Man 1997 construcoes rurais, Notas de aula de Arquitetura de Computadores avançada. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
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karolinemazzo28 de Agosto de 2015

Man 1997 construcoes rurais, Notas de aula de Arquitetura de Computadores avançada. Universidade Estadual Paulista (Unesp)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA RURAIS

LABORATÓRIO DE CONSTRUÇÕES RURAIS

MANUAL DE CONSTRUÇÕES RURAIS

(3o EDIÇÃO REVISTA E COMPLEMENTADA) PROFESSOR: JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES RURAIS CÓDIGO: AT 034 CURSO: AGRONOMIA

CURITIBA - PR AGOSTO/97

______________________________________________ JORGE LUIZ MORETT DE SOUZA - DETR/SCA/UFPR

MANUAL DE CONSTRUÇÕES RURAIS

(3o EDIÇÃO REVISTA E COMPLEMENTADA)

JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA

ENGENHEIRO AGRÍCOLA (UFLA) MESTRE EM AGRONOMIA (ESALQ/USP)

PROFESSOR ASSISTENTE (DETR/SCA/UFPR)

CURITIBA

______________________________________________ JORGE LUIZ MORETT DE SOUZA - DETR/SCA/UFPR

Ficha catalográfica preparada pela Seção de Livros da Divisão de

Biblioteca e Documentação - SCA/UFPR

Souza, Jorge Luiz Moretti de Manual de Construções rurais. / Jorge Luiz Moretti de Souza, -- Curitiba : DETR/SCA/UFPR, 1997. 165 p. Manual Didático - DETR/SCA/UFPR Bibliografia 1. Construções Rurais

______________________________________________ JORGE LUIZ MORETT DE SOUZA - DETR/SCA/UFPR

APRESENTAÇÃO

Esta publicação foi escrita visando contribuir e implementar os recursos didáticos

disponíveis à Disciplina Construções Rurais, ministrada no Departamento de Engenharia e

Tecnologia Rurais situado no Setor de Ciências Agrárias da UFPR. A linguagem utilizada

procura ser simples e é voltada ao melhor entendimento dos alunos. Em seu interior, estão

presentes os conteúdos essenciais para que os alunos possam acompanhar as aulas de

Construções Rurais, sem a preocupação de escrever e desenhar excessivamente. Os temas

principais foram tratados em unidades. Cada unidade foi escrita e comentada baseando-se

em consultas bibliográficas à livros, normas técnicas, trabalhos técnicos e científicos.

A Disciplina Construções Rurais está voltada a área de engenharia rural. Os temas

abordados dentro do manual foram dispostos de forma que possibilite, como objetivo geral,

que o aluno seja capaz de: desenvolver as atividades de Construção Rural com idoneidade e

disposição de melhoramento permanente, mediante suficientes informações teóricas e

capacitação prática; e exercer em toda plenitude, as atribuições que a legislação lhe permite.

No decorrer das unidades, como objetivos específicos, os alunos estarão capacitados

a:

• Identificar e resolver problemas de desenho de edificações rurais; identificação e escolha

de materiais de construção; organizar uma praça de trabalho;

• Representar, dimensionar e corrigir alguns problemas que possam surgir na execução

e/ou correção das estruturas de sustentação de instalações rurais;

• Planejar e projetar instalações para as mais diversas situações que possam surgir no meio

rural.

O programa da disciplina compõem-se das seguintes unidades: Materiais de

construção; Consideração sobre os trabalhos preliminares; Estruturas de sustentação das

construções rurais (Fundações, Paredes, Pilares, Vigas, Lajes); Cobertura das instalações;

Instalações para aves; Instalações para bovinos; Instalações para suínos.

Jorge Luiz Moretti de Souza

Professor DETR/SCA/UFPR

Curitiba, 20 Novembro de 1997

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SUMÁRIO

Página

UNIDADE 1. Materiais de construção .................................................... 1

UNIDADE 2. Consideração sobre os trabalhos preliminares ................. 34

UNIDADE 3. Estruturas de sustentação das construções rurais ........... 46 Unidade 3.1. Fundações ........................................................................

47

Unidade 3.2. Paredes .............................................................................

60

Unidade 3.3. Pilares ...............................................................................

62

Unidade 3.4. Vigas .................................................................................

76

Unidade 3.5. Lajes .................................................................................

81

UNIDADE 4. Cobertura das instalações.................................................. 86

UNIDADE 5. Instalações para aves ......................................................... 100

UNIDADE 6. Instalações para bovinos .................................................... 112

UNIDADE 7. Instalações para suínos ...................................................... 144

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UNIDADE 1. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO OBJETIVO: Relatar e destacar os principais materiais de construção utilizados na

construção rural descrevendo algumas de suas qualidades, forma de utilização e aplicação.

INTRODUÇÃO Os materiais de construção podem ser simples ou compostos, obtidos diretamente da natureza ou podem constituir o resultado de trabalho industrial. Deve-se conhecê-los, pois de sua escolha depende parte da solidez, durabilidade e beleza das obras. Além disso não basta que qualquer construção atenda apenas a esses três requisitos - também o fator econômico pesa bastante na escolha do material. 1. PEDRAS NATURAISa) Utilização: As pedras naturais têm sua maior aplicação na realização de alicerces, muros de arrimo, pavimentação de pisos rústicos e algumas vezes na execução de revestimento e paredes. De preferência, deve-se utilizar apenas as pedras duras, pesadas e que apresentem textura homogênea quando forem partidas. Pedras porosas absorvem água, sendo indesejável sua utilização, principalmente em alicerces.

b) Obtenção: As pedras utilizadas em construções provêm de pedreiras encontradas normalmente em ladeiras de morros. Também são usadas as pedras de cantos rolados, encontrados em leitos de rios. Neste caso deve-se quebrá-las para aumentar o poder de aderência. c) Tipos: Granito, arenito, basalto, gabro, minérios de ferro, concreções e mais raramente ardósia, são exemplos de algumas pedras naturais empregadas nas construções rurais.

d) Propriedades físicas: Quanto maior o peso específico (pesada) da pedra, maior será a sua resistência; • 1 m3 de bloco de pedra se converte em aproximadamente 1,5 m3 de alvenaria de pedra colocada; • 1 m3 de pedra solta e transportada, somente é suficiente para executar 0,66 m3 de alvenaria de pedra. 2. AGREGADOa) Definição: Entende-se por agregado o material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inerte (não reagem com o cimento), de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia.

b) Obtenção: São agregados as rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos cursos d’água e os materiais encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rochas.

c) Utilização: São utilizados em lastros de vias férreas, bases para calçamentos, pistas de rolamento das estradas, revestimento betuminoso, e como material granuloso e inerte para a confecção de argamassas e concretos.

d) Importância: Em argamassas e concretos os agregados são importantes do ponto de vista econômico e técnico, e exercem influência benéfica sobre algumas características importantes, como: retração, aumento da resistência aos esforços mecânicos, pois os agregados de boa qualidade têm resistência mecânica superior à da pasta de aglomerante.

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2.1. Classificação A classificação dos agregados é variável, à medida que analisamos o ponto de vista de diferentes autores. Abaixo estão relacionados algumas das classificações utilizadas: • Classificação quanto à origem: naturais ou artificiais; • Classificação quanto à massa específica aparente: leves, pesados ou normais; • Classificação quanto ao diâmetro máximo: agregado miúdo, graúdo ou mesclado (entre miúdo e graúdo); 2.2. Obtenção dos agregados Alguns agregados são obtidos por extração direta do leito dos rios, ou por meio de dragas (areias e seixos), e às vezes de minas (areias). Posteriormente este material retirado sofre um beneficiamento que consiste em lavagem e classificação. 2.2.1. Pedras britadas São obtidas por redução de pedras maiores, por trituração através dos britadores. É bom observar neste momento, que para o desenvolvimento do trabalho, os britadores devem: estar adaptados às condições das rochas; possuir a capacidade desejada de produção; ser de fácil funcionamento, conservação e reparação; ser de construção simples. 2.2.2. Areia Obtida da desagregação das rochas até formar grãos de tamanhos variados. Pode ser classificada pela dimensão em: areia grossa, média e fina. As areias devem sempre ser isentas de sais, graxas, materiais orgânicos, barro ou qualquer outro elemento que prejudique a sua utilização. 2.3. Agregado miúdo Entende-se por agregado miúdo normal ou corrente a areia natural quartzosa ou pedrisco resultante do britamento de rochas estáveis, com tamanhos de partículas tais que no máximo 15% ficam retidas na peneira de 4,8 mm. 2.3.1. Propriedades físicas a) Massa específica real (γ o) • Definição: é a massa da unidade de volume, excluindo deste os vazios permeáveis e os vazios entre os grãos. peso

Massa específica real (γ o) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através do picnômetro, balança hidrostática ou frasco de Chapman; • Valor médio: γ o = 2,65 g/cm3 ou 2650 kg/m3. b) Peso unitário (γ ) • Definição: é o peso da unidade de volume aparente, isto é, incluindo no volume os vazios entre os grãos; peso

Massa específica real (γ ) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através de recipientes cilíndricos ou paralelepípedos;

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• Importância: permite converter as composições das argamassas e concretos em peso para volume e vice-versa; • Valor médio: − areia média em estado seco: γ = 1,5 g/cm3 ou 1.500 kg/m3; − areia fina em estado seco: γ = 1,4 g/cm3 ou 1.400 kg/m3. c) Umidade • Importância: − fator água/cimento nas argamassas e concretos; − água carregada pelo agregado; − reajuste das quantidades de material, seja em peso ou em volume. • Determinação: − secagem em estufa; − secagem por aquecimento ao fogo; − frasco de Chapman; − aparelhos especiais (ex. Speedy moisture tester). d) Inchamento: experiências mostram que a água livre aderente aos grãos provoca afastamento entre eles, no que resulta o inchamento do conjunto. Relação entre o volume úmido e seco1,51,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Umidade (%)

Figura 1.1. Curva de inchamento da areia

O inchamento máximo ocorre para teores de umidade entre 4 a 6%Importância: reajuste das quantidades de material, seja em peso ou em volume. e) Granulometria • Definição: proporção relativa, expressa em porcentagem, dos diferentes tamanhos de grãos que se encontram constituindo o todo; • Importância: grande influência nas propriedades futuras das argamassas; • Determinação: através de peneiras de malha quadrada da série de Tyler-americanas 0,15; 0,3; 1,2; 2,4; 4,5 mm. • Escolha da amostra: nas jazidas e indústrias são retiradas amostras; depois reunidas, homogeneizadas, secas ao ar e peneiradas; • Módulo de finura: é a soma das porcentagens retidas acumuladas, dividida por 100. Somatório das % retidas acumuladas

Módulo de finura (MF) =  100 Serve como parâmetro para classificação das areias.

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Tabela 1.1. Classificação das areias

Classe da areia Módulo de finura (MF) Muito grossa MF > 3,90

Grossa 3,30 < MF < 3,90 Média 2,40 < MF < 3,30 Fina MF < 2,40

f) Impurezas • Material pulverulento: é constituído de partículas de argila (< 0,002 mm) e silte (0,002 a 0,06 mm), principalmente argila. Este material pulverulento envolve os grãos do agregado enfraquecendo as argamassas e concretos. • Impurezas orgânicas: as impurezas orgânicas da areia, normalmente formadas por partículas de húmus, exercem uma ação prejudicial sobre a pega e o endurecimento das argamassas e concretos. g) Índices de boa qualidade: Considera-se areia bem graduada aquela cuja composição granulométrica estiver contida entre os limites indicados em norma: • curvas granulométricas ideais (EB-4139); • porcentagens acumuladas em peso (zona ótima); • porcentagem máxima de substâncias nocivas em relação ao peso total. 2.4. Agregados graúdos Agregado graúdo é o pedregulho natural, seixo rolado ou pedra britada, proveniente do britamento de rochas estáveis, com um máximo de 15% passando na peneira de 4,8 mm. 2.4.1. Classificação a) Natural: É proveniente da erosão, transporte e decomposição de detritos de desagregação das rochas pelos agentes de intemperismo; b) Artificial: Obtida da trituração mecânica de rochas, pedra britada e cascalho. As britas, no Brasil, são obtidas principalmente pela trituração mecânica de rochas de granito, basalto e gnaisse. Tabela 1.2. Classificação das britas de acordo com suas dimensões nominais

Classe da brita Dimensão nominal (mm) Brita 0 4,8 - 9,5

Brita 1 9,5 - 19,0 Brita 2 19,0 - 25,0 Brita 3 25,0 - 50,0 Brita 4 50,0 - 76,0

Brita 5 76,0 - 100,0 2.4.2. Propriedades físicas a) Forma dos grãos: Tem grande importância com fator de qualidade dos concretos. • seixo: melhor forma é a que se aproxima da esfera; • britas: melhor forma é a que se aproxima de um cubo.

