planta de Forma Térreo ... 58

Figura 32 - Planta de Forma Cobertura ... 60

Figura 35 - Planta de Forma Térreo ... 66

Figura 36 - Planta de Forma da Cobertura ... 69

Figura 39 - Planta de Forma do Pavimento Térreo ... 76

Figura 40 - Planta de Forma Pavimento Cobertura ... 78

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Indice de Dados do Pavimento Térreo ... 46

Tabela 2 - Índice de Dados do Pavimento Cobertura ... 46

Tabela 3 - Valores adquiridos para o Concreto ... 51

Tabela 4 - Valores adquiridos para o Aço ... 51

Tabela 5 - Valores adquiridos para os Blocos de EPS pela Empresa A ... 52

Tabela 6 - Valores adquiridos para os Blocos de EPS pela Empresa B ... 52

Tabela 7 - Valores adquiridos para as Lajotas Cerâmicas ... 53

Tabela 8 - Valores adquiridos para as Vigotas-Protendidas ... 53

Tabela 9 - Dados das Sapatas ... 55

Tabela 10 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para as Sapatas... 56

Tabela 11 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para os Pilares ... 57

Tabela 12 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para Vigas ... 57

Tabela 13 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para Lajes ... 58

Tabela 14 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para os Pilares... 59

Tabela 15 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para as Vigas ... 59

Tabela 16 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Cobertura para Lajes ... 60

Tabela 17 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Cobertura para Pilares ... 61

Tabela 18 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Cobertura para Vigas ... 61

Tabela 19 - Orçamento Total da Laje Maciça ... 62

Tabela 20 - Orçamento da Laje Maciça... 62

Tabela 21 - Dados das Sapatas ... 64

Tabela 22 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para Sapatas ... 65

Tabela 23 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para Pilares ... 65

Tabela 25 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para Lajes ... 67

Tabela 26 - Blocos de Enchimento para Lajes Nervuradas ... 67

Tabela 27 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para Pilares ... 67

Tabela 28 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para Vigas ... 68

Tabela 29 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Cobertura para Lajes ... 69

Tabela 30 - Blocos de Enchimento para Lajes Nervuradas ... 69

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Tabela 33 - Orçamento Total da Laje Nervurada pela Empresa A ... 71

Tabela 34 - Orçamento Total da Laje Nervurada pela Empresa B ... 71

Tabela 35 - Orçamento da Laje Nervurada ... 72

Tabela 36 - Dados da Sapata ... 74

Tabela 37 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para Sapatas ... 74

Tabela 38 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Fundação para Pilares ... 75

Tabela 40 - Dados de Concreto do Pavimento Térreo para Lajes ... 76

Tabela 41 - Blocos de Enchimento para lajes com Vigota-Protendida ... 76

Tabela 42 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para Pilares ... 77

Tabela 43 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Térreo para Vigas ... 77

Tabela 44 - Blocos de Enchimento para lajes com Vigota-Protendida ... 78

Tabela 46 - Dados Aço e Concreto do Pavimento Cobertura para Vigas ... 79

Tabela 47 - Orçamento Total da Laje de Vigotas-Protendidas ... 80

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 - Comparativo da Quantidade de Concreto ... 81

Gráfico 2 - Comparativo da Quantidade de Aço por Bitola ... 82

Gráfico 3 - Comparação de Custos Entre os Modelos Estruturais ... 83

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LISTA DE SIGLAS

ABNT AssociaçãoiBrasileiraideiNormasiTécnicas NBR Norma Brasileira

kgf/m² Quilograma-força Kn QuiloNewton

EPS Poliestireno Expandido CUB Custo Unitário Básico

Fck Resistência Característica do Concreto à Compressão MPA Mega Pascal

SINAPI Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil mm milímetros

CA Concreto Armado UN Unidade

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ... 15

1.1 PROBLEMA ... 18

1.2 OBJETIVOS ... 18

2 EMBASAMENTO TEÓRICO ... 19

2.1 SISTEMAS ESTRUTURAIS – LAJES ... 19

2.1.1 Lajes Maciças ... 19

Definição e características do sistema ... 19

Prescrições normativas ... 20

Vantagens ... 20

Desvantagens ... 21

Processo Construtivo ... 21

2.1.2 Lajes Nervuradas ... 24

Prescrições normativas ... 26

Vantagens ... 27

Desvantagens ... 27

Processo Construtivo ... 28

2.1.3 Lajes Protendidas ... 33

Prescrições normativas ... 36 Vantagens ... 37 Desvantagens ... 38 2.2 Orçamento ... 38 2.2.1 Aproximação de um Orçamento ... 39 Mão de Obra ... 39

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Materiais ... 39

Equipamentos ... 39

Custos indiretos ... 39

2.2.2 Tipos de Orçamento ... 40

Orçamento por Estimativa ... 40

Orçamento Preliminar ... 42

Orçamento Analítico ... 42

Orçamento de estimativa de custos por etapa de obra... 43

3 METODOLOGIA ... 45

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 54

4.1 Lajes Maciças ... 54

4.2 Lajes Nervuradas ... 62

4.3 Lajes com Vigotas – Protendidas ... 72

4.4 ANÁLISE E COMPARATIVO DOS RESULTADOS ... 81

5 CONCLUSÃO ... 85

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1 INTRODUÇÃO

Neste trabalho de conclusão de curso procura-se apresentar sobre a questão do orçamento de lajes isoladas e no projeto estrutural, buscando uma melhor solução custo-benefício para a estrutura em questão. Que se torna pertinente para a área de materiais de construção civil devido a crescente busca pela redução dos custos de obras e também pelo aumento de vãos entre pilares nos projetos arquitetônicos. Para tanto, utilizou-se como referencial que ancora este projeto trabalhos como o de Bastos (2019), Ferreira (2018), Dal Prá (2012) e Santos (2009).

Visto a relevância deste trabalho de pesquisa, o qual concerne questões de aplicabilidade e orçamento, devemos considerar que o princípio de uma boa estrutura é aquele que satisfaz aos critérios de segurança, economia e compatibilidade, com a arquitetura, alguns pontos necessitam ser levados em conta como o orçamento da estrutura, o processo construtivo, a mão de obra especializada e os equipamentos utilizados (FERREIRA, 2018).

Para Nervo (2012) antigamente as peças de lajes eram maiores que atualmente e adotavam-se lajes maciças convencionais, porém, com a evolução tecnológica de alguns materiais como concreto e aço, em relação ao seu ganho de resistência, fez com que fosse possível a fabricação de peças menores e que vencesse vãos maiores, aumentando sua eficiência e uso na construção civil.

Segundo o que destaca Faria (2010) novas técnicas proporcionam a redução dos custos e as perdas na obra, o que tornou indispensável um crescente conhecimento em novas maneiras para que isso ocorra. A economia no orçamento pode ser significativa se analisarmos as lajes, visando que a redução acontece na ocorrência de pavimentos e o resultado final trará benefícios consideráveis, em função da economia no tempo de execução e na diminuição de materiais.