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b) Massa específica real (γ o) • Definição: é a massa da unidade de volume, excluindo deste os vazios permeáveis e os vazios entre os grãos; peso

Massa específica real (γ o) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através do picnômetro, balança hidrostática ou frasco de Chapman; c) Peso unitário (γ ) • Definição: é o peso da unidade de volume aparente, isto é, incluindo no volume os vazios entre os grãos; peso

Massa específica real (γ ) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através de recipientes cilíndricos ou paralelepípedos; • Importância: permite converter as composições dos concretos em peso para volume e vice-versa; dosagem dos concretos; cálculo do consumo de materiais. d) Granulometria: Pode ser determinada, no entanto, não tem importância igual a que existe para os agregados miúdos. e) Impurezas: Prejudicam as reações e o endurecimento do aglomerante nos concretos. • torrões de argila: absorvem água e originam vazios; • material pulverulento: dificulta a aderência do aglomerante ao agregado; • material orgânico: proporciona reações ácidas indesejáveis. f) Índices de boa qualidade3. AGLOMERANTES Aglomerantes ou aglutinantes são produtos empregados para rejuntar alvenarias ou para a execução de revestimentos de peças estruturais. Apresenta-se sob a forma pulverulenta e, quando misturados com água, formam pasta capaz de endurecer por simples secagem, ou, o que é mais geral em conseqüência de reações químicas, aderindo às superfícies com as quais foram postas em contato. 3.1. Classificaçãoa) Quimicamente inertes: barro cru; b) Quimicamente ativos: cal, gesso, cimento. 3.2. Aglomerantes aéreos 3.2.1. Gesso a) Matéria prima: Gipsita, um sulfato de cálcio com duas moléculas de água, acompanhado de impurezas, não ultrapassando 6%; b) Fabricação: O gesso é chamado de estucador, que encontra uso sob a forma de pasta em revestimento e decorações interiores. Sua obtenção ocorre no cozimento da gipsita a uma temperatura de 150 a 250 oC. Logo após são moídas e feita a pasta de utilização;

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c) Pega: A água influi. Quanto menor a quantidade de água (25%) mais rápida será a pega; d) resistência: • tração: 14 kgf/cm2; • compressão: 70 kgf/cm2. e) Utilização: Cobrir paredes, chapas para paredes e tetos. Usados exclusivamente para interiores e não podem ter função estrutural; 3.2.2. Cal aérea A cal aérea, resultado da “queima” da pedra calcária em fornos, denomina-se “cal viva” ou “cal virgem”. É distribuída aos consumidores em forma de pedras como saem do forno ou mesmo moída e ensacada. Não tem aplicação direta em construções, sendo necessário antes de usá-la, fazer a “extinção” ou “hidratação” pelo menos 48 horas antes do uso. a) Matéria prima: Calcário (carbonato de cálcio), com teor desprezível de argila; b) Fabricação: O produto é obtido fazendo-se a calcinação das pedras calcárias em fornos a uma temperatura inferior à de fusão, cerca de 900 oC, suficiente para a dissociação do calcário, produzindo-se óxido de cálcio e gás carbônico. CaCO3 CaO + CO2 c) Hidratação ou extinção: Consiste em adicionar dois ou três volumes de água para cada volume de cal. Há forte desprendimento de calor e após certo tempo as pedras se fendem e esfarelam transformando-se em pasta branca, a qual é denominado de "cal extinta ou cal apagada". d) Pega: Faz-se ao ar; e) Resistência: • tração: 2 a 5 kgf/cm2 • compressão: 30 kgf/cm2 em 28 dias f) Utilização: Sob a forma de pasta ou mistura com areia (argamassa), para revestimento e rejuntamento de alvenarias. g) Dados técnicos: • A extinção reduz a cal a pó, com considerável aumento de volume; • 1 m3 de cal são obtidos com ± 500 kg de cal gorda ou ± 600 kg de cal magra; • São necessários ± 1,3 g de cal extinta em pasta para se fazer 1 litro de água de cal; • A cal empregada para revestimento deve envelhecer de 7 a 10 dias antes do uso; 3.3. Aglomerante hidráulico Os aglomerantes hidráulicos, como a cal hidráulica e os cimentos, resistem satisfatoriamente quando empregados dentro d'água. Nos aglomerantes hidráulicos, o endurecimento resulta da ação da água. Na categoria dos aglomerantes hidráulicos, a denominação aplica-se aos que precisam ser moídos depois do cozimento. a) Pega: Dá-se o nome de pega aos aglomerantes que endurecem sob a ação da água à fase inicial do processo, ou seja, a transformação da pasta plástica em corpo sólido.

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3.3.1. Cimento portland a) Definição: O cimento portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre. Esses silicatos e aluminatos complexos, ao serem misturados com água, hidratam-se e produzem o endurecimento da massa, que oferece, então, elevada resistência mecânica. b) Fabricação: é obtido pelo cozimento da mistura calcário-argilosa, convenientemente proporcionada, até a fusão parcial (cerca de 1.450 oC), seguida de moagem e de pequena adição de gesso para regular a pega. Consta de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre, predominando em quantidade e importância os silicatos. c) Tipos de cimento: No mercado existem diversos tipos de cimento. A diferença entre eles está na composição, mas todos atendem às exigências das normas técnicas brasileiras. Cada tipo tem o nome e a sigla correspondente estampada na embalagem, para facilitar a identificação. Os tipos de cimento adequados aos usos gerais no meio rural são os seguintes: Tabela 1.3. Tipos de cimento

Nome Sigla − Cimento Portland comum com adição CP I - S -32 − Cimento Portland composto com escória CP II - E - 32 − Cimento Portland composto com pozolana CP II - Z - 32 − Cimento Portland composto com fíler CP II - F - 32 − Cimento Portland de alto forno CP III - 32 − Cimento Portland pozolânico CP IV - 32

Existem outros tipos de cimento: para usos específicos (cimento portland branco, cimento portland resistente a sulfatos); e para aplicações mais especializadas (cimento portland de alta resistência inicial, que leva a sigla CP-V-ARI, e alguns tipos fabricados com resistência maior, como o CP II - E - 40, CP II - F - 40 e CP III - 40). d) Transporte: Mesmo comprando cimento de boa qualidade e em bom estado, ele pode estragar se não for transportado e estocado de forma correta. O cimento deve ser protegido durante o transporte para evitar que seja molhado por uma chuva inesperada. e) Armazenamento: Para guardar, ponha o cimento em lugar fechado e coberto, livre da água e da umidade e empilhe os sacos sobre um estrado de madeira afastado da parede. Ponha no máximo 10 sacos em cada pilha, se o cimento ficar estocado por mais de duas semanas. Desde que obedeça às condições colocadas acima, o cimento pode ficar armazenado por cerca de 3 meses. Obs.: Colocar os sacos dispostos de forma cruzada. f) Pega: Podemos adotar para o cimento, nas condições brasileiras, as seguintes ordenações: • pega rápida < 30 minutos; • pega semi-rápida 30 a 60 minutos; • pega normal > 60 minutos. A duração da pega é influenciada: • pela quantidade de água empregada; • pela quantidade e ou presença de alguns compostos; • pela temperatura; • pela quantidade de gesso.

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g) Resistência à compressão:

Tabela 1.4. Resistência da pasta de cimento a compressão Idade em dias Resistência em kgf/cm2 (Mínima)

Classe 250 Classe 320 Classe 400 3 80 100 140 7 150 200 240

28 250 320 400 4. ARGAMASSAS

As argamassas são materiais de construção constituídos por uma mistura íntima de um ou mais aglomerantes, agregado miúdo e água. Outros produtos podem, ainda, ser adicionados para melhorar determinadas propriedades do conjunto. Os aglomerantes podem ser utilizados isoladamente ou adicionados a materiais inertes, exemplo: a) Pastas: material que surgiu da união de um aglomerante e água. As pastas têm uso restrito nas construções, não só pelo seu elevado custo, como pelos efeitos secundários que se manifestam, principalmente retração; b) Natas: Pastas com excesso de água fornecem as chamadas natas: • Natas de cal: utilizadas em revestimentos e pinturas; • Natas de cimento: ligação de argamassas e concretos de cimento e para injeções.

Quando misturamos a uma pasta um agregado miúdo, obtemos o que se chama de argamassa. Assim, as argamassas são constituídas por um material ativo, a pasta, e um material inerte, o agregado miúdo. A adição do agregado miúdo à pasta de cimento ou cal barateia o produto e elimina em parte as modificações de volume. 4.1. Utilização As argamassas são utilizadas no assentamento de pedras, tijolos e blocos nas alvenarias, onde favorecem a distribuição dos esforços; nos trabalhos de acabamento de tetos e pisos; nos reparos de obras de concreto; nas injeções, etc. 4.2. Classificação das argamassas Várias são as classificações que podem ser apontadas para as argamassas, dependendo do ponto de vista:

a) segundo o emprego: • comuns: rejuntamento, revestimento e pisos; • refratárias: resiste a elevadas temperaturas; b) tipo de aglomerante: • aéreas: cal aérea, gesso; • hidráulicas: cal hidráulica, cimento; • mistas: aéreas mais hidráulicas; c) elementos ativos: simples: apenas 1 elemento ativo; • compostas: mais de um elemento ativo;

d) quanto à dosagem: • pobres ou magras: o volume de aglomerante é

insuficiente para preencher os vazios entre os grãos do agregado;

• cheias: quando os vazios referidos são preenchidos exatamente pela pasta;

• ricas ou gordas: quando há um excesso de pasta; e) consistência: secas, plásticas ou fluidas.

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4.2.1. Argamassas aéreas 4.2.1.1. Argamassas de cal aérea a) Utilização: Assentamento de tijolos e blocos nas alvenarias; nos trabalhos de acabamento de tetos e paredes; nos reparos de obras de concreto; b) Trabalhabilidade: Tem mais coesão que as de cimento de mesmo traço; retêm durante mais tempo a água de amassamento; c) Resistência aos esforços mecânicos: Média 10 kgf/cm2 aos 28 dias. Obs.: não devem secar muito rapidamente . d) Retração: A diminuição de volume será tanto mais elevada quanto maiores forem as percentagens de água e cal que participarem na mistura; e) Estabilidade de volume: Os defeitos que podem ocorrer nos rebocos são devidos a ação do intemperismo ou à falta de estabilidade de volume da cal; f) Durabilidade: A danificação dos revestimentos externos de argamassa de cal começa nos lugares freqüentemente atingidos pela água e que estejam sujeitos à congelação e ao degelo; g) Traço: É a relação dos elementos que as compõem. A unidade representa o aglomerante em volume. Assim o traço 1:4 de cal-areia indica 1 parte de cal e 4 partes de areia. h) Cálculo dos componentes do traçoArgamassa de cal em pó 1,32

C =  1 + a

... [m3]

A = C . a ... [m3]

onde: C = quantidade de cal extinta em pó por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço ;

A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3).

Argamassa de cal em pasta 1,15

C =  1 + (0,73 . a)

... [m3]

A = C . a ... [m3]

onde: C = quantidade de cal extinta em pasta por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço ; A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3).

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4.2.1.2. Gesso a) Utilização: É empregado em todos os revestimentos internos de categoria. Ao contrário de outros aglomerantes não necessita da adição de um agregado, a adição destes elementos deve-se à diminuição do custo. • Gesso puro: execução de placas, blocos para paredes internas e corpos ocos para lajes nervuradas; • Argamassa de gesso: revestimento de tetos e paredes, revestimentos especiais. b) Resistência: Quanto maior a adição de areia menor a resistência. Obs.: o gesso apresenta elevada resistência ao fogo; c) Traço: • gesso puro: 10 kg de gesso para 6 a 7 litros de água; • argamassa de gesso: − tetos: 5:4 − paredes: 1:1 ou 1:3 − especial: 1: 1,5 4.2.2. Argamassas hidráulicas As argamassas hidráulicas mais utilizadas entre nós são preparadas com cimento portland. a) Utilização: Para assentar tijolos; fazer emboço (1:8); assentamento de tacos (1:4); chapiscado de tijolos laminados ou superfícies lisas (1:6); pisos (1:3). • Pastas de cimento: trabalhos de vedação de veios d'água, injeções e obturações de fissuras (traço: 25% de água sobre o peso do cimento); • Nata de cimento: Injeções, impermeabilizações (traço: quantidade de água 10 - 20 vezes maior que o peso do cimento). b) Resistência: Cresce com a quantidade de cimento e decresce com o aumento da relação água/cimento. c) Impermeabilidade: Depende da condição do aglomerante, do fator água cimento, do agregado, e da colocação de hidrófogos. d) Traço: É a relação dos elementos que a compõem. A unidade representa o aglomerante em volume. Assim o traço 1:3 de cimento-areia indica 1 parte de cimento e 4 partes de areia. Argamassa de cimento 1,4

C =  1 + a

... [m3]

A = C . a ... [m3]

onde: C = quantidade de cimento por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço ; A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3). Para transformar o volume de cimento em peso, basta multiplicar o volume de cimento desejado pelo seu peso específico (1420 kg/m3).

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Tabela 1.5. Usos e indicações dos principais traços de argamassa Argamassa Traço Alvenaria de pedra em fundações e baldrame cimento-areia grossa .......................................................... 1:6 cimento-cal-areia grossa .................................................... 1:2:12 − Muro de arrimo, alvenaria de pedra cimento-areia grossa .......................................................... 1:5 − Alvenaria de tijolos cimento-areia ou saibro ..................................................... 1:8 cimento-areia + 10% de terra vermelha peneirada ............ 1:8 cimento-saibro-areia .......................................................... 1:3:9 cal-areia ............................................................................. 1:4 cimento-cal-areia ............................................................... 1:2:10 − Emboços cimento-areia ou saibro ..................................................... 1:8 cimento-areia + 10% de terra vermelha peneirada ............ 1:8 cimento-saibro-areia .......................................................... 1:3:9 cal-areia ............................................................................. 1:4 cimento-cal-areia ............................................................... 1:2:10 − Rebocos cimento-cal-areia fina peneirada ....................................... 1:2:5 cal-areia fina ...................................................................... 1:1 cal-areia com 50 kg cimento/m3 (externa) ........................ 1:2 − Chapisco em superfícies lisas cimento-areia ..................................................................... 1:6 − Assentamento de tacos, ladrilhos, pedras em placas cimento-areia ..................................................................... 1:4 ou

1:5 − Assentamento de azulejos cimento-cal-areia ............................................................... 1:2:8 cimento-areia-saibro .......................................................... 1:3:5 − Revestimento de piso cimentado cimento-areia ..................................................................... 1:3 ou

1:4 4.3. Água nas argamassas Deve sempre ser limpa e isenta de impurezas, sais e matéria orgânica. A quantidade influi na consistência, tornado-a "branda ou mole" quando em excesso ou "árida, seca” quando escassa. 4.4. Mistura das argamassas Sobre estrado de madeira coloca-se o material inerte (areia, saibro) em forma de cone e sobre este o cimento. Bater e misturar com enxada até haver uniformidade de cor. Refazer o cone, abrindo-se a seguir uma cratera, onde se adiciona a água em porções. Mistura-se com a enxada sem deixar escorrer pasta, até a homogeneidade da mistura ser completa. As argamassas de cal também exigem esta homogeneidade. Faz-se um montículo (cone) de areia com cavidade no centro onde, aos poucos, adiciona-se o cal em pó ou pasta com o auxílio de enxada. Não se deve deixar grumos de cal. A argamassa estará bem misturada quando não houver aderência à lâmina da enxada. Quando forem notados grânulos de cal deve-se colocar mais água, pouco a pouco, reamassando. Não deixar formar líquido leitoso que escorra, pois é sinal de excesso de água. Em argamassas compostas de cimento, cal e areia, o cimento é adicionado na hora da utilização à argamassa previamente misturada de cal-areia.

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5. CONCRETO DE CIMENTO Concreto é um material de construção resultante da mistura de um aglomerante (cimento), com agregado miúdo (areia grossa), agregado graúdo (brita ou cascalho lavado), e água em proporções exatas e bem definidas. Atualmente é muito utilizado um outro componente: os aditivos (Vedacit, cica, etc.). Seu uso nas construções em geral é bastante amplo, podendo as peças serem moldadas no local ou pré-moldadas. Como exemplo de moldadas no local: - pisos de terreiros de café, de currais, de residências e pisos em geral, passeios. Nas estruturas (com adição do ferro) como lajes, pilares, vigas, escadas, consoles e sapatas. 5.1. Propriedades do concreto fresco 5.1.1. Trabalhabilidade É a propriedade do concreto fresco que identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade. Os principais fatores que afetam a trabalhabilidade são: a) Fatores internos • consistência: identificada pela relação água/cimento; • proporção entre o agregado miúdo e graúdo: granulometria do concreto; • traço: proporção entre cimento e agregado; • forma do grão dos agregados; • aditivos com finalidade de influir na trabalhabilidade. b) Fatores externos: • tipos de mistura (manual ou mecânica); • tipo e meio de transporte; • tipo de lançamento: pequena ou grande altura; • tipo de adensamento: manual ou vibratório; • dimensões e armadura da peça a executar. 5.1.2. Segregação É o fenômeno da tendência de separação dos componentes da mistura. a) Principais causas: • diferença do tamanho dos grãos dos componentes; • diferença das massa específicas dos componentes; • manuseio inadequado do concreto desde a mistura até o adensamento. b) Forma de evitar a segregação: • escolha de granulometria adequada; • manuseio adequado do concreto. 5.1.2.1. Exsudação Entende-se por exsudação a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recém-lançado. A exsudação é motivada pela maior ou menor impossibilidade que apresentam os materiais constituintes de manter a água de mistura dispersa na massa.

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Esse fato apresenta, como conseqüência, um aumento da umidade na parte superior do concreto, fazendo com que este seja mais poroso e menos resistente, além de ficar sujeito à desintegração pela percolação da água. A água, ao subir à superfície, pode carregar partículas mais finas de cimento, formando a chamada nata. Esta nata impede a ligação de novas camadas de material e deve ser removida cuidadosamente. Outro efeito nocivo da exsudação consiste na acumulação de água em filmes sobre as barras metálicas da armadura, diminuindo a aderência. Essa exsudação poderá ser controlada pelo proporcionalmente adequado de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além da necessidade. Utilizando-se misturas ricas, cimentos muito finos e agregados naturais de grãos arredondados, os efeitos da exsudação são atenuados. Às vezes, corrige-se a exsudação pela adição de grãos relativamente finos, que compensam as deficiência dos agregados. 5.2. Propriedades do concreto endurecido 5.2.1. Massa específica: É a massa da unidade de volume, incluindo os vazios. Varia entre os valores de 2.300 e 2.500 kg/m3. • concreto simples: 2.300 kgf/m3 • concreto armado: 2.500 kgf/m3; • concretos leves: 1.800 kgf/m3 (Argila expandida); • concretos pesados: ± 3.700 kgf/m3 (Barita). 5.2.2. Resistência O concreto é material que resiste bem aos esforços de compressão e mal aos esforços de tração 1

Resistência à tração =  . Resistência à compressão 10

[kg/cm2]

O concreto resiste mal ao cisalhamento, em virtude das tensões de distensão que então se verificam em planos inclinados. Os principais fatores que afetam a resistência são: • relação água/cimento; • idade; • forma e graduação dos agregados; • tipo de cimento; • forma e dimensão dos corpos de prova. 5.2.2.1. Resistência do concreto à compressão É obtida através de uma análise estatística dos valores de tensão de ruptura relativos a um número determinado de corpos de prova, ensaiados em laboratório. É denominada resistência característica do concreto à compressão e sua notação é fck. a) Corpos de prova: são cilíndricos, com diâmetro de 15 cm e altura de 30 cm; • Moldados: conforme a MB-2 (NBR-5738); • Ensaiados: conforme a MB-3 (NBR-5739).

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b) Determinação do valor da resistência do concreto (fc28 e fck)

Freqüência 95% fck fc28 Resistência1,65 . Sd

Figura 1.2. Curva de distribuição da resistência do concreto a compressão

fc1 + fc2 + fc3 + ...... + fcn fc28 = 

n

fc28 = fck + 1,65 . Sd

O calculista fixa o valor de fck e o construtor terá que realizar a obra, conforme o seu tipo A, B ou C e a resistência pretendida será o fc28.

fc28 = fck + 1,65 . Sd

Através de um dos métodos de dosagem determina-se o traço do concreto para o fc28. A tensão mínima de ruptura fck, na qual se baseia o cálculo das peças de concreto simples ou armado, é fixada dependendo da confecção do concreto simples e a partir da tensão mínima à compressão com 28 dias de idade, determinada rompendo-se os corpos de provas cilíndricos, com 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura. c) Tipos de obra

Para atender a NB-1 de 1978 a resistência do concreto simples a 28 dias, obtida através de corpos de prova cilíndricos (15 x 30 cm), partindo de sua resistência característica “fck”, normalmente indicada nos projetos estruturais, é a seguinte:

Obra tipo “A”: Quando houver assistência de profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia de concreto, com todos os materiais medidos em peso e houver medidor de água, corrigindo-se as quantidades de agregados miúdos e água em função de determinações freqüentes e precisas do teor de umidade dos agregados, e houver garantia de manutenção, no decorrer da obra, da homogeneidade dos materiais a serem empregados.

Sd = 40 kg/cm 2

ou seja: fc28 = fck + 1,65 . Sd

fc28 = fck + 1,65 . 40 ⇒ fc28 = fck + 66 kg/cm

2

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Obra tipo “B”: Quando houver assistência de profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia de concreto, o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água com correção do volume do agregado miúdo, e da quantidade de água em função de determinações freqüentes e precisas do teor de umidade dos agregados.

Sd = 55 kg/cm 2

ou seja, fc28 = fck + 1,65 . Sd

fc28 = fck + 1,65 . 55 ⇒ fc28 = fck + 90 kg/cm

2 Obra tipo “C”: Quando o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água corrigindo-se a quantidade de água em função da umidade dos agregados simplesmente estimada.

Sd = 70 kg/cm 2

ou seja, fc28 = fck + 1,65 . Sd

fc28 = fck + 1,65 . 70 ⇒ fc28 = fck + 111 kg/cm

2 d) Resistência de cálculo (fcd) O valor de resistência a ser utilizado no cálculo de uma estrutura de concreto armado é uma fração da resistência característica denominada resistência de cálculo (fcd). fck

fcd = λ c

....[kg/cm2]

onde: fcd = resistência de cálculo do concreto (kg/cm

2); fck = resistência do concreto a compressão (kg/cm

2); λ c = coeficiente de minoração para o qual a NBR 6118 estabelece o valor 1,4. Tabela 1.6. Valores de resistência do concreto à compressão (fck), Resistência de cálculo (fcd) e resistência do concreto aos vinte e oito dias (fc28).

fck fcd fc28 em kg/cm 2

(kg/cm2) (kg/cm2) Obra tipo A Obra tipo B Obra tipo C 120 85,71 186,0 210,75 235,50 130 92,86 196,0 220,75 245,50 140 100,00 206,0 230,75 255,50 150 107,14 216,0 240,75 265,50 160 114,29 226,0 250,75 275,50 180 128,57 246,0 270,75 295,50 200 142,86 266,0 290,75 315,50 220 157,14 286,0 310,75 335,50

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5.2.3. Permeabilidade É a propriedade que identifica a possibilidade de passagem da água através do material. Esta passagem pode se dar por: filtração sob pressão; por difusão através dos condutos capilares; capilaridade. 5.2.4. Absorção É o processo físico pela qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares. Os principais fatores que afetam a porosidade, absorção, e permeabilidade são: • materiais constituintes: água, cimento, agregados, adições; • preparação: mistura, lançamento, adensamento, acabamento; • posteriores: idade e cura. 5.2.5. Deformações As variações de volume dos concretos são o resultado da soma de várias parcelas: • variação absoluta do volume dos elementos que se hidratam; • variação do volume dos poros internos, com ar e água; • variação do volume de materiais sólidos inerte. As deformações causadoras da mudança de volume podem ser agrupadas: • variação das condições ambientes: retração, variação de umidade e variação da temperatura; • ação de cargas externas: deformação imediata, deformação lenta. 5.3. Dosagem dos concretos (traço) Chama-se traço a maneira de exprimir a composição do concreto. O traço tanto pode ser indicado pelas proporções em peso como em volume, ou como freqüentemente, adota-se uma indicação mista: o cimento em peso e os agregados em volume. Seja qual for a forma adotada, toma-se sempre o cimento como unidade, e relacionam-se as demais quantidades à quantidade de cimento. Exemplo: Traço 1:4:8, onde 1 indica sempre a proporção de cimento, 4 a de areia e 8 a de brita. Tabela 1.7. Usos e indicações dos principais traços

CONCRETO (cimento - areia grossa - brita ou cascalho) Traço − Serviços de grande responsabilidade (estacas de penetração) ...................................................................................... 1:2:2 − Vigas, lajes, pilares, consoles ......................................................... 1:2,5:4 − Postes altos, caixas-reservatórios ................................................... 1:2:3 − Capeamentos, lajes pré-fabricadas ................................................. 1:2:4 − Concreto estrutural sob grandes cargas ........................................... 1:2:3,5 − Cintas de amarração ....................................................................... 1:3:5 ou 1:2,5:5 − Pisos sobre terraplenagem .............................................................. 1:4:8 − Alicerces, baldrames e arrimos cimento-areia grossa-cascalho ou brita + 40% de pedra-de-mão ... 1:5:10 ou; 1:4:8 ou; 1:3:6 ou; 1:10

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5.3.1. Cálculo empírico dos componentes Pode ser obtido através de fórmulas, entre as quais recomendamos pela sua simplicidade. Sua aplicação refere-se a produção de 1 m3 de concreto. 2400

Pc =  0,856 + (1,014 . a) + (0,835 . b) + 2,65 . Ra/c

... [kg]

onde: Pc = peso de cimento (kg) para fazer 1 m3 de concreto; a = partes de areia no traço; b = partes de brita no traço; Ra/c = relação água/cimento (mínimo de 0,48 e máximo de 0,70). PC . 1,014 . a

Quantidade de areia =  1,42

... [litros]

PC . 0,835 . b

Quantidade de brita =  1,42

... [litros]

Quantidade de água = PC . Ra/c... [litros]

5.4. Produção dos concretos A produção dos concretos compreende a mistura, o transporte, o lançamento, adensamento e a cura desse material. 5.4.1. Mistura A mistura ou amassamento do concreto consiste em fazer com que os materiais componentes entrem em contato íntimo, de modo a obter-se um recobrimento de pasta de cimento sobre as partículas dos agregados, bem como uma mistura geral de todos os materiais. A principal exigência é que a mistura seja homogênea para permitir, assim, boa resistência e durabilidade. a) Mistura manual: Conforme NB-1/77 só pode ser empregada em obras de pequena importância. • mistura-se a seco agregado miúdo e cimento, até coloração uniforme; • em seguida mistura-se agregado graúdo; • no monte, faz-se uma cratera, onde é colocada a água de amassamento • mistura-se a massa até homogeneidade (obs. nenhuma água deve escorrer). • a mistura deve ser realizada sobre estrado ou superfície plana (3 x 3m), impermeável e resistente. • não argamassar mais de 350 litros de cada vez. b) Mistura mecânica: é feita em máquinas especiais denominadas betoneiras (tambor ou cuba, fixa ou móvel em torno de um eixo que passa pelo seu centro). • Tempo de mistura: é contado a partir do instante em que todos os materiais tenham sido lançados na cuba.