Com a gradativa necessidade de índices para análises de quantitativos sobre lajes sem vigas, os quais se tornaram muito usados na construção civil, planejando a falta de combinar o rápido processo construtivo, que se justifica pelas facilidades executivas oferecidas, com custos e qualidades ínfimas. Assim como a escassez de informações sobre análise de custos estruturais nestas edificações, a razão é antever os custos devidos aos consumos de materiais estruturais de maneira aproximada e estimar inicialmente a tomada de decisões (DAL PRÁ, 2012).

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Com o crescimento da competitividade do mercado da construção civil, construtoras comercializam unidades autônomas, buscando a redução de custos em vários setores, tal como a escolha do posicionamento das edificações em lugares de desenvolvimento econômico da cidade, a concepção da estrutura da edificação, o emprego de fontes renováveis, a definição de aspectos estruturais, os diferenciais arquitetônicos, o controle de desperdício na construção civil, entre outras, assim como os citados por Dal Prá (2012).

O projeto de uma estrutura arquitetônica não se define apenas em equilibrar e solucionar esforços, pelo contrário, necessita cobrir uma ideia conforme a sua configuração e a escala geral dos elementos estruturais, dos vínculos e das conexões. Para aceitar sua construção o planejamento abrange mais do que o dimensionamento adequado de qualquer elemento ou componente único, ou até mesmo o projeto de qualquer vínculo estrutural específico. Dessa forma a estrutura necessita uma compreensão como um sistema de partes interconectadas e inter-relacionadas, como também um entendimento dos tipos genéricos de sistemas estruturais, além do estudo da capacidade de certos tipos de elementos estruturais de seus vínculos (ONOUYE; ZUBERBUHLER; CHING, 2010).

Segundo o que escreve Santos (2009) diante do aumento e evolução das necessidades humanas, foram elaborados vários tipos de lajes para atender às diversas solicitações impostas, por exemplo, a ampliação da área útil das construções, vãos estendidos e extinção dos pilares. Outra exigência são tetos sem a existência de vigas, ou seja, tetos completamente lisos.

Para Graeff (2015) existem vários tipos de lajes conforme o método construtivo, o tamanho dos vãos e as cargas aplicadas (maciças, nervuradas e protendidas), dependendo da sua solução estrutural devem respeitar o projeto arquitetônico, principalmente aos vãos livres e ao pé-direito da edificação.

Vários motivos influenciam a escolha de uma laje, como o tamanho do vão a ser vencido, limitação do seu peso próprio, imposições arquitetônicas e custos. Alguns tipos de lajestêm limitações, como é o caso da laje maciça que não consegue vencer grandes vãos e se faz necessário uma grande quantidade de vigas para apoia-las. Desse modo, dificulta a execução e prejudica visualmente a estética do projeto.Em contrapartida, o aumento de vigas se relaciona com o número de pórticos, garantindo uma maior rigidez da estrutura. No entanto, as lajes nervuradas conseguem vencer grandes vãos, que geram formas com um número menor de vigas, o que facilita a execução, reduzindo custos e não interferindo na

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estrutura.Porém, compromete a estabilidade da estrutura porque a distribuição de cargas não é feita de forma tão eficiente quanto às lajes maciças, tal como destaca Carvalho (2012).

A engenharia estrutural sofreu importantes melhorias, sendo uma delas o desenvolvimento da tecnologia da protensão. Os aspectos técnicos e o comportamento estrutural de uma solução de concreto têm efeito notório sobre a economia. A tecnologia de protensão tem como vantagem vãos maiores, maior liberdade arquitetônica e mais flexibilidades, vastos ambientes e livres de pilares, promovendo a melhora da qualidade da estrutura (SCHMID, 2009).

Segundo Pfeil (1984 apud PASSAMANI, 2019, p.16) pode-se definir a protensão como o ato de colocar na estrutura um pré-tensionamento a fim de melhorar seu comportamento e sua resistência, diante de diferentes esforços. A tração no concreto pode ser reduzida ou anulada, consideravelmente, após a aplicação da protensão, a qual prejudica a durabilidade e estética das estruturas, dessa forma, evita fissuras expressivas futuras. Antes do carregamento da estrutura, o pré-tensionamento promove uma compressão nas seções tracionadas, isso faz com que haja uma contribuição para a inercia da mesma e ocorre a manipulação das forças internas.

Para poder eliminar as tensões e a tração nas peças que são destinadas a vencer o vão, como por exemplo as vigas e as lajes, se usa a protensão com aços e concretos altamente resistentes, podendo vencer grandes vãos, com alturas menores que as do concreto armado, em torno de 65 a 80% da altura (BASTOS, 2019). Ainda consoante o que destacou Bastos (2019), no caso de vãos até 10 m, o concreto armado é o mais viável, pois a protensão requer a utilização de materiais mais resistentes e do uso de dispositivos e equipamentos, para a realização da técnica, tornando o concreto protendido mais caro, sendo indicado para vãos maiores que 10m.

Diante do exposto, pretende-se, com o desenvolvimento desta pesquisa, analisar e comparar economicamente os diferentes sistemas de lajes, a saber: maciças, nervuradas e protendidas, a fim de expor qual delas possui o melhor custo-benefício e aplicabilidade conforme o aumento do vão. Tendo em vista que a laje é um componente estrutural imprescindível para a construção civil, necessita de uma atenção no seu planejamento e execução. Por isso, torna-se de suma importância mostrar o uso correto de cada tipo de laje, levando em consideração o aumento da quantidade de materiais em relação ao aumento dos vãos, apontando qual delas é mais viável economicamente para cada de tipo de projeto.

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1.1 PROBLEMA

Qual a importância dos tipos de lajes, qual a mais eficiente em dimensionamento e orçamento da obra?

1.2 OBJETIVOS

Para tanto, estabelecemos como objetivo geral para o desenvolvimento desta pesquisa a verificação da relação custo-benefício de lajes maciças, nervuradas e de vigotas-protendidas, em sua relação com o aumento dos vãos.

Relacionando-se com o objetivo geral anteriormente apresentado, alguns objetivos específicos, que servem para um aprimoramento dos resultados pretendidos, foram delimitados e apresentam-se listados a seguir:

a) Dimensionar lajes maciças, nervuradas e protendidas;

b) Analisar e quantificar as estruturas, conforme o aumento gradativo dos vãos; c) Orçar a quantidade de materiais;

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2 EMBASAMENTO TEÓRICO

2.1 SISTEMAS ESTRUTURAIS – LAJES

As lajes são constituídas de elementos planos, em geral horizontais que possuem três dimensões (largura, comprimento e espessura), sendo as duas primeiras, muito maiores que a terceira. As Lages são placas que tem como função receber os carregamentos atuantes no andar, tanto os de cargas permanentes, como os provenientes do uso da construção (pessoas, móveis e equipamentos), e transferi-los para os apoios. Além disso, travam os pilares e distribuem as ações horizontais entre os elementos de contraventamento (PINHEIRO 2007).

Na figura 1, podemos observar um sistema estrutural de lajes maciças, contendo o pilar, a viga, a laje e também ilustrando onde fica a armadura de laje.