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• Tempo para realização de concretos plásticos (segundos): − Betoneiras inclinadas: tempo(s) = 120 * diâmetro(m) − Betoneiras eixo horizontal: tempo(s) = 60 * diâmetro(m) − Betoneira vertical: tempo(s) = 30 * diâmetro(m) • Ordem de colocação: de materiais nas betoneiras: − Parte do agregado graúdo mais parte da água de amassamento; − Cimento mais o restante da água e a areia; − Restante do agregado graúdo. 5.4.2. Transporte O concreto deve ser transportado do local de amassamento para o de lançamento tão rapidamente quanto possível e de maneira tal que mantenha sua homogeneidade, evitando- se a segregação dos materiais (NB-1/77). a) Transporte descontínuo: Por meio de vagonetas, carrinhos de mão, caçambas e carrinhos, lata. O ideal é que o meio de transporte tenha capacidade para uma amassada completa, pelo menos, evitando assim a segregação; b) Transporte contínuo: calhas, correias, transportadoras e bombas. 5.4.3. Lançamento

O concreto deve ser lançado logo após a mistura, não sendo permitido, entre o amassamento e o lançamento, intervalo superior a uma hora; não se admite o uso de concreto remisturado. a) Recomendações antes do lançamento: • verificação das formas: dimensões, vedação, alinhamento, nível; • verificar o escoramento; • verificar "pé-de-pilar" • verificar atentamente a armação quanto: posicionamento, bitolas, estribos, etc.; • verificar todas as instalações embutidas: elétricas, sanitárias e hidráulicas; • as formas de madeira devem ser engraxadas ou pinceladas com óleo queimado, permitindo desforma fácil. b) Recomendações para o lançamento: • em peças delgadas, afim de se evitar a segregação, o concreto deve ser colocado através de canaletas de borracha ou tubos flexíveis; • a altura máxima de lançamento não deve ser superior a 2 m; • a interrupção da concretagem deve, de preferência, se dar numa junta permanente, aproveitando-a, assim também como junta de construção; • deve ser, o concreto, lançado o mais próximo de sua posição final, não devendo fluir dentro das formas. 5.4.4. Adensamento O adensamento do concreto lançado tem por objetivo deslocar, com esforço, os elementos que o compõem, e orientá-lospara se obter maior compacidade, obrigando as partículas a ocupar os vazios e desalojar o ar do material. a) Adensamento manual: é o modo mais simples de adensamento, consiste em facilitar a colocação do concreto na forma e entre as armaduras, mediante uma barra metálica, cilíndrica e fina, ou por meio de soquetes mais pesados. • o concreto deve ter consistência plástica; • a camada de adensamento não deve exceder a 20 cm;

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• quanto aos soquetes é mais importante o número de golpes do que a energia de cada um. b) Adensamento mecânico: Consiste na realização do adensamento por intermédio de vibrações. O excesso de vibrações provoca segregação. 5.4.5. Cura Dá-se o nome de cura ao conjunto de medidas com a finalidade de evitar a evaporação da água junto ao cimento, que rege a pega e seu endurecimento. A norma brasileira NB-1/77 exige que a proteção se faça nos 7 primeiros dias seguintes, para se ter garantias contra o aparecimento de fissuras devidas à retração. Condições de umidade e temperatura tem grande importância nas propriedades do concreto endurecido. a) Processos de realização da cura do concreto: • irrigações periódicas das superfícies; • recobrimento das superfícies com aresta ou sacos de aniagem; • recobrimento da superfície com papéis impermeabilizantes; • emprega de compostos impermeabilizantes de cura; • uso de serragem, areia e sacos de cimento molhado. 6. CONCRETO ARMADO É a união de concreto simples às armaduras de ferro. Sabe-se que o concreto simples resiste bem aos esforços de compressão e muito pouco aos de tração. No entanto elementos estruturais com lajes, vigas, pilares são solicitados por outros esforços (tração, flexão e compressão), ultrapassando as características do concreto simples. Por isso torna-se necessário juntar-se um material como o ferro que resiste bem a estes esforços. A união dos dois materiais é possível e realizada com pleno êxito devido a uma série de características: • coeficiente de dilatação térmica praticamente iguais (0,000001 e 0,0000012); • boa aderência entre ambos; • preservação do ferro contra a ferrugem. a) Vantagens do concreto armado: • boa resistência ao fogo; • adaptação a qualquer forma, permitindo inclusive montar-se peças esculturais; • possibilidade de dimensões reduzidas; • aumento da resistência aos esforços com o tempo; • boa resistência a choques e vibrações; • rápida execução; • material higiênico por ser monolítico. b) Desvantagens do concreto armado: • impossibilidade de sofrer modificações; • demolição de custos elevados e sem aproveitamento do material demolido.

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7. PROPRIEDADE DOS AÇOS Os aços empregados se dividem em aços comuns e aços especiais. Há dois tipos de aços comuns usados no concreto armado, designados por CA-25 e CA-32, onde CA significa concreto armado e o número representa o limite de escoamento em kg/mm2. O limite de escoamento é a tensão a partir da qual um aço se deforma mantendo constante sua tensão. O trecho do diagrama tensão-deformação em que a tensão é constante chama-se de patamar de escoamento. Os aços especiais são os que são laminados a quente e que possuem patamar de escoamento e os que são encruados, sem patamar de escoamento, são os aços comuns. Os aços com patamar de escoamento são designados por CA-40A, CA-50A, CA- 60A, onde o número representa o limite de escoamento e a letra A significa a existência de patamar de escoamento. Para os aços sem patamar de escoamento, define-se como escoamento convencional o ponto do diagrama tensão-deformação para o qual, se a carga for retirada, o diagrama segue uma linha reta, paralela ao diagrama de carregamento, deixando uma deformação residual de 2 mm/m. Os aços encruados sem patamar de escoamento são designados por CA-40B, CA- 50B e CA-60B, onde os números 40, 50 e 60 representam os limites de escoamento convencional em kg/mm2 e a letra B significa a inexistência de patamar de escoamento. Para os aços com escoamento acima de 4.000 kg/cm2 (CA-50 ou CA-60), independente da presença do patamar de escoamento, é exigida a existência no aço de mossas ou saliências a fim de melhorar sua aderência. O limite de escoamento real ou convencional é designado por fY. Para o aço com patamar de escoamento (categoria A), o diagrama tem o aspecto indicado na figura 1.3.a, abaixo limitado pela linha LL correspondente ao alongamento de 10 mm/m. A tensão de escoamento e o alongamento correspondente de cálculo no aço com patamar são: fy

fyd =  1,15

[kg/cm2]

fyd ε = 

Es

onde: fy = limite de escoamento real ou convencional (kg/cm

2); fyd = tensão de escoamento de cálculo (kg/cm

2); Es = é o módulo de elasticidade do aço (kg/cm

2); ε = alongamento de cálculo (adimensional). Para o aço sem patamar de escoamento, o diagrama tem o aspecto indicado na figura 1.3.b, podendo ser usado o diagrama obtido nos ensaios, deslocado paralelamente à reta OA, de tal forma que as ordenadas segundo esta paralela fiquem divididas por γs (1,15). Assim, no ponto E de escoamento, a tensão e o alongamento correspondentes são: fy

fyd =  1,15

[kg/cm2]

fyd

ε = 0,002 +  Es

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Tensão (σ) Tensão (σ) L

B F 0,7 fyd F’ A B fyd fyd fy O fyd /Es fyd / Es Deformação (ε) Deformação (ε) figura a figura b

Figura 1.3. Diagrama tensão versos deformações dos aços Tabela 1.8. Valores de limite de resistência do aço a compressão (fy), resistência de cálculo (fyd), e resistência do aço na armadura comprimida (f ’yd).

AÇO fy fyd f ‘yd kg/cm

2 kg/cm

2 kg/cm

2

CA - 25 2.500 2.173 2.173 CA - 32 3.200 2.783 2.783

CA - 40 A 4.000 3.478 3.478 CA - 40 B 4.000 3.478 2.994 CA - 50 A 5.000 4.348 4.200 CA - 50 B 5.000 4.348 3.555 CA - 60 A 6.000 5.217 4.200 CA - 60 B 6.000 5.217 4.000

8. MATERIAIS CERÂMICOS a) Definição: Chama-se cerâmica à pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozedura de argilas ou de misturas contendo argilas. Em certos casos, pode ser suprimida alguma das etapas citadas, mas a matéria-prima é a argila. Nos materiais cerâmicos a argila fica aglutinada por uma pequena quantidade de vidro, que segue pela ação do calor de cocção sobre os componentes da argila. b) Classificação dos materiais de cerâmica usados nas construções A classificação que se segue é apenas prática, embora não seja muito acadêmica. Nas construções são usados: • materiais cerâmicos secos ao ar; • materiais cerâmicos de baixa vitrificação; • materiais cerâmicos de alta vitrificação, que, por sua vez, se subdividem em materiais de louça e materiais de grês cerâmicos; • refratários. 8.1. Materiais cerâmicos secos ao ar A prática e os ensaios tecnológicos demostram que a resistência das argilas secas simplesmente ao ar depende da proporção entre os diversos componentes, ou seja, da sua composição granulométrica; não depende, pois, da quantidade de caulim, somente. A argila que melhor resistência à compressão apresenta é a que tem cerca de 60 % de argilo- minerais, ficando os 40 % restantes igualmente distribuídos entre silte, areia fina e areia média.

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a) Adobe: Dos materiais cerâmicos secos ao sol, apenas o adobe e as argamassas de barro têm alguma importância na construção. O adobe é argila simplesmente seca ao ar, sem cozimento e usada em construções rústicas. Ele pode resistir a tensões de compressão até de 70 kg/cm2, o que é um bom índice; mas tem o inconveniente de, ao receber água, tornar-se novamente plástico. Por isso as paredes desse material devem ser revestidas por camada isolante de umidade, para que tenham alguma duração. Devido à alta resistência, a argila também é bastante empregada com argamassa de assentamento de tijolos. As vantagens e desvantagens são as mesmas citadas acima. 8.2 Materiais cerâmicos comuns (baixa vitrificação) Os materiais de barro comum usados correntemente na construção civil são os tijolos, as telhas e as tijoleiras. Conforme a qualidade da argila empregada resultarão diversas qualidades de produtos. Eles vão desde os de baixa resistência (5 kg/cm2) até os de alta resistência (120 kg/cm2); vão desde os facilmente pulverizáveis até os de massa compacta. Por isso é difícil estabelecer limites entre a cerâmica comum e a cerâmica de qualidade superior. O construtor deve considerar primordialmente a procedência para ter certeza sobre a qualidade. a) Tijolos comuns: O tijolo pode ser caracterizado como um material de baixo custo, usado exclusivamente para fins estruturais e de vedação, sem muitas exigências quanto à aparência. Independente da qualidade, há muitos formatos de tijolos. O mais comum é o tijolo cheio, também chamado maciço ou burro. A EB-19 estabelece dois tamanhos, mas trata-se de norma nem sempre obedecida pelas olarias. Esses tamanhos são dados na figura abaixo. Conforme a carga a que resistirem, são classificados em 1a e 2a categoria. Tabela 1.9. Dimensões e carga limite de compressão dos tijolos maciços

Tipo

Dimensões (cm)

Primeira categoria (kg/cm2)

Segunda categoria (kg/cm2)

Em média Individual Em média Individual 1 5x4,5x20 600 400 400 200 2 5,2x11,5x24 500 350 300 200

As tolerâncias são de 5 mm para as medidas de comprimento e de 2 mm para as outras medidas. O tijolo furado ou oco é dividido pela EB-20 em três tipos: Tabela 1.10. Tipos de tijolos, conforme a EB-20

Tipo Dimensão (cm) Característica Tipo 1 9,5x9,5x20 Com furos cilíndricos paralelos às faces menores Tipo 2 9,5x20x20 Com furos prismáticos normais às faces menores Tipo 3 9,5x20x30 Com furos prismáticos normais às faces menores, mas que só

podem ser usados para vedação, sem suportar outras cargas que o peso próprio das paredes.

As tolerâncias são de 3 mm para as medidas de 9,5 cm e de 5 mm para as outras medidas. Praticamente, analisando as dimensões encontradas no comércio, verificamos que quase não é adotado o bitolamento exigido pela norma.

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Os tijolos furados também são classificados em duas categorias, segundo sua resistência à compressão. Tabela 1.11. Classificação dos tijolos furados conforme a resistência a compressão

Tipo Primeira categoria (kg/cm2)

Segunda categoria (kg/cm2)

1 60 40 2 40 30 3 10 5

Na prática, costuma-se adotar, como carga de segurança, a metade das cargas de norma. Além desses tipos normalizados, e mesmo dentro deles, há grande variação de tipos. Em relação aos furos, por exemplo, e isso é importante, há os de furos quadrados e os de furos cilíndricos. Normalmente, os tijolos de furos quadrados não servem para paredes de sustentação, pois têm as paredes finas; os tijolos com furos redondos geralmente já têm resistência mais próxima à dos tijolos maciços. Entre os tijolos furados há os de 2, 3, 4, 6 e mais furos. Um tipo que convém destacar são os tijolos para lajes mistas (tijolos armado). b) Telhas: Em princípio, há dois tipos de telhas: as planas e as curvas. As telhas planas são do tipo marselha, também conhecida por telhas francesas, e as telhas de escamas, pouco encontradas. As telhas francesas, são planas, com encaixes laterais e nas extremidades, e com agarradeiras para fixação às ripas do madeiramento. Pesam aproximadamente 2 kg, e são necessárias 15 telhas por m2 de cobertura. Para a inclinação usual de 30o, isso corresponde a 22 por m2 de projeção. Embora pouco solicitadas, existem as meias telhas à direita e à esquerda, para arremate. A EB-21 divide as telhas de barro tipo marselha em duas classificações, conforme sua resistência a uma carga aplicada sobre o centro da telha, estando esta sobre três apoios. • Primeira categoria: resistência mínima de 85 kg; • Segunda categoria: resistência mínima de 70 kg. c) Telhas e tijolos aparentes: As telhas e tijolos aparentes são produtos de melhor qualidade, usados nos casos em que se deseje boa aparência, uniformidade na cor, etc. Por isso são feitos com mais cuidado, procurando-se dar maior resistência à abrasão, uniformidade de tamanho etc. O processo usual de moldagem é a prensagem, tanto maior quanto melhor se deseja o material. Geralmente apresentam um grau de vitrificação mais elevado. Os tijolos desse tipo não se prestam para o revestimento, porque a aderência é muito pequena. Se forem revestidos, deverão ter ranhuras nas superfícies. Durante a fabricação muitas peças são refugadas, pois a grande vitrificação leva facilmente a deformações, o que causa o encarecimento. Como se trata de material de melhor qualidade, são separados em lotes conforme a tonalidade e tamanho, os quais variam muito sob a ação do cozimento. Apresentam dilatação térmica muito pequena. A absorção das peças prensadas não deve, usualmente, ficar acima de 10 a 15 %; em conseqüência, não recebem bem o reboco. É bastante conhecido o fato de que os ladrilhos de cerâmica prensada, que são deste tipo de material, se soltam facilmente dos pisos quando têm poucas garras na face inferior. d) Tijoleiras e ladrilhos: Na realidade, as tijoleiras e ladrilhos são tijolos de pequena espessura, usados em pavimentações e revestimentos. Por isso existem desde os tipos porosos, comuns, até os tipos prensados. Costuma-se chamar tijoleiras quando se trata de cerâmica comum, e ladrilhos quando se trata de cerâmica prensada.

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Tijoleiras: São fabricadas em diversos tamanhos, mas os usuais são o quadrado e o retangular liso. Há também peças especiais para arremates: peitoris, pingadeiras, etc. Geralmente, têm 2 cm de espessura. Ladrilhos: Os ladrilhos prensados devem ter, na face inferior, rugosidades e saliências para aumentar a fixação. Como são muito vitrificados, não aderem bem. Essa vitrificação é comumente aumentada com uma pintura de silicato ou óxido entre duas cozeduras. Geralmente, têm de 5 a 7 mm de espessura. 8.3. Materiais cerâmicos de alta vitrificação Há dois tipos distintos de cerâmica de alta vitrificação: a louça e o grês cerâmicos. A diferença entre eles, na qualidade, está na textura interna. Os materiais de louça, também chamados faiança, embora impermeáveis na superfície, são mais porosos no interior; os materiais de grês cerâmicos têm textura quase compacta. Entre os primeiros estão os azulejos, pastilhas e louça sanitária; entre os segundos, os tubos sanitários e a chamada lito- cerâmica. a) Materiais de grês cerâmico:Manilhas de grês: Os materiais de grês cerâmico são fabricados com argila bastante fusível, ou seja, com bastante mica ou até 15 % de óxido de ferro. Isso lhes dá a cor vermelha comum, embora essa cor possa variar desde o branco acinzentado até o vermelho carregado. A pasta não pode ser lavada, porque aqueles materiais se dissolveriam e por isso há dificuldade em se encontrar barro apropriado, já naturalmente limpo, sem torrões de areia ou organismos. Como esse barro é muito fusível, é marcante a vitrificação, o que a torna impermeável. Mas vem daí uma deformação acentuada, dando grande número de peças de refugo. Nos tubos de grês, o vidrado é obtido por dois processos: um deles é a imersão, após a primeira cozedura, em um banho d’água com areia silicosa fina com zarcão. No recozimento essa mistura vitrifica-se. O outro processo, mais comum, é lançar-se no forno, já, então, à grande temperatura, sal de cozinha. Ele se volatilizará, formando uma película vidrada de silicato de sódio. A moldagem é feita em máquinas semelhantes às usadas para os tijolos (extrusão), com fieiras apropriadas. A pasta desce por gravidade até a mesa, onde existe um molde para o bocal, ou o bocal é feito posteriormente, com moldes de madeira. Na outra extremidade devem ter ranhuras para aumentar a aderência da argamassa de rejuntamento. As normas (EB-5) classificam dois tipos: A, com vidrado interno e externo, e B, com vidrado só interno. Devem ter no mínimo três estrias circulares de 3 mm de largura por 2 a 5 mm de profundidade na superfície interna da bolsa e na parte externa da ponta lisa. Devem , também, trazer gravados o nome do fabricante ou a marca de fábrica. Os diâmetros variam desde 75 mm (3") até 600 mm(240"), com comprimentos úteis desde 60 até 150 cm (usual é 60 cm). A norma dá tabelas de medidas das bitolas admitidas e respectivos comprimentos, tolerâncias , etc. Os métodos MB-12, 13, 14 e 210 determinam como devem ser feitos os ensaios nesses estudos. Convém registrar que são fabricados também condutos duplos, triplos, etc., condutos com secção quadrada ou retangular, condutos de alta ou de baixa vitificacão, etc. São fabricados, além das peças retas, peças de conexão e desvio, semelhantes e com a mesma nomenclatura das peças de ferro fundido. As manilhas para as instalações de água devem ter boa impermeabilidade, sendo estabelecida pelas normas uma absorção limite de 10 % na média, ou 12 % individual. Devem, também, resistir à pressão de 0,7 kg/cm2 durante 2 minutos ou 2,0 kg/cm2 instantânea, sem transpirar. Além disso, devem suportar uma determinada compressão, que varia com a bitola.

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Ladrilhos de grês: Os ladrilhos de grês cerâmico, também chamados de lito- cerâmicos, são ladrilhos que se apresentam com massa quase vitrificada, mais compactos que a cerâmica vermelha, menos brancos que a faiança. Também são feitos com argila de grês, porém sem o alto teor de ferro que têm as manilhas. Como são mais raras as jazidas, e o material é de qualidade superior, neste tipo de ladrilhos geralmente é feita esmaltação na face aparente, de maneira semelhante às louças. Há inúmeras formas, desenhos e cores. b) Materiais de louça branca: Louça: Os artigos de louça são feitos com o pó de louça, ou seja, uma pasta feita com o pó de argilas brancas (caulim quase puro), dosadas com exatidão, que darão produtos duros, especiais, de granulometria fina e uniforme, com a superfície normalmente vitrificada. Há quatro tipos básicos de louça: louça calcária (louça de mesa, louça artística), louça feldspática (azulejos, cerâmica sanitária), louça mista e louça de talco. A característica básica do caulim para pó de louça deve ser a ausência de ferro. O grande problema da sua fabricação é o vidrado; geralmente apresenta coeficiente de dilatação diferente do da massa, resultando o trincamento tão comum. Além disso, não ficam muito homogêneos, variando a cor e espessura do vidrado, dando a impressão de ondulações na superfície. Eles variam muito nas diversas partidas, mesmo quando usadas matérias-primas semelhantes. O tipo de material para vidrado deve variar de acordo com a temperatura em que será cozida a peça. O vidrado é aplicado após uma primeira cozedura, seguindo-se, então, o recozimento, quando se transforma em vidro. • Azulejos: Os azulejos são placas de louça, de pouca espessura, vidrados numa das faces, onde levam corante. A face posterior e as arestas não são vidradas, e até levam saliências para aumentar a fixação das argamassas de assentamento e rejuntamento. Devem ser classificados (loteados) na fábrica, por tamanho e cor, o que não dispensa novo loteamento na obra. A moldagem é feita a seco, e o cozimento se dá a 1.250 oC. O vidrado é feito com uma pintura, geralmente obtida com óxido de chumbo, areia finíssima de grande fusibilidade, calda de argila e, conforme o caso, corante. O azulejo comum tem , usualmente, 15 x 15 cm , precisando-se de 45 unidades para cobrir um metro quadrado. Há uma pequena variação, conforme a fábrica. Está-se tornando comum também o azulejo de 10 x 10 cm . • Louças sanitárias: Nos aparelhos sanitários, a moldagem é feita pelo sistema de barbotina. O cozimento é feito a 1.310 oC. Nesses aparelhos, o vidrado é obtido pela pintura com esmalte de bórax e feldspato ou calcário. Há os aparelhos brancos e os de cor. Também há muitos elementos decorativos de composição semelhante à louça sanitária. Citam-se os elementos vazados vitrificados, de inúmeros desenhos e cores. 8.4. Cerâmica refratária Este é um dos ramos mais importantes e estudado das cerâmicas, mas que aqui somente será lembrado, porque é pouco usado nas construções prediais. Seu grande emprego está na indústria. A cerâmica refratária é cerâmica que não funde, mesmo a altas temperaturas (1.520 oC ). 9. PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DA MADEIRA

9.1. Tipos de madeira de construção As madeiras utilizadas em construção são obtidas de troncos de árvores. Distinguem-se duas categorias principais de madeiras:

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a) madeiras duras - provenientes de árvores frondosas (com folhas achatadas e largas), de crescimento lento, como a peroba, ipê, aroeira, carvalho etc.; as madeiras duras de melhor qualidade são também chamadas madeiras de lei; b) madeiras macias - provenientes em geral das árvores coníferas (com folhas em forma de agulhas ou escamas, e sementes agrupadas em forma de cones), de crescimento rápido, como pinheiro-do-paraná e pinheiro-bravo ou pinheirinho, pinheiros europeus, norte-americanos etc. 9.2. Estrutura e crescimento das madeiras As árvores produtoras de madeira de construção são do tipo exogênico, que crescem pela adição de camadas externas, sob a casca. A secção transversal de um tronco de árvore revela as seguintes camadas, de fora para dentro: casca; alburno ou branco; cerne ou durâmem e medula. As madeiras de construção devem ser tiradas de preferência do cerne, mais durável. O alburno produz madeira imatura, não endurecida, mais sujeita à decomposição. Não existe, entretanto, uma relação consistente entre as resistências dessa duas partes do tronco nas diversas espécies vegetais. 9.3. Propriedades físicas das madeiras

a) Anisotropia da madeira: Devido à orientação das células, a madeira é um material anisotrópico, apresentando três direções principais: longitudinal, radial e tangencial.

b) Umidade: A umidade da madeira tem grande importância sobre as suas propriedades. O grau de umidade é medido pelo peso de água dividido pelo peso de amostra seca na estufa. No Brasil e na Europa, adota-se 15 %, nos Estados Unidos 12 % como umidade padrão de referência.

c) Retração da madeira: As madeiras sofrem retração ou inchamento com a variação da umidade entre 0 % e o ponto de saturação da fibras (30%), sendo a variação aproximadamente linear. O fenômeno é mais importante na direção tangencial; para redução da umidade de 30% até 0%, a retração tangencial varia de 5% a 10% da dimensão verde, conforme as espécies. A retração na direção radial é cerca da metade da direção tangencial.

d) Dilatação linear: O coeficiente de dilatação linear das madeiras, na direção longitudinal, varia de 0,3 x 10-5 a 0,45 x 10-5 por oC -1, sendo pois, da ordem de ¼ do coeficiente de dilatação linear do aço. Na direção tangencial ou radial, o coeficiente de dilatação varia com o peso específico da madeira, sendo da ordem de 4,5 x 10-5 oC -1 para madeiras duras e 8,0 x 10-5 oC -1 para madeira moles. 9.4. Defeito das madeiras As peças de madeira utilizadas nas construções apresentam uma série de defeitos que prejudicam a resistência, o aspecto ou a durabilidade. Os defeitos podem provir da constituição do tronco ou do processo de preparação das peças. Os principais defeitos da madeira são: nós, fendas, gretas ou ventas, abaulamento, arqueadura, fibras reversas, esmoada ou quina morta, furos de larva, bolor, apodrecimento, etc.