Figura 1 - Representação de um sistema estrutural de lajes maciças

Fonte – Spohr (2008, p.30)

2.1.1 Lajes Maciças

Definição e características do sistema

Segundo Santos (2009) e Spohr (2008) a espessura das lajes maciças convencionais podem variar entre L/40 e L/60 do menor vão, o pré-dimensionamento pode variar dependendo dos carregamentos dessa laje e das dimensões do pavimento, adequando a espessura da laje para efeito de cálculo. O comprimento dos vãos irá definir os apoios das lajes.

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Ainda segundo Santos (2009) e Spohr (2008) as lajes maciças podem ser de duas formas, apoiadas em uma ou em duas direções, diferenciando-se pelo tamanho dos vãos, maior e o menor. Se for superior a dois, será apoiada e armada em uma única direção, quando for inferior a dois estará apoiada nas duas direções. Em regiões próximas a vigas e pilares os resultados são encontrados de forma diferente do que os encontrados normalmente, pois o processo se baseia em deformações e sobre a rigidez dos elementos, por isso, próximo a esses locais, a rigidez será mais alta, o que influenciará nos momentos fletores. Já na questão de vãos, o sistema não foi feito para grandes intervalos, adotando-se um vão médio para uma maior economia entre 3,5m e 5m.

Prescrições normativas

A NBR 6118 (ABNT 2014, p.80) prescreve os limites mínimos para a espessura das lajes maciças:

a) 7 cm para 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;

Vantagens

Para vantagens do sistema construtivo podem-se citar os seguintes itens:

a) A mão de obra já é bastante treinada, pois é um dos sistemas estruturais mais utilizados nas construções de concreto armado (SPOHR, 2008);

b) A boa rigidez da estrutura se deve a existência de diversas vigas, formando muitos pórticos (NERVO, 2012);

c) “Facilidade no adensamento e lançamento do concreto” (FARIA 2010);

d) “Existe uma grande contribuição das mesas na deformação das vigas” (NERVO, 2012, p. 29);

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Desvantagens

Para desvantagens do sistema construtivo podem-se citar os seguintes itens: a) “Alto consumo de escoramento e fôrmas” (NERVO, 2012);

b) O volume de concreto é maior, devido a quantidade de lajes (SPOHR, 2008);

c) “Tempo de execução das fôrmas e tempo de desforma muito grandes” (ALBUQUERQUE, 1999, p. 21);

d) “Uma grande quantidade de vigas, deixando a fôrma do pavimento muito recortada diminuindo a produtividade da construção” (ALBUQUERQUE, 1999, p. 21);

e) “Alto consumo de madeira para fôrmas e escoramento” (FARIA 2010, p. 21).

Processo Construtivo

A produção do sistema convencional de lajes maciças tem os seguintes passos, levando em consideração que os pilares já estejam concretados. Para esse método construtivo foram utilizadas as etapas propostas por Barros e Melhado (2006 apud FARIA, 2010), são elas:

a) Montagem das fôrmas de vigas e lajes;

b) Colocação das armaduras nas fôrmas de vigas e lajes; c) Concretagem das vigas e lajes:

d) Desforma.

Levando em consideração as etapas expostas, cada uma será melhor apresentada a seguir.

2.1.1.5.1 Montagem das Fôrmas de vigas e lajes

Segundo os autores Barros e Melhado (2006 apud FARIA, 2010), levando em consideração que os pilares já estejam concretados, os seguintes procedimentos devem ser seguidos para a montagem de vigas e lajes:

a) Montagem dos fundos de viga apoiados sobre pontaletes, cavaletes ou garfos;

b) Posicionamento das laterais das vigas, das guias, dos travessões e pés-direitos de apoio dos painéis de laje;

c) Distribuição e fixação dos painéis de laje e colocação das escoras das faixas de laje; d) Alinhamento das escoras e nivelamento das vigas e lajes;

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Figura 2 - Limpeza geral e liberação da fôrma para colocação da armadura

Fonte: Caio (2014, p. 21)

2.1.1.5.2 Colocação das armaduras nas fôrmas de vigas e lajes

Após o corte das armaduras e que essas estiverem pré-montadas tem início o seu posicionamento nas fôrmas, deve-se considerar os seguintes procedimentos, ilustrados na figura 3 e segundo Barros e Melhado (2006 apud FARIA, 2010):

a) Posicionar espaçadores antes de colocar a armadura da viga e da laje nas fôrmas, de acordo com o projeto;

b) Indicas as posições e colocar a armadura nas vigas e lajes;

c) Averiguar todas as ferragens das vigas e das lajes antes de ir para a próxima etapa.

Figura 3 - Armadura colocada nas lajes e vigas

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2.1.1.5.3 Concretagem das vigas e lajes

O procedimento que se deve seguir para a concretagem das vigas e lajes, segundo o que propõe Barros e Melhado (2006 apud FARIA, 2010) seguem as seguintes etapas:

a) Largar o concreto diretamente sobre a laje e espalhar com auxílio de pás e enxadas; b) Largar o concreto nas vigas ou espalhar com auxílio de pás e enxadas;

c) Adensamento do concreto com vibrador e sarrafeamento do concreto;

d) Acabamento com desempenadeira e início da cura das lajes logo que possível andar em cima do concreto.

Figura 4 - Concretagem da laje maciça

Fonte: Caio (2014, p.23)

2.1.1.5.4 Desforma

De acordo com a NBR 14.931, ABNT (2004, p. 23) “fôrmas e escoramentos devem ser removidos de acordo com o plano de desforma previamente estabelecido e de maneira a não comprometer a segurança e o desempenho em serviço da estrutura.”. A norma segue recomendando que escoramentos e fôrmas não devem ser removidas, em nenhum caso, até que o concreto tenha adquirido resistência suficiente para:

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a) Suportar a carga imposta ao elemento estrutural nesse estágio; b) Evitar deformações que excedam as tolerâncias especificadas; c) Resistir a danos para a superfície durante a remoção.

A norma ainda redige que o responsável pelo projeto da estrutura informe ao responsável pela execução da obra os valores mínimos de resistência à compressão e módulo de elasticidade que devem ser obedecidos juntamente para a retirada das fôrmas e do escoramento, como também a necessidade de um plano particular de retirada do escoramento. (ABNT, 2014)

2.1.2 Lajes Nervuradas

Segundo Silva (2005) lajes nervuradas são formadas basicamente pela utilização de concreto, aço, fôrmas (de madeira, metálicas ou de polipropileno), materiais de enchimento (materiais leves como blocos de concreto celular ou de poliestireno expandido, tijolo cerâmicos vazados, etc.), cimbramento (de madeira ou metálico) e mão-de-obra, podendo assim ser moldados no local (“in loco”), com nervuras e mesa. Suas armaduras podem ser colocadas de forma unidirecional ou em duas direções, constituída por nervuras e mesas, sendo que as nervuras ficam na parte inferior à mesa.

Ainda segundo Silva (2005) o uso dessa técnica encontrou grande resistência devido o alto consumo de fôrmas na sua construção, porém com as novas técnicas construtivas e os novos materiais, esse estigma está ficando de lado, desencadeando uma crescente utilização desse tipo de laje. Há ainda um conhecimento essencial nas suas particularidades, para que esse atenda exigências de economia, durabilidade, eficácia, qualidade, rigidez adequada e segurança.

As lajes nervuradas vieram com o intuito de vencer grandes vãos, geralmente maiores que 8m. São constituídas por nervuras onde se colocam as armaduras longitudinais de tração, com isso, reduzindo seu peso próprio e eliminando uma parte do concreto que ficaria na zona tracionada, no caso das lajes maciças. As nervuras ficam aparentes na parte inferior da laje, podendo ser escondidas com alguns materiais, por exemplo, o forro. O espaço entre as nervuras, que fica livre, pode ser preenchido com materiais inertes de baixo peso especifico, para deixara parte inferior plana (ARAÚJO, 2014).

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Segundo Ferreira (2018) o enchimento da parte inferior tem a finalidade de tornar a superfície plana ou servir de molde para as nervuras e a capa da laje. Alguns materiais podem ser utilizados para esse serviço, como o bloco cerâmico de poliestireno expandido (EPS) e de concreto ultraleve, porém as nervuras também podem ficar visíveis quando não for colocado material inerte entre elas.

Na figura 5 pode-se ver uma estrutura de laje nervurada moldada “in loco”, contendo todas as partes, as armaduras, nervuras, a armadura principal, a mesa de concreto para preenchimento e os vazios que ficam os moldes para a concretagem e na figura 6 tem-se a exemplificação da laje nervurada montada com as armaduras e os blocos de preenchimento.

Figura 5 - Laje nervurada moldada no local

Fonte: Silva (2005)

Figura 6 - Laje nervurada treliçada unidirecional

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Na figura 7 pode-se observar de forma mais clara a armadura principal que contem as barras de aço com as maiores bitolas e também a nervura que possuem uma armadura mais leve, juntamente com o entrepasse das ferragens do pilar que devem passar a laje, para que há continuidade para o pilar do piso superior.

Figura 7 - Laje nervurada treliçada bidirecional

Fonte: Caio ( 2014, p.32)

Segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014, p.74) determina os limites quanto à espessura da mesa, quando não possuir tubulações horizontais embutidas, deverá ser maior ou igual a 1/15 da distância entre as nervuras e não menor que 4cm. Quando houver tubulações com diâmetro menor ou igual a 10 mm a espessura da mesa deve ser no mínimo de 5 cm. Para tubulações superiores a 10mm a mesa deve ter espessura mínima de 4cm + , ou 4cm + 2  no caso de haver cruzamento de tubulações a espessura deve ser no mínimo 5cm, nervuras com espessura menores que 8 cm não podem conter armadura de compressão.

Para o projeto de lajes nervuradas, a NBR 6118 (ABNT, 2014, p.93), recomenda que se obedeça às seguintes condições:

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para lajes com espaçamento entre eixos de nervuras menor ou igual a 65 cm, pode ser dispensada a verificação da flexão da mesa, e para a verificação do cisalhamento da região das nervuras, permite-se a consideração dos critérios de laje;

para lajes com espaçamento entre eixos de nervuras entre 65 cm e 110 cm, exige-se a verificação da flexão da mesa, e as nervuras devem ser verificadas ao cisalhamento como vigas; permite-se essa verificação como lajes se o espaçamento entre eixos de nervuras for até 90 cm e a largura média das nervuras for maior que 12 cm;

para lajes nervuradas com espaçamento entre eixos de nervuras maior que 110 cm, a mesa deve ser projetada como laje maciça, apoiada na grelha de vigas, respeitando-se os respeitando-seus limites mínimos de espessura. (ABNT, 2014, p.93)

Vantagens

As lajes nervuradas apresentam vantagens comparadas a outros tipos de lajes, dentre elas citam-se:

a) Sem a necessidade de alinhamento, os pilares podem ser distribuídos conforme as necessidades do projeto arquitetônico (SPOHR, 2008);

b) “Redução do aparecimento de fissuras pela condição de aderência entre o concreto do capeamento e o concreto da vigota pré-fabricada” (MARÇAL, 2014, p. 17): c) “A maior inércia em relação às lajes convencionais possibilita o aumento dos vãos

entre pilares, facilitando os projetos e criando maior área de manobras nos estacionamentos” (SPOHR, 2008, p. 37);

d) Não necessita o posicionamento das paredes de acordo com as vigas, assim proporcionando uma melhor liberdade ao projeto arquitetônico (SPOHR, 2008); e) “Quando associados a um sistema de formas industrializadas aceleram muito o

processo construtivo, chegando a um ciclo médio de execução de sete dias por pavimentos com aproximadamente 450,00 m²” (SPOHR, 2008, p. 37).

Desvantagens

As lajes nervuradas apresentam desvantagens comparadas a outros tipos de lajes, dentre elas citam-se:

a) “Normalmente aumentam a altura total da edificação” (SILVA, 2005, p. 5);

b) “Construção com maior número de operações na montagem” (SILVA, 2005, p. 5); c) “Maior consumo de aço” (FARIA, 2010, p. 34);

d) “Necessidade de espaço para estocagem do material inerte” (FARIA, 2010, p. 34) e) “Necessária mão de obra qualificada para não onerar custos e prejudicar a

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Processo Construtivo

A produção do sistema convencional de lajes nervuradas moldadas no local tem os seguintes passos. Para esse método construtivo foi utilizado às etapas de Silva (2005):

2.1.2.5.1 Colocação dos Escoramentos

Segundo Silva (2005) o escoramento pode ser feito em estrutura de madeira ou metálica, após o nivelamento e acerto do piso. No caso de haver enchimento no espaço entre as nervuras, o escoramento é composto por pontaletes, guias e travessões. Quando utilizado fôrmas de polipropileno, o escoramento pode ser feito normalmente por pontaletes, guias, travessões e travessas. Todavia, há empresas que fornecem escoramento próprio para esse tipo de sistema, normalmente em estrutura metálica. Como mostrado na figura a seguir:

Figura 8 - Escoramento em fôrmas de polipropileno

Fonte: www.atex.com.br

2.1.2.5.2 Montagem das Fôrmas

Segundo Silva (2005) existem duas formas de montagem, a primeira é quando se utiliza algum tipo de material para o enchimento dos espaços entre as nervuras, com isso, torna-se necessário uma estrutura que sirva de apoio para os elementos de enchimento e para a face inferior das nervuras. Normalmente, usa-se um tablado de madeira, compensado de madeira que forma um assoalho que é sustentado pelo cimbramento, permitindo um acabamento plano do teto e servindo de fôrma para a face inferior da mesa e as laterais das nervuras da laje. O segundo caso é quando se utiliza de fôrmas de polipropileno, que dispensa

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o assoalho de compensado, são mais leves, de fácil manuseio e são colocadas diretamente sobre o escoramento, não ocorrendo a utilização de pregos para sua fixação, nesse caso não se obtêm um acabamento plano do teto, necessitando da utilização de gesso ou de outro material para esconder os vazios entre as nervuras.

Na figura 9 pode-se observar a montagem das formas com polipropileno ou mais conhecido como cubetas, que servirão para realizar as nervuras e de moldes para receber o concreto e na figura 10 tem-se a montagem dos assoalhos, para que em seguida seja recebido os blocos de EPS.