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9.5. Madeiras de construção produtos comerciais 9.5.1. Tipos de madeiras de construção As madeiras utilizadas nas construções podem ser classificadas em duas categorias: a) madeiras maciças: Madeira bruta ou roliça: É empregada em forma de tronco, servindo para estacas, escoramentos, postes, colunas etc. As árvores devem ser abatidas de preferência na época da seca, quando o tronco tem menor teor de umidade. Após o abate, remove-se a casca, deixando-se o tronco secar em local arejado e protegido contra o sol. As madeiras roliças, que não passaram por um período mais ou menos longo de secagem, ficam sujeitas a retrações transversais que provocam rachaduras nas extremidades; Madeira falqueada: é a madeira que tem as faces laterais aparadas a machado, formando secções maciças, quadradas ou retangulares; é utilizada em estacas, cortinas cravadas, pontes etc.; Madeira serrada: é o produto estrutural de madeira mais comum entre nós. O tronco é cortado nas serrarias, em dimensões padronizadas para o comércio, passando depois por um período de secagem; As madeiras serradas, são vendidas em secções padronizadas, com bitolas nominais em polegadas. A tabela abaixo apresenta os principais perfis, obedecendo à nomenclatura da ABNT (Padronização PB-5). Tabela 1.12. Dimensões nominais comerciais das madeiras serradas

Especificação Secção (b . h) (polegadas)

Secção (b . h) (cm)

Área da secção (cm2)

Tábua 1” x 4 1/2” 2,5 x 11,5 28,8 Tábua 1” x 6” 2,5 x 15 37,5 Tábua 1” x 9” 2,5 x 23 57,5 Tábua 1” x 12” 2,5 x 30,5 76,3 Sarrafo 11/2” x 3” 3,8 x 7,5 28,5 Caibro 3” x 3” 7,5 x 7,5 56,3 Viga 2” x 6” 5 x 15 75,0 Viga 2” x 8” 5 x 20 100,0 Viga 3” x 4 1/2” 7,5 x 11,5 86,3 Viga 3” x 6” 7,5 x 15 112,5 Viga 6” x 6” 15 x 15 225,0 Pranchão 3” x 9” 7,5 x 23 172,5 Pranchão 4” x 8” 10 x 20 200,0 Pranchão 6” x 9” 15 x 23 345,0 Couçoeira 3” x 12” 7,5 x 30,5 228,8

b) Madeiras industrializadas: Madeira laminada e colada: é o produto estrutural de madeira mais importante nos países industrializados. A madeira selecionada é cortada em lâminas, de 15 mm ou mais de espessura, que são coladas sob pressão, formando grandes vigas, em geral de secção retangular. As lâminas podem ser emendadas com cola nas extremidades, formando peças de grande comprimento; Madeira compensada: A madeira compensada é formada pela colagem de três ou mais lâminas finas, alternando-se as direções das fibras em ângulo reto. Os compensados podem ter três, cinco ou mais lâminas, sempre em número impar.

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9.5.2. Classificação das peças estruturais de madeira a) Primeira categoria: Madeira de qualidade excepcional, sem nós, retilínea, limpa em ambas as faces, corretamente serrada na bitola exata, com arestas no esquadro, sem esmoado, quase isenta de defeitos; b) Segunda categoria: Madeira de qualidade estrutural corrente, com pequena incidência de nós firmes e outros defeitos. Deve satisfazer em uma das faces às características da primeira categoria; c) Terceira categoria: Madeira de qualidade estrutural inferior, com nós e furos de larvas em ambas as faces, com manchas e bolores ou de outra natureza, de cor natural, corretamente serrada e de bitola exata, com quinas no esquadro. 9.6. Tensões admissíveis básicas em peças estruturais de madeira bruta ou serrada As normas brasileiras fornecem tensões admissíveis válidas para peças de 2a categoria, que são as correntemente utilizadas. Nos casos especiais de peças de 1a categoria, as tensões admissíveis podem ser aumentadas, multiplicando-as pela constante 1,4. As tensões admissíveis das normas brasileiras baseiam-se em resultados de resistência em ensaios normalizados (Métodos Brasileiros MB-26) de pequenas peças de madeira verde. Para cada espécie, são determinados os seguintes valores médios: f c - resistência à compressão paralela às fibras; f b - módulo de ruptura à flexão estática; f v - resistência ao cisalhamento paralelo às fibras; E - módulo de elasticidade. a) Compressão simples (σc): esta tensão simples sem flambagem, é obtida multiplicando-se a resistência experimental à compressão paralela as fibras (f c), por um fator que leva em consideração a dispersão, rapidez e coeficiente de segurança nos ensaios.

σc = 0,2 . f c [kg/cm 2]

b) Flexão simples (σ b): esta tensão é obtida multiplicando-se o valor experimental médio do módulo de ruptura à flexão estática (f b), por um fator que também leva em consideração a realização dos ensaios.

σ b = 0,15 . f b [kg/cm 2]

c) Cisalhamento paralelo as fibras: esta tensão é obtida multiplicando-se o valor experimental médio da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras (f v), por um fator que também leva em consideração a realização e devido a defeitos como rachas, fendas etc. é adotado, ainda, um coeficiente de majoração de 50%.

τ = 0,1 . f v [kg/cm 2]

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d) Módulo de elasticidade: O módulo de elasticidade adotado no projeto é o valor médio determinado experimentalmente, em peças sem defeito.

Tabela 1.13. Propriedades mecânicas e tensões admissíveis de algumas madeiras brasileiras

Tensões admissíveis Peças de 2o categoria (kgf/cm2) Nomenclatura

Massa específica (15% de umidade)

Compressão simples (LFL/i ≤ 40)

Flexão simples

Cisalhamento longitudinal em vigas

Cisalhamen to paralelo às fibrasnas ligações

Compressã o normal as fibras

Módulo de elasticidade (flexão)

(g/cm3) (σC) (σb) (τ ) (τ) (σCN) (E) Aroeira do sertão 1,21 150,4 228,1 20,2 30,3 45,1 152.000 Ipê-roxo 0,96 138,0 231,0 14,5 21,7 41,4 165.000 Gonçalo-alves 0,91 126,0 181,0 18,9 28,3 37,8 141.000 Ipê tabaco 1,03 124,0 219,0 13,4 21,1 37,1 154.000 Eucalipto 1,04 104,0 172,0 16,6 24,0 30,0 136.000 Peroba-de-campos 0,72 93,0 148,0 11,7 17,6 27,9 120.000 Peroba-rosa 0,78 85,0 135,0 12,1 18,1 25,4 94.000 Pinho-do-paraná 0,54 51,0 87,0 6,5 9,5 15,4 105.000

10. MATERIAIS ALTERNATIVOS 10.1. Solo cimento

O solo-cimento é um material alternativo de baixo custo, obtido pela mistura de solo, cimento e um pouco de água. No início, esta mistura parece uma "farofa” úmida. Após ser compactada, ela endurece e com o tempo ganha resistência e durabilidade suficientes para diversas aplicações no meio rural. Uma das grandes vantagens do solo-cimento é que o solo, um material local, constitui justamente a maior parcela da mistura.

10.1.1.Utilização a) Tijolos ou blocos: São produzidosem prensas, dispensando a queima em fornos. Apresentam grande resistência e excelente aspecto; b) Parede maciça: São compactadas no próprio local, em camadas sucessivas, no sentido vertical, com o auxílio de fôrmas e guias; c) Pavimentação: São compactados no local, com o auxílio de fôrmas, mas em uma única camada. Eles constituem placas maciças, totalmente apoiadas no chão; d) Ensacados: Resulta da colocação da "farofa” úmida em sacos, que funcionam como fôrmas. Depois estes sacos são fechados e compactados no local de uso. 10.1.2. Componentes do solo-cimento a) Solo: Os solos mais indicados são os arenosos. Trabalhos do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento(CEPED), na Bahia, constataram que a granulometria e a plasticidade, para solo peneirado em malha de 4,8 mm, devem observar as seguintes especificações básicas: • teor de areia: 45 a 85%; • teor de silte e argila: 20 a 55%; • teor de argila: 20%; • limite de liquidez: < 45%. O solo adequado não deve conter pedaços de galhos, folhas, raízes ou qualquer outro tipo de material orgânico, que podem prejudicar a qualidade final do solo-cimento.

b) Cimento

c) Água

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10.1.3. Dosagem do solo-cimento Nas obras de pequeno porte é usado um traço padrão, de 1:12 (1 parte de cimento para 12 partes de solo adequado). Esse traço padrão para pequenas obras será sempre o mesmo, qualquer que seja a forma de utilização do solo-cimento - tijolos ou blocos, parede maciça, pavimentada ou ensacado. Em obras de grande volume (barragens, canais de irrigação extensos, etc.) o traço deve ser determinado em laboratórios especializados. 10.1.4. Mistura manual • Passe o solo por uma peneira de malha (abertura) de 4 mm a 6 mm; • Esparrame o solo sobre uma superfície lisa e impermeável, formando uma camada de 20 cm a 30 cm. Espalhe o cimento sobre o solo peneirado e revolva bem, até que a mistura fique com uma coloração uniforme, sem manchas de solo ou de cimento; • Espalhe a mistura numa camada de 20 cm a 30 cm de espessura, adicione água, aos poucos (de preferência usando um regador com "chuveiro” ou crivo), sobre a superfície, e misture tudo novamente; • Os componentes podem ser misturados até que o material pareça uma "farofa" úmida, de coloração uniforme, próxima da cor do solo utilizado, embora levemente escurecida, devido à presença da água. 10.2. Ferrocimento O ferrocimento é um material constituído de uma argamassa de cimento e areia envolvendo um armado de vergalhões finos e telas. a) Vantagens: • é moldável; • utiliza um aramado ao invés da armadura do concreto armado; • as peças são mais finas e podem ser feitas artesanalmente e sem o auxílio de formas. b) Desvantagens: • exigem formatos arredondados. 10.2.1. Componentes a) Argamassa: Composta de cimento, areia e água no traço 1:4:1. b) Aramado: É composto por vergalhões finos, de bitola 3,4 mm ou 4,2 mm, amarrados com arme recozido No 98, e duas telas de malha hexagonal, sobrepostas de forma desencontrada, deixando aberturas de 6 mm no máximo. Na maioria dos casos, usa- se tela de pinteiro, feita com fio de aço No 22 e malhas com aberturas de 12,5 mm (1/2 polegadas). 10.2.2. Montagem do aramado O aramado do ferrocimento é composto por uma malha de sustentação formada pelos vergalhões finos, dispostos nos dois sentidos (horizontal e vertical) e firmemente amarrados uns aos outros com arame recozido, formando o esqueleto da peça. O espaçamento entre os vergalhões pode variar de 5 cm a 15 cm, dependendo de sua posição e do tipo de construção. O importante é que essa malha de sustentação já tenha a forma da peça desejada. Sobre a malha de sustentação são colocados as duas telas desencontradas, em geral pelo lado de fora.

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10.2.3. Aplicação da argamassa Em geral a argamassa é aplicada diretamente sobre as telas, sem o uso de formas. Nesse caso, é preciso utilizar um anteparo, que pode ser um pedaço de papelão ou um saco de cimento vazio dobrado ao meio. Tanto um como o outro devem ser envolvidos por um plástico. A argamassa dever ser comprimida com força, com a colher de pedreiro, contra esse anteparo, para que fique bem compactada e sem vazios no seu interior. 10.2.4. Cura A cura do ferrocimento é muito importante para evitar o aparecimento de trincas ou fissuras. • peça recém-moldada deve ser mantida úmida durante uma semana; • malhada durante 2 ou 3 vezes por dia; • as superfícies expostas ao tempo devem ser cobertas com sacos vazios de aniagem ou de cimento, ou com uma lona plástica, durante os sete dias. EXERCÍCIOS

1. Conforme a planta abaixo, contendo uma depósito (1); banheiro (2); e anexo (3) leia atentamente os dados fornecidos e determine: 2 1 3

Esc. 1:50Dados: • O terreno onde será feita esta instalação é plano e o nível do piso da construção

encontra-se elevado 25 cm da superfície do solo; • O pé-direito da instalação será de 2,8 m e as paredes terão 15 cm de espessura; • A fundação da instalação é do tipo direta contínua, com dimensão de 40 cm de largura x

60 cm profundidade. O material utilizado para sua execução será o concreto no traço 1:4:8, com relação água cimento (Ra/c) igual a 0,6;

• O piso da construção será realizado no traço 1:3:6, com 4 cm de espessura e Ra/c igual a 0,6;

• A cimentação do piso será feita no traço 1:4, com 1 cm de espessura; • O chapisco das paredes terá 1 cm de espessura e será feito no traço 1:2 (cimento-areia); • O reboco das paredes terá 1,5 cm de espessura e será feito no traço 1:3 (cal-areia); • O tijolo utilizado será o de seis furos, que apresenta as dimensões 10 x 20 x 20 (Obs. 25

tijolos deste tipo fazem 1 m2 de parede); • O banheiro terá o piso cerâmico e será azulejado até o teto. • As portas possuem a dimensão 70 x 210 m, e a janelas 1,8 x 1,5 m.