Figura 9 - Montagem das fôrmas com polipropileno

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Figura 10 - Montagem das fôrmas com assoalho

Fonte: www.moldimplas.com.br

2.1.2.5.3 Colocação dos elementos de enchimento

Esta é a etapa em que se monta uma fila com os enchimentos, dispostos sobre o tablado, que servirão de forma para a mesa da laje e para as faces laterais das nervuras. No caso de a laje nervurada ser armada em duas direções, coloca-se blocos de concreto celular ou de poliestireno expandido como enchimento. Para que não ocorra a movimentação dos blocos durante a concretagem da laje, mantendo a distância necessária e as dimensões da seção transversal da laje, utiliza-se espaçadores de bloco, posicionando-os na interseção das nervuras. No caso da utilização de fôrmas de polipropileno, essa etapa de trabalho é dispensada. (SILVA, 2005).

Na figura 11 temos a colocação dos blocos de EPS, para que em seguida seja possível realizar a concretagem.

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Figura 11 - Fôrmas de concreto celular e espaçadores

Fonte: www.moldimplas.com.br

2.1.2.5.4 Colocação das armaduras

A colocação das armaduras deve ser feita após a colocação dos elementos de enchimento ou da montagem das fôrmas de polipropileno, e as mesmas são usadas nas nervuras e na mesa da laje. Primeiramente, deve-se usar a armadura longitudinal principal das nervuras, caso não haja armadura transversal, e na sequência a armadura de distribuição, em seguida deve ser colocada à armadura negativa, sobre a mesa da laje, quando necessário, chamada também de armadura superior. Caso seja necessária a utilização da armadura transversal, devem ser amarrados à armadura longitudinal principal da nervura e à armadura longitudinal construtiva, que deve ser montado fora das nervuras e quando estiverem prontos colocados nas mesmas. Todas as armaduras devem ser montadas utilizando espaçadores, para prevenir a armadura contra a corrosão, são feitos de argamassa e areia e são amarrados por arames às barras das armaduras (SILVA, 2005).

Na figura 12, tem-se a demonstração do posicionamento das armaduras longitudinais e de distribuição na mesa.

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Figura 12 - Posicionamento das armaduras longitudinais e de distribuição na mesa

Fonte: www.atex.com.br

2.1.2.5.5 Concretagem da laje

Após a limpeza das fôrmas, a laje está preparada para a concretagem e devem ser tomados alguns cuidados. A colocação de passadiços, para a movimentação dos trabalhadores em cima da laje, evitando o dano dos enchimentos ou das fôrmas de polipropileno, instalação de mestras (guias de madeira ou réguas metálicas) para “sarrafar” o concreto lançado, umedecer as fôrmas (ressalva as de polipropileno), usar material de desmolde nas fôrmas de polipropileno, para facilitar a desforma e um melhor acabamento entre a superfície inferior da mesa e a superfície das nervuras, é aconselhável que a concretagem seja feita de uma só vez, para evitar juntas de concretagem, se por acaso for inevitável, decidir junto ao projetista onde seria a melhor localização para as juntas de concretagem, usar ferramentas para que haja uma vibração adequada, utilizando-se de vibradores de imersão (SILVA, 2005).

2.1.2.5.6 Cura

Logo após a concretagem deve ser iniciado o processo de cura, a fim de impedir o surgimento de fissuras no concreto por retração, recomenda-se molhar a superfície da laje no decorrer de três dias após a concretagem, diversas vezes no dia (SILVA, 2005).

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2.1.2.5.7 Retirada das fôrmas e dos escoramentos

Recomenda-se que a retirada do escoramento não ocorra antes de pelo menos quatorze dias da concretagem, para isso devem ser obedecidas algumas formas de retirada, seguindo o funcionamento estrutural do painel de laje. Quando em balanço a retirada deve ocorrer da extremidade livre para a extremidade apoiada, já em lugares onde há apoios, devem ser retiradas do centro para as pontas dos vãos. Em edifícios maiores, a retirada dos escoramentos não deverá ocorrer antes do término da laje do pavimento superior. No caso da desforma, quando for de polipropileno, a retirada é de forma segura e simples, ocorre manualmente, sem a necessidade de ar comprimido (SILVA, 2005).

2.1.3 Lajes Protendidas

As lajes protendidas surgiram para aumentar a resistência à tração, uma vez que o concreto tem resistência muito baixa a esse tipo de força, quando comparado à compressão. Dessa forma, as lajes protendidas podem evitar ou controlar a fissuração (HANAI, 2005, p.3).

Segundo Bastos (2019) a protensão é um estiramento feito por um cilindro hidráulico, podendo ser empregada antes ou depois da confecção da laje, isto é, antes ou depois do endurecimento do concreto. Podendo ser adotado dois nomes para cada exemplo, quando o estiramento ocorre depois do endurecimento do concreto, temos a chamada pós-tensão e antes do endurecimento do concreto damos o nome de pré-tensão.

Ainda segundo Bastos (2019) a pré-tensão é aplicada nas peças pré-moldadas, com o estiramento feito antes do lançamento do concreto e em pistas de protensão como na figura 15, as pistas são planas, muito extensas, onde as peças são fabricadas em série e sequencialmente. Nos extremos, temos a ancoragem para fixação da armadura de protensão, compostas por blocos de reação de concreto enterrados, onde a fixação ocorre ao solo nos elementos de fundação, e o componente em aço tem as pontas fixadas, fios e cordoalhas.

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A seguir tem-se os processos de fabricação pré-tensão em fábricas:

Figura 13 - Estiramento da armadura de protensão com cilindro hidráulico

Fonte: Bastos (2019)

Figura 14 - Peças concretadas e sendo curadas, com a armadura estirada e fixada nas extremidades

Figura 15 - Aplicação das protensões nas peças com o relaxamento da armadura as ancoragens

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Figura 16 - Pistas de protensão

- Fonte: Bastos (2019)

A pós-tensão é o processo em que há o estiramento após o concreto adquirir a resistência necessária para resistir às tensões de compressão provocadas pela protensão. Normalmente, não ocorre alta produção dessas lajes devida sua concretização “in loco”, seu processo executivo começa com a colocação de dutos no interior das fôrmas, também chamadas de bainha, que são dispostas ao longo do comprimento da peça. Logo após, o concreto é lançado na fôrma que envolve as armaduras passivas, insertos, placas de aço, as bainhas, etc. Depois que o concreto atingir seu endurecimento, as armaduras de protensão são colocadas dentro das bainhas, que atravessa a peça de um extremo ao outro. No momento em que o concreto apresentar a resistência requerida, a armadura de protensão, ancorada em uma das extremidades (ancoragem passiva), é estirada pelo cilindro hidráulico, que está colocado e apoiado na própria peça no outro extremo (ancoragem ativa), tal como sugere Bastos (2019).

Ao término do estiramento, a força no cilindro hidráulico é relaxada e a armadura começa a reação de voltar à deformação inicial, podendo voltar alguns milímetros, e por meio de cunhas, as cordoalhas se fixam na placa de aço do sistema de ancoragem (BASTOS, 2019). Nas imagens de Bastos (2019), apresentadas a seguir, podemos ver a ilustração do processo de pós-tensão descrito.