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Determine: a) A quantidade de material para fazer o alicerce direto contínuo; b) O volume de terra para encher a caixa formada pelo baldrame entre o piso e o nível do solo (obs. considere uma redução de 30% do volume da terra após ser compactada); c) A quantidade de material para fazer a concretagem do piso; d) A quantidade de material para fazer a cimentação do piso; e) A quantidade de material para fazer o chapisco das paredes internas e externas; f) A quantidade de material para fazer o reboco das paredes internas e externas; g) A quantidade de tijolos para levantar as paredes. h) A quantidade de material necessário para assentar os tijolos; i) Faça um esboço do que seria o orçamento detalha dos materiais gastos para construção destes cômodos, quantificando o total de: cimento, areia média, areia grossa, cal, brita ou seixo rolado, tijolos, janelas e portas. 2. Conforme a planta da figura 1.4. (pagina 33) e utilizando de informações contidas nesta unidade, quantifique os materiais necessários a sua execução e faça um orçamento detalha. BIBLIOGRAFIABAUER, L.A.F. Materiais de construção. 4. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e

Científicos Editora, 1992. 892p. BUENO, C.F.H. Construções rurais. Lavras: Coopesal-ESAL. 1980. 209p. (Apostila). CARNEIRO, O. Construções rurais. 12. ed. - São Paulo: Nobel. 1985. 718p. CETOP - Centro de Ensino Técnico e Profissional à Distância, Ltda. Iniciação ao cálculo

de resistências. São Paulo: Gráfica Europam,. 1984. 227 p. (Departamento Técnico do CEAC)

PETRUCCI, E.G.R. Concreto de cimento portland. 4. ed. - Porto Alegre: Globo. 1980. 305p.

PETRUCCI, E.G.R. Materiais de construção. 3. ed.- Porto Alegre: Globo. 1978. 435 p. PFEIL, W. Estrutura de madeira. 5. ed. - Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e

Científicos Ed., 1989. 295 p. Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TCPO8). 8. ed. - São Paulo: Pini,

1986.

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UNIDADE 2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS TRABALHOS PRELIMINARES

OBJETIVO: Identificar e explicar a importância dos trabalhos iniciais que antecedem a

uma construção rural. INTRODUÇÃO O princípio que deve nortear qualquer construção, grande ou pequena é o de fazer uma obra praticamente perfeita no menor tempo possível e ao menor custo, aproveitando o máximo rendimento das ferramentas e da mão-de-obra. Logicamente é muito difícil, senão impossível, fazer-se a obra perfeita, mas deve-se procurar, por todos os meios, aproximar-se dessa situação. Para que isso seja possível, torna-se necessário, acentuada atenção em todas as fases da construção. Estas fases são: a)Trabalhos preliminares: São os trabalhos iniciais que antecedem a construção propriamente dita e são os seguintes: elaboração do programa; escolha do local; organização da praça de trabalho; estudo do subsolo; terraplenagem ou acerto do terreno; locação da obra; b) Execução: Consta da abertura das valas de fundação; consolidação do terreno; alicerces; baldrames; obras de concreto armado ou simples; aterros e apiloamento; levantamento das paredes; armação de andaimes; engradamento, cobertura ou telhado; pisos; forros; esquadrias; assentamento da tubulações de água, esgoto e eletricidade; revestimento das paredes; c) Acabamento: Assentamento de ferragem nas esquadrias; rodapés; aparelhos elétricos; aparelhos sanitários; equipamentos; vidros; pintura; acabamento nos pisos (raspação e synteko em tacos, polimento em mármores, etc.); limpeza geral. 1. PROGRAMA Para se organizar o projeto de uma construção qualquer deve-se levar em conta três fatores básicos: • Lista dos componentes que a obra irá necessitar; • Conhecimento aprofundado do mecanismo de serviços que ali serão realizados; • Existência de códigos normadores 2. ESCOLHA DO LOCAL Impõe-se uma série de averiguações a fim de que se possa tirar do local, o máximo de vantagens. As principais são: • Se não há impedimento legal para uso do terreno; • Se a topografia permite implantação econômica da obra; • Se a natureza do subsolo permite uma construção estável e pouco onerosa;

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• Se permite um fluxo eficiente; • Se oferece boas condições quanto a vias de acesso, direção de ventos, clima, pouco barulho; • Se há possibilidade de escoamento de águas pluviais, águas servidas e dejetadas. Terrenos muito acidentados ou pelo contrário possíveis de inundação devem ser rejeitadas em detrimento de outros que exijam menor movimento de terra e/ou drenagem e impermeabilizações. O terreno ideal é enxuto, firme, com leve inclinação, local calmo, bem arejado e isolado. Não sendo possível terse-á que lançar mão de artifícios que encarecerão a obra. 3. PROJETO O projeto consta de duas partes: gráfica e descritiva: 3.1. Parte gráfica A parte gráfica compõem-se de: • planta baixa; • cortes longitudinais e transversais (mínimo de dois cortes para cada pavimento); • planta de situação e diagrama de cobertura; • fachada • detalhes; • plantas da instalação elétrica, sanitária e hidráulica. A apresentação gráfica prevê anteriormente, na fase de composição do programa, o anteprojeto (estudo), que não passa de tentativas ou esboços, inicialmente sem escala, buscando-se ordenar os espaços e passar as idéias para o papel. Somente após o ante projeto estar do agrado geral é que inicia-se a elaboração do projeto. Na apresentação do projeto, os originais são desenhados à mão ou via computador, em papel vegetal ou mesmo tipo manteiga, dependendo da importância do obra. Estes originais são mantidos em arquivos, entregando-se aos clientes uma cópia mesmos. 3.2. Parte descritiva 3.2.1. Memorial descritivo É onde o projetista justifica a solução abordada. Deve ser uma dissertação clara, direta, simples. Os temas são abordados na seqüência das fases de construção, ou seja. • trabalhos preliminares; • trabalhos de execução; • trabalhos de acabamento. No entanto, somente em obras de vulto ou concorrência é que há necessidade de memória. Fora destes casos a explicação pode até ser verbal entre projetista e clientes, ou mesmo pode deixar de existir.

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3.2.2. Memorial de cálculo e especificações Indica claramente as técnicas construtivas e os materiais a serem utilizados em cada item da construção. 3.2.3. Orçamento É o cálculo do custo da obra. Construtores práticos costumam fazer uma estimativa de custo ou orçamento sumário, resultando da área de construção multiplicada por um custo arbitrário para mão-de-obra ou mesmo para o global da construção. Já o orçamento detalhado, é um processo minucioso em que se avalia: materiais, mão-de-obra, leis sociais, despesas de projetos e aprovação, serviços de escritório, administração, margem de lucro. Exige bastante prática, visão e atenção na hora de sua realização, e mesmo assim estará ainda sujeito a erros. A quantificação dos materiais para o orçamento podem ser muitas vezes obtida através de expressões matemáticas, ou com o auxílio de manuais que trazem uma listagem de tabelas de composições e quantificações de serviços na construção. Os manuais com tabelas para composição de serviços e custo, são geralmente simplificados, sendo práticos e fáceis de consultar. As Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPCO8) da PINI, por exemplo, traz com detalhes os materiais e serviços necessários a cada etapa e/ou atividades construtiva, como: serviços preliminares, infra- estrutura, superestrutura, vedação, esquadrias de madeira, vedação, esquadrias de madeira, esquadrias metálicas, cobertura, instalações hidráulicas e elétricas, forros, impermeabilização e isolação térmica, revestimentos de forros e paredes, pisos internos, vidros, pinturas, serviços complementares e custo horário de equipamentos. A tabela 2.1., apresenta um extrato contendo apenas os principais itens utilizados nas construções rurais. Tabela 2.1. Composição de materiais e serviços para orçamento detalhado Item Unidade Pedreiro Servente • Demolição de cobertura com telhas cerâmicas m2 0,06 h 0,6 h • Demolição de coberturas com telhas onduladas m2 0,025 h 0,25 h • Demolição de forro de tábuas de pinho m2 0,03 h 0,3 h • Demolição de piso cimentado sobre lastro de concreto

m3 0,13 h

1,3 h

• Demolição de concreto simples m3 1,3 h 13,0 h • Demolição de alvenaria de tijolos comuns m3 0,6 h 6,0 h

Item Unidade Tábua 1x9” Pontalete 3x3” Prego Arame Carpinteiro Servente • Locação da obra m2 0,09 m2 0,04 m 0,012 kg 0,02 h 0,13 h 0,13 h

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Item Unidade Servente Trator de esteira

Pá-carregadeira Caminhão basculante

• Escavação manual até 2 m de profundidade m3 2,93 h • Escavação manual até 4m de profundidade m3 3,49 h • Escavação mecânica até 2 m de profundidade m3 0,0176 h • Escavação mecânica até 4 m de profundidade m3 0,0204 h • Escavação e remoção de terra até 1 km m3 0,02 h 0,02 h 0,06 h • Carga mecanizada de entulho em caminhão m3 0,0208 h 0,0104 h 0,0104 h • Carga mecanizada de terra em caminhão m3 0,0196 h 0,0098 h 0,0098 h

Item Unidade Servente Caminhão basculante Caminhão carroceria • Carga manual de entulho em caminhão m3 0,72 h 0,24 h • Carga manual de terra em caminhão m3 0,60 h 0,2 h • Carga manual de rocha em caminhão m3 0,75 h 0,25 h • Carga e descarga manual de tijolos maciços milheiro 0,6 h 0,2 h • Carga mecanizada de rocha em caminhão m3 0,0222

h 0,0111 0,0111 h

• Transporte a 30 m de material a granel m3 2,5 h • Transporte a 30 m de dois sacos de cimento 0,15 h • Transporte a 30 m de tijolos comuns milheiro 4,0 h • Transporte manual de madeira ate 1o laje m3 0,4 h • Transporte de qualquer material à 1 km m3 0,037 h • Transporte de qualquer material à 10 km m3 0,222 h • Apiloamento de fundo de valas com maço de 30 kg

m2

1,5 h

Lastro de brita, apiloado com maço de 30 kg m3 2,5 h

Item Unidade Cal em pasta Areia úmida Servente • Preparo de areia seca peneirada m3 1,3 m3 24,0 h • Preparo de argamassa de cal em pasta peneirada e pura e areia sem peneirar no traço 1:1,5

m3

0,613 m3

0,707 m3

8,0 h

• Preparo de argamassa de cal em pasta peneirada e pura e areia sem peneirar no traço 1:3

m3

0,405 m3

0,935 m3

8,0 h

• Preparo de argamassa de cal em pasta peneirada e pura e areia sem peneirar no traço 1:4

m3

0,404 m3

0,935 m3

8,0 h

Item Unidade Cimento Areia seca Servente • Preparo de argamassa de cimento e areia peneirada no traço 1:2

m3

643,0 kg

0,8238 m3

10,0 h

• Preparo de argamassa de cimento e areia peneirada no traço 1:3

m3

486,0 kg

0,9354 m3

10,0 h

• Preparo de argamassa de cimento e areia peneirada no traço 1:4

m3

365,0 kg

0,9354 m3

10,0 h

Item Unidade Cimento Cal hidratada Areia seca Servente • Preparo de argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia peneirada no traço 1:1:6

m3

243 kg

122 kg

1,216 m3

10,0 h

• Preparo de argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia peneirada no traço 1:2:8

m3

182 kg

182 kg

1.216 m3

10,0 h

• Preparo de argamassa mista de cimento, cal hidratada e areia peneirada no traço 1:3:9

m3

162 kg

243 kg

1,216 m3

10,0 h

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Item Unidade Espessura Argamassa Tijolos Pedreiro Servente • Alvenaria de elevação com tijolos comuns, dimensão 5 x 10 x 20 cm, assentados com argamassa. Espessura das juntas: 12 mm;

m2

5 cm

0,0083 m3

46

0,9 h

0,9 h

• Alvenaria de elevação com tijolos comuns, dimensão 5 x 10 x 20 cm, assentados com argamassa. Espessura das juntas: 12 mm;

m2

10 cm

0,025 m3

84

1,6 h

1,6 h

• Alvenaria de elevação com tijolos comuns, dimensão 5 x 10 x 20 cm, assentados com argamassa. Espessura das juntas: 12 mm;

m2

20 cm

0,034 m3

159

2,5 h

2,5 h

• Alvenaria de elevação com tijolos furados, dimensão 10 x 20 x 20 cm, assentados com argamassa. Espessura das juntas: 12 mm;

m2

10 cm

0,012 m3

25

1,0 h

1,0 h

• Alvenaria de elevação com tijolos furados, dimensão 10 x 20 x 20 cm, assentados com argamassa. Espessura das juntas: 12 mm;

m2

20 cm

0,034 m3

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1,5 h

1,5 h

Item Unidade Cimento Areia Brita 1 Brita 2 Servente • Preparo de concreto estrutural, com betoneira, controle tipo “A”, fck = 135 kg/cm