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Figura 17 - Laje concretada com a bainha

Figura 18 - Laje concretada com o cabo de protensão disposto dentro da bainha

Figura 19 - Estiramento e ancoragem da armadura de protensão

Segundo a NBR 6118:2014 (ABNT, 2014), devem ser seguidas algumas medidas para espaçamento máximo, largura máxima para disposição dos cabos, espaçamento mínimo entre cabos ou feixes de cabos, cobrimento mínimo, desvio, armaduras passivas e ativas:

Para que uma faixa de laje seja tratada como uma região protendida, na direção considerada, o espaçamento entre cordoalhas, cabos ou feixes de cabos deve ser no máximo de 6 h, não excedendo 120 cm. (ABNT, 2014, p. 171);

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Na seção da laje correspondente ao cabo ou feixe de cabos, o espaçamento entre eles deve resultar em uma tensão de compressão média igual ou superior a 1 MPa, considerando-se todas as perdas. (ABNT, 2014, p.171);

Cabos utilizados em faixa externa de apoio devem estar compreendidos em uma porção de laje, de tal forma que a largura desta não ultrapasse a dimensão em planta do pilar de apoio, tomada transversalmente à direção longitudinal da faixa, acrescida de 3,5 vezes a espessura da laje para cada um dos lados do pilar. (ABNT, 2014, p.171);

Entre cabos ou feixes de cabos, ou entre cabos e armaduras passivas, deve ser mantido um espaçamento mínimo de 5 cm. (ABNT, 2014, p. 172);

O cobrimento mínimo de cabos em relação à face de aberturas nas lajes deve ser de 7,5 cm. (ABNT, 2014, p. 172);

O desvio no plano da laje de um cabo ou feixe de cabos deve produzir uma inclinação máxima de 1/10, na corda imaginária que une o início ao fim desse trecho, mantendo o seu desenvolvimento de acordo com uma curva parabólica em planta. Ao longo do desvio, o conjunto de cabos ou feixes deve estar disposto de tal forma a manter uma distância mínima de 5 cm entre cabos na região central da curva. (ABNT, 2014, p. 172);

Para os casos em que o desvio exceda os limites especificados, deve ser prevista armadura capaz de resistir à força provocada por esse desvio. (ABNT, 2014, p. 172) Pode-se prescindir da armadura passiva contra o colapso progressivo, se pelo menos um cabo, em cada direção ortogonal, passar pelo interior da armadura longitudinal contida na seção transversal dos pilares ou elementos de apoio das lajes lisas ou cogumelo de edifícios comerciais e residenciais. (ABNT, 2014, p. 172);

Sobre os apoios das lajes lisas ou cogumelo protendidas, devem ser dispostas no mínimo quatro barras na face tracionada em uma faixa que não exceda a largura do apoio acrescida de 1,5 vez a altura total da laje para cada lado. As barras devem ser espaçadas em no máximo 30 cm e estendidas até uma distância mínima de 1/6 do vão livre na direção da armadura considerada, a partir da face do apoio. (ABNT, 2014, p. 172);

Nas lajes protendidas por monocordoalhas não aderentes, no máximo quatro cabos podem ser dispostos em feixe. (ABNT, 2014, p. 172).

Vantagens

As lajes protendidas apresentam vantagens comparadas a outros tipos de lajes, dentre elas citam-se:

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a) Com relação à esbeltez (L/h), essas lajes podem vencer grandes vãos, empregando pequenas espessuras e mostrando fissuração e flechas reduzidas (LOUREIRO, 2006);

b) Como vence grandes vãos, proporciona uma maior liberdade arquitetônica e ainda assim possuindo vãos fortemente carregados, o que pode manter uma grande esbeltes na laje (EMERICK, 2002);

c) Maior velocidade na retirada de escoramento e na realização da desforma (EMERICK, 2002);

d) Pelo fato das lajes protendidas não possuírem muitas vigas, pode-se usar um pé direito menor, o que resulta numa menor altura do edifício ou num maior número de pavimentos (LOUREIRO, 2006);

e) Pelo fato de diminuir as deformações da estrutura, pode ocorrer um menor número de patologias, tendo isso em vista surgirão menos manutenções ou intervenções, causando um custo reduzido (NUNES, 2019).

Desvantagens

As lajes protendidas apresentam desvantagens comparadas a outros tipos de lajes, assim descrito por Cazzo (2008):

a) Para pequenos vãos esse tipo de laje possui um custo elevado;

b) Para estruturas que exijam massa de concreto esse tipo de laje não é apropriado; c) Necessita de maiores cuidados na fase de projeto;

d) Precisa de maiores cuidados na hora da execução. 2.2 Orçamento

Segundo Mattos (2010), o assunto em questão acontece quando se determina os custos prováveis de execução da obra, se engloba a identificação, descrição, quantificação, análise e valorização de uma quantidade expressiva de itens, que necessita de muita cautela e habilidade técnica. Normalmente quando realizado o orçamento a exatidão é deixada de lado, pois, ao orçar uma obra não é necessário o valor real, mas que esse seja o mais próximo possível do valor que irá custar.

No mesmo podemos identificar uma previsão de custos que contribuem e influenciam no orçamento de um empreendimento, tendo em vista que possui muitos itens a serem analisados, também se leva em consideração que é elaborado antes da construção começar,

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por isso deve haver um estudo detalhado para que não haja lacunas na composição de custos. (MONTEIRO; SANTOS, 2010).

2.2.1 Aproximação de um Orçamento

De acordo com Mattos (2010), como o orçamento se baseia em previsões e nele estão embutidos diversos itens, como mão de obra, materiais, equipamentos e custos indiretos, se torna um estudo aproximado e mesmo que todas as variáveis sejam consideradas, há sempre uma estimativa associada.

Mão de Obra

Conforme Mattos (2010), esse item influência no valor da aproximação do orçamento, no mesmo se encontra a produtividade das equipes, pois o fator h/m² interfere no cálculo, visto que os pedreiros trabalham de formas diferentes, cada um possui seu ritmo, porém no calculo se admite apenas um fator para todos eles. Outro modificador são os encargos sociais e trabalhistas, pois se baseiam em parâmetros estatísticos e históricos.

Materiais

Esses que são os mais afetados com o tempo, pois o preço dos insumos, do orçamento até a compra pode ser alterado, outro motivo é os impostos embutidos no preço que também podem variar conforme o andamento da obra. As perdas e desperdícios, também entram no cálculo do orçamento, pois cada insumo possui um fator de alteração, para que as mesmas já estejam consideradas (MATTOS, 2010).

Equipamentos

Ainda segundo Mattos (2010), os equipamento são coeficientes que podem modificar os valores finais do orçamento, nele contém os custos horários e a produtividade, pois nunca se sabe os imprevistos com as máquinas, podendo ser alterados conforme a sua eficácia em função da disponibilidade mecânica de tempo que o equipamento estará em perfeitas condições de ser usado.

Custos indiretos

Podem englobar várias incógnitas, dentre elas os custos com pessoal (salários, encargos sociais das equipes técnicas, administração e de apoio, custos indiretos com

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despesas gerais, conta de água, luz, telefone, aluguel de equipamentos, seguros, fretes, dentre outros. Mais um custo, considerado indireto, seriam os imprevistos que ocorrem na obra, assim é indicado que sejam incluídas verbas para esse tipo de incerteza e que não trazem exatidão ao orçamento (MATTOS, 2010).

2.2.2 Tipos de Orçamento

De acordo com Monteiro e Santos (2010), podemos definir orçamento conforme o seu grau de precisão e do projeto em questão, podem ser divididos em: orçamento por estimativa, orçamento preliminar, orçamento analítico e orçamento de estimativa por etapa da obra.

Orçamento por Estimativa

Conforme destacam Monteiro e Santos (2010) esse tipo de orçamento ocorre quando não se tem tempo hábil para realizar a conta dos custos ou quando há poucas informações referentes ao projeto. Geralmente, essa modalidade de orçamento é criada com base em índices sobre custo quadrado de construção, por meio de inspeções técnicas, também através de índices atingidos por empresas de consultoria, por experiência de empreendimentos realizados anteriormente ou pelo meio de sindicatos da construção civil.

Segundo Goldman (1999) a falta de informação nesse caso faz com que o percentual de erro possa a chegar a mais ou menos quarento por cento, considerada alta para um orçamento.

Consoante Mattos (2010) esse tipo de orçamento leva em consideração avaliações feitas e baseadas em custos históricos e em comparações com projetos similares. Conforme o passar do tempo, cada construtora pode produzir seus próprios indicadores, mas a maioria dos casos de obras de edificações se usa o custo do metro quadrado construído, sendo o Custo Unitário Básico (CUB), pois ele fornece uma ideia do custo do empreendimento no caso de obras de edificações.

Conforme a lei 4.591/64 atribuiu à Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a mesma obriga os sindicatos da indústria da construção estadual a calcular e publicar mensalmente os custos unitários da construção na sua base territorial, referentes a vários padrões de construção, serve para padronizar critérios e normas para o cálculo de custos unitários de construção, execução de orçamentos e avaliação global de obra.

O Custo Unitário Básico da Construção Civil (CUB) simboliza o custo da construção, por m2, de cada um dos padrões de imóvel estabelecidos (Mattos 2010).

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A norma criada pela ABNT foi a NB-140 e posteriormente substituída pela NBR 12.721. Ela estabelece os critérios de coleta, cálculo, insumos representativos e os seus pesos de acordo com os padrões de construção baixo, normal e alto, que levam em conta as condições de acabamento, a qualidade do material empregado e os equipamentos existentes.

Calcula-se o CUB de cada projeto-padrão, aplicando os coeficientes constantes dos quadros da NBR 12721 (lotes básicos) os preços unitários dos insumos (material e mão-de-obra) ali listados. Preços que resultam da pesquisa mensal realizada pelos sindicatos (batizados de SINDUSCON na maioria dos estados), juntamente com um número alto de construtoras, que mensalmente informam os valores conseguidos. Quanto à mão-de-obra, se aplica um percentual equivalente aos encargos trabalhistas e previdenciários, conforme a legislação própria e da Convenção Coletiva de Trabalho (Mattos, 2010).

De acordo com Mattos (2010), a termologia empregada é a seguinte (Figura 20).

Figura 20- Termologia empregada

Fonte: Mattos (2010)

De acordo com Mattos (2010), no valor do CUB não levam em consideração os custos referentes às especificidades das construções como o valor do terreno, fundações especiais, paisagismo, elevadores, instalações e equipamentos diversos, obras complementares, impostos, taxas, honorários, etc. Assim, facilitando a estimativa de custo de um imóvel a partir do CUB, pois só é preciso buscar na tabela o valor do CUB correspondente ao padrão e multiplicá-lo pela área de construção.

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Orçamento Preliminar

De acordo com Mattos (2010), mais detalhado que a estimativa de custos, ele presume o levantamento de etapas de algumas quantidades e a atribuição do custo de alguns serviços. Representa um aprimoramento da estimativa inicial, pois funciona com uma quantidade maior de dados. Os indicadores servem para gerar pacotes de trabalho menores, de maior facilidade de orçamentação e análise de sensibilidade de preços. Em seguida serão apresentados alguns indicadores úteis para levantamentos expedidos de construções prediais, sendo eles ovolume de concreto, peso de armações e área de fôrma.

O volume de concreto é entendido como um pavimento formado por pilares, vigas, lajes e escadas, com esses fatores se calcula o volume, utilizando uma espessura média de acordo com a classificação conforme a quantidade de pavimentos, menos de 10 pavimentos usa-se uma espessura de 12 a 16 cm e para edificações maiores que 10 pavimentos é recomendado uma espessura entre 16 a 20 cm, com a mesma definida devemos multiplicar pela área construída, assim chegando ao volume de concreto que será necessário (MATTOS, 2010).

O peso de armações é constituído por lajes, pilares e vigas, que possuam esforços distintos e que sejam armadas com diferentes densidades de aço por metro cúbico de concreto, para o cálculo do peso da armação deve-se utilizar a quantidade de concreto, calculada antes, conforme a classificação anterior da quantidade de pavimentos, ou seja, menos de 10 pavimentos é recomendada uma taxa de aço de 83 a 88 kg por metro cúbico de concreto; mais de 10 pavimentos é recomendada uma taxa de aço de 88 a 100kg por metro cúbico de concreto, depois de obter a taxa deve multiplica-la pelo volume de concreto, assim obtendo o peso da armação (MATTOS, 2010).

A área de fôrma é verificada a utilização média que irá cair numa determinada faixa, pois a quantidade de fôrma para a moldagem de um pilar seja bem mais representativa do que para uma laje, ou seja, para o cálculo usa-se o volume de concreto, multiplicado pela taxa de forma que fica entre 12 a 14 metros quadrados por metros cúbicos de concreto, após decidir a taxa de fôrma deve-se multiplicar pelo volume de concreto, chegando assim à área de fôrma (MATTOS 2010).

Orçamento Analítico

Para o seguinte orçamento necessitamos de informações completas sobre o empreendimento, pois o mesmo busca detalhar os quantitativos e custos de todos os serviços

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da construção civil com alto nível de exatidão e buscando sempre diminuir ao máximo os imprevistos (MONTEIRO; SANTOS, 2010).

A composição deste orçamento se dá com a premissa no levantamento da quantidade e no alcance dos preços unitários de construção. Segundo Goldman (1999), esse tipo de orçamento possui uma margem de erro que pode chegar a mais ou menos dez por cento.

Em conformidade com Cordeiro (2007), no que diz respeito ao levantamento de quantidades de materiais e de serviços se obtém a avaliação de custo, oriunda do projeto e da composição dos seus referentes preços unitários. O orçamento analítico será fundamentado no estudo de caso exibido previamente nos cálculos do orçamento estimativo, considerando uma construção de um edifício residencial de projetos-padrão com três pavimentos, para apartamentos de três quartos, dois apartamentos por andar no padrão normal.

Este tipo de orçamento deve ser exposto numa planilha orçamentária, que por via de regra estará a relação de todos os serviços com as respectivas unidades de medida, esses oriundos dos projetos executivos e demais especificações técnicas e classificadas segundo os critérios que atendam as carências do construtor ou do contratante. Essa planilha pode ser mencionada conforme a natureza dos grupos de serviços: estrutura de concreto, alvenaria, serviços elétricos, etc. Assim, realizando várias tarefas sucessivas e ordenadas, podemos chegar à definição dos custos da obra (CORDEIRO, 2007).

Orçamento de estimativa de custos por etapa de obra

De acordo com Mattos (2010), o orçamento de estimativa de custos por etapa da obra é a divisão da estimativa inicial que leva na sua avaliação o percentual que cada etapa da obra simboliza no custo total. A tabela de percentuais é a consequência dos estudos de obras similares e vem geralmente em faixas de valores. Mostra então a importância de cada etapa da obra e o valor estimado de cada uma.

Ainda segundo Mattos (2010), ao se trabalhar com a estimativa de custos por etapa de obra (Figura 21), deve-se ter em conta de que os percentuais são apenas referenciais. Os percentuais não serão exatos para alguns tipos de obras, como uma obra atípica, ou seja, implantada em aclive pronunciado, ou em terreno muito fraturado, ou com granes balanços na estrutura, ou com sofisticada pele de vidro na fachada, o melhor é que sempre seja feito o orçamento analítico da obra.

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Figura 21- Valores em porcentagem por etapa da construção

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3 METODOLOGIA

O trabalho foi desenvolvido seguindo as etapas abaixo, contemplando no esquema a sequência das mesmas.

a) Descrição dos elementos estruturais e materiais utilizados;

b) Dimensionamento das lajes maciças, nervuradas e com vigotas protendidas; c) Avaliação e levantamento dos consumos de materiais;

d) Comparação dos resultados com análise nos custos; e) Análise final e conclusões;

Abaixo, explica-se cada etapa mais detalhadamente.

3.1.1.1.1 Descrição dos elementos estruturais e materiais envolvidos;

Foi utilizado o software Eberick, para o dimensionamento das estruturas, através das análises de cálculos sobre vigas, pilares e lajes, foi possível dimensionar o tamanho dos módulos estruturais, juntamente com o tamanho do vão mais adequado para a comparação com as demais estruturais, pois seria necessário uma estrutura que se adequa aos demais tipos de lajes, com o intuito de um melhor dimensionamento e que houvesse uma progressão entre a tecnologia das lajes, com o ganho de vãos e a diminuição de pilares e vigas, podendo assim ver qual a mais viável financeiramente para o projeto em questão.

Seguindo a NBR 6118/2014 (ABNT, 2014), foi escolhida a resistência à compressão que depende da classe de agressividade ambiental. O projeto trata-se de um edifício comercial urbano, com classe de agressividade II, pois não se é possível prever um ambiente seco e com pintura, já que a estrutura poderá ser usada para vários fins e está localizado numa zona urbana. Nesse caso a norma traz a resistência mínima exigida para o concreto, que seria de no mínimo para o concreto de C25, porém na estrutura foi dimensionada para C30 (concreto com fck: 30MPA aos 28 dias de idade).

Levando em consideração a classe de agressividade II, a NBR trás o cobrimento mínimo de 2,5 para lajes e 3,0 para pilares e vigas.

Serão utilizados, para todos os projetos, a mesma carga distribuída no projeto, tanto acidental quanto revestimentos. O pavimento térreo possuirá maior carga, pois a carga acidental será maior, no pavimento cobertura, terá apenas uma pequena carga acidental e a carga de revestimento do telhado.

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Tabela 1 - Indice de Dados do Pavimento Térreo

Carga acidental 2400 kgf/m²

Carga permanente 768 kgf/m².

Carga de Parede 546 kgf/m

Fonte: Autoria Própria (2020)

Tabela 2 - Índice de Dados do Pavimento Cobertura

Carga acidental 576 kgf/m²

Carga permanente 768 kgf/m².

A carga de parede resulta do cálculo da altura da parede, ou seja, da face superior da laje, até a face inferior da laje superior, contendo 2,80 metros, já que o pé direito da edificação é de 2,95, contando a laje do pavimento, multiplicado pelo peso da estrutura de 1300 kgf/m³ e pela espessura da parede que terá 15 cm. A carga permanente e acidental usou-se esses valores para facilitar o dimensionamento e o cálculo, devido ao fato de que as três estruturas devem ter o mesmo carregamento final, pois as mesmas terão quantidades diferentes de lajes, mas devem ter o mesmo carregamento por metro quadrado. O modelo estrutural foi calculado para que a estrutura ficasse totalmente engastada, pois assim diminuem-se os riscos de erros gerados pelo programa,

No trabalho serão utilizados os aços CA-50 com diâmetros de 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0 e 20,0mm e CA-60 com diâmetros de 5,0mm.

Blocos de enchimento serão feitos com EPS, com as dimensões de B8/40/40, B10/40/40 e B16/40/40.

a) Dimensionamento de Lajes Maciças

Para o dimensionamento das lajes maciças é necessário utilizado um vão teórico de 4,78m de comprimento x 3,70m de largura, numa área total de 160m². Todos os pilares terão dimensões de 30 x 15cm e a maioria das vigas terá 15cm de largura por 30 cm de altura, porém algumas terão 15cm x 40cm de altura, por causa dos esforços que as mesmas estão sujeitas, as sapatas terão uma profundidade de 1 metro, apenas para efeitos de cálculo. A laje maciça terá uma espessura de 12cm por causa da carga e o modelo estrutural contará com 15 pilares, 8 vigas e 8 lajes, conforme mostrado na figura 22.

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Figura 22 - Planta Baixa

Na figura 23, a seguir, pode-se observar o modelo estrutural da estrutura, gerado a partir do programa Eberick, que traz o tamanho dos modelos estruturais, que serão analisados e comparados no próximo capítulo.

Figura 23 - Modelo Estrutural

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b) Dimensionamento das Lajes Nervuradas

Para o dimensionamento das lajes nervuradas foi utilizado um vão teórico de 5,00 m de comprimento x 4,70 m de largura, numa área total de 160 m² todos os pilares terão dimensões de 30 x 20 cm, as vigas terão diferentes espessuras e alturas, serão três tipos, 15 x 40 cm, 20 x 30 cm e 20 x 40 cm, por causa dos esforços que as mesmas estão sujeitas, as sapatas terão uma profundidade de 1 metro, apenas para efeitos de cálculo.

A laje nervurada tem três espessuras e foi preenchida por EPS do tipo B16/40/40 com Ec igual a 5 cm, totalizando uma laje de 21 cm, B10/40/40 com Ec igual a 5 cm totalizando uma laje com 15 cm e a última espessura de B8/40/40 com Ec igual a 5 cm totalizando uma laje com 13 cm, a diferença na espessura da laje se deve ao fato do peso que cada uma suportara por causa do seu momento de flexão e para fins econômicos conforme o total de aço e concreto, o modelo estrutura contará com 12 pilares, 7 vigas e 6 lajes, conforme mostrado na figura 24.

Figura 24 - Planta Baixa

Na figura 25 pode-se analisar o modelo estrutural da estrutura, elaborado a partir do programa Eberick, que traz o tamanho dos modelos estruturais, que serão analisados e comparados no próximo capítulo.