2

m3

311,85 kg

0,6313 m3

0,263 m3

0,615

6,0 h • Preparo de concreto estrutural, com betoneira, controle tipo “B”, fck = 135 kg/cm

2

m3

327,60 kg

0,6235 m3

0,263 m3

0,615

6,0 h • Preparo de concreto estrutural, com betoneira, controle tipo “C”, fck = 135 kg/cm

2

m3

360,80 kg

0,6261 m3

0,263 m3

0,615

10,0 h

3.3. Parâmetros para fiscalização dos projetos O Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia do Estado do Paraná (CREA-PR), estabeleceu e aprovou em plenário de sua sessão ordinária No 722 de 07/11/1995 os parâmetros para fiscalização profissional em obras de agronomia. As considerações realizadas, foram: •“As obras que se enquadrem nos parâmetros fixados na Tabela de parâmetros, deverão apresentar responsável(is) técnico(s) habilitado(s) para tal, que deverá proceder Anotação de Responsabilidade Técnica;” • “As atividades que não constam na Tabela de parâmetros, mas que fazem parte das atribuições dos profissionais ligados à área da modalidade da Agronomia também deverão apresentar responsável(is) técnico(s) e proceder ART. Tal como vem sendo feito hoje;” • “A elaboração e fiscalização dos projetos agropecuários vinculados aos Programas Oficiais de Crédito Rural se enquadrarão, da mesma forma, dentro da Tabela ou das atribuições, uma vez que para o CREA o mais importante é a responsabilidade sobre a obra e não a forma como se conseguiram os recursos.”

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Tabela 2.2. Parâmetros para fiscalização profissional em obras de agronomia Obras de agronomia Parâmetros para projetos

• Industrias Agro-Florestais................................................................ Acima de 60 m2 • Moradias Rurais ............................................................................. Acima de 70 m2 • Instalação para Suínos/Aves e Outros animais ................................ Acima de 100 m2 • Silos Trincheira (Forrageiro) ......................................................... Acima de 200 m3 • Armazéns, Galpões e Similares ...................................................... Acima de 100 m2 • Esterqueiras ................................................................................... Acima de 50 m3 • Sistema Viário para fins agrícolas .................................................. Acima de 2 km • Geração de Energia através de Força hidráulica, Eólica .................. Acima de 10 kVA (B.T.) • Barragens de Terra ......................................................................... Qualquer altura • Biodigestores (por câmara individual de digestão) .......................... Acima de 10 m3 • Eletrificação Rural ......................................................................... Baixa tensão infra-propriedade • Drenagem para fins Agropecuários ................................................. Acima de 2 ha • Drenagem para fins Florestais ........................................................ Acima de 2 ha • Irrigação ........................................................................................ Acima de 1 ha • Sistematização de Várzeas .............................................................. Acima de 1 ha • Parques e Jardins ............................................................................ Acima de 1000 m2 • Desmatamento e Destoca ................................................................ Qualquer área • Conservação de Solos ..................................................................... Qualquer área • Florestamento, Reflorestamento ..................................................... Acima de 12 ha • Exploração Florestal ....................................................................... Qualquer área • Exploração Agrícola - Cultura Temporárias .................................................................... Acima de 50 ha - Culturas Permanentes .................................................................. Acima de 30 ha - Cultura de Olerícolas ................................................................... Acima de 1 ha - Cultura de Frutícolas ................................................................... Acima de 1 ha - Produção de Sementes e Mudas ................................................... Qualquer área • Exploração Pecuária - Avicultura de Corte ..................................................................... 60.000 Aves/Ano - Avicultura de Postura .................................................................. Acima de 2.000 poedeiras - Bovinocultura e Bubalinocultura de leite ...................................... Acima de 30 matrizes - Suinocultura de corte ................................................................... Acima de 50 matrizes ou 300

cabeças em terminação - Bovinocultura e Bubalinocultura de corte Extensiva ............................................................................ Acima de 400 matrizes Confinado ........................................................................... Acima de 100 cabeças - Ovinocultura ................................................................................ Acima de 400 cabeças

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4. ORGANIZAÇÃO DO CANTEIRO DE OBRAS (PRAÇA DE TRABALHO) Antes de se iniciar a construção, há necessidade de preparar o terreno previamente, de modo a conter a obra e mais área suficiente para circulação de veículos, pessoal e depósito de madeiras. Este local denomina-se canteiro de obras ou praça de trabalho. Uma boa praça de trabalho deve ter as seguintes características: • Ser vedada aos animais e pessoas estranhas ao serviço; • Conter espaço designado para carga e descarga; • Fácil acesso de veículos e pessoal; • Possuir depósito de 5 x 3 metro para guarda de materiais como cimento, azulejos, etc. e ferramentas. Neste local ficará também cópia do projeto a ser executado para consultas; • Ponto de água de boa qualidade; • Ponto de energia elétrica. Após o acerto do terreno e execução do depósito, executam-se outros pormenores, tais como: • Tanque para hidratação da cal virgem; • Tanque para depósito de leite de cal; • Tablado para preparo de argamassa e concreto. É importante observar que os materiais devem ser dispostos na praça de trabalho de modo a permitir rápida execução das diversas fases de construção, possibilitando o princípio das construções, qual seja a de fazer a obra perfeita, no menor tempo e ao menor custo, aproveitando ao máximo o rendimento da mão-de-obra e da ferramentas. 5. PESQUISA DO SUBSOLO É necessário para se planejar o tipo de alicerce a ser indicado. Muitas vezes o aspecto do terreno nos leva a supô-lo firme, mas um exame mais cuidadoso nos convence tratar-se de solo altamente compressível, exigindo consolidação prévia. Esse exame tem por fim verificar a natureza do mesmo, a espessura das diversas camadas e a profundidade e extensão da camada firme que irá receber as cargas da construção. a) Para construções de vulto: Sujeitas a elevadas cargas o serviço é entregue a firmas especializadas e registradas no CREA (Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia) as quais dispõem de técnicos e equipamentos para sondagem. Estas sondagens determinarão o perfil do leito resistente para determinadas cargas, indicando profundidade e sugerindo soluções. b) Para construções rurais e obras urbanas de pequeno porte: Muitas vezes basta a simples observação do terreno. Terrenos de pouca resistência pode ser denunciado na própria superfície: • algumas vezes aparece alagado; • outras vezes mostra cor indicativa de matéria orgânica em decomposição.

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5.1. Métodos práticos de pesquisa do subsolo a) Poços de observação; b) Brocas rotativas ou trados (com diâmetro de 5 a 10 cm); c) Empiricamente por meio da pá e picareta: • pá penetra com facilidade: baixa tensão admissível • pá não penetra, mas a picareta sim: tensão admissível do solo aproximadamente 0,5 kg/cm2; • picareta penetra com dificuldade: tensão admissível do solo de 0,8 a 1 kg/cm2. 5.1.1. Método de percussão Cada amostragem do método consiste em deixar cair, de uma determinada altura, um peso cilíndrico de valor conhecido, por um determinado número de vezes, e verificar o aprofundamento total causado no solo pelas quedas do mesmo. A determinação deve ser feita na profundidade em que se vai apoiar a fundação, e deve-se fazer no mínimo 3 amostragens em locais diferentes. H Peso (P) Secção do peso (S) E

Figura 2.1. Método da percussão

O processo emprega a seguinte expressão: P N . H N + 1

σ adm solo =  ( + ) S . C E 2

...[kg/cm2]

onde: σ adm solo = tensão admissível do solo (kg/cm2); P = peso (kg); S = secção transversal do peso (cm2); C = coeficiente de segurança (variável de 5 - 10); N = número de quedas do peso (variável de 5 - 10); H = altura da queda (cm); E = aprofundamento do peso no solo (cm).

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De uma forma geral são encontradas as seguintes tensões admissíveis para os solos: Tabela 2.3. Valores de tensão admissível do solo (σ adm)

Classe Solo Valores (kg/cm2)

1. • Rocha sã, maciça sem laminações ou sinal de decomposição ........................ 50 2. • Rochas laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas ............................. 35 3. • Solos concrecionados ................................................................................... 15 4. • Pedregulhos e solos pedregulhosos, mal graduados, compactos .................... 8 5. • Pedregulhosos e solos pedregulhosos, mal graduados, fofos .......................... 5 6. • Areias grossas e areias pedregulhosas, bem graduadas, compactas ............... 8 7. • Areias grossas e areias pedregulhosas, mal graduadas, fofas ........................ 4 8. • Areias finas e médias:

- muito compactos .................................................................................. 6 - compactas ............................................................................................ 4 - mediamente compactas ........................................................................ 2

9. • Argilas e solos argilosos: - consistência dura ................................................................................. 4 - consistência rija ................................................................................... 2 - consistência média ............................................................................... 1

10. • Siltes e solos siltosos: - muito compactas .................................................................................. 4 - compactos ........................................................................................... 2 - mediamente compactos ........................................................................ 1

5.2. Métodos elaborados de pesquisa do subsolo Sondagens: Obras de responsabilidade ou peso, o exame é feito por sondagens com aparelhagens apropriadas que atingem grandes profundidades e executadas por firmas especializadas. 6. TERRAPLENAGEM - ACERTO DO TERRENO É outro ponto importante na fase preliminar das construções. Instalações rurais como aviários, estábulos e currais entre outros, exigem terrenos planos a fim de não onerar-se muito o baldrame, o que, além de sobrecarregar as fundações, dificultaria a movimentação dentro da instalação. 6.1. Considerações • Um outro fator a ser onerado refere-se ao aterro das caixas do baldrame; • A terraplenagem de grandes áreas exige trator de esteira ou pelo menos trator de pneu com lâmina, cobrando-se o serviço por hora de atuação, preço este proporcional ao rendimento da máquina; • Serviços em áreas reduzidas podem ser feitos com ferramentas manuais, retirando-se a terra com carroças ou caminhões.

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7. LOCAÇÃO DA OBRA Locar uma construção é marcar no terreno as projeções de paredes e alicerces, de conformidade com a planta baixa. Deve-se usar trena de boa qualidade a fim de não cometer erros de medida. 7.1. Processos dos cavaletes É utilizado para terrenos planos ou levemente inclinados. Marcação da projeção da fundação, baldrame e parede

Figura 2.2. Localação de uma obra pelo processo dos cavaletes

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7.2. Processos da tábua corrida Usado em terrenos inclinados e planos barbante, nylon 120 cm eixo tábuas 120 cm pregos eixo estacas estacas tábuas eixo de projeção 120 cm

Figura 2.3. Localação de uma obra pelo processo da tábua corrida

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EXERCÍCIOS 1. Pelo método da percussão determine a tensão admissível de um solo, sabendo: • peso (P) = 10 kg; • secção do peso (S) = 64 cm2; • coeficiente de segurança (C) = 10; • número de quedas (N) = 10; • altura de queda do peso (H) = 2 m; • aprofundamento do peso no solo (E) = 15 cm BIBLIOGRAFIA BAÊTA, F. DA C. Resistência dos materiais e dimensionamento de estruturas para

construções rurais. Viçosa: Imprensa Universitária. 1990. 63p (Apostila). BUENO, C.F.H. Construções rurais. Lavras: Coopesal-ESAL. 1980. 209p. (Apostila). Parâmetros para fiscalização profissional em obras de agronomia. Paraná: CREA. 1992. 2 p.Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TCPO8). 8. ed. - São Paulo: Pini, 1986.

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UNIDADE 3. ESTRUTURAS DE SUSTENTAÇÃO DAS CONSTRUÇÕES RURAIS:

FUNDAÇÕES, PAREDES, PILARES, VIGAS, LAJES

Objetivo: Identificar as estruturas de sustentação, classifica-las, reconhecer as suas

principais características para realizar o dimensionamento e/ou correção. INTRODUÇÃO Projetar uma estrutura significa estudar a associação de seus elementos e prepará-los para suportar os diferentes esforços a que estarão submetidos. Em construção, os elementos estruturais são: blocos, sapatas, blocos sobre sapatas, paredes, pilares, vigas, lajes, tirantes, etc. • Composição das estruturas Para suportar as cargas verticais (estrutura principal e secundária da cobertura, telhado, cargas de vento, peso próprio, sobre cargas, etc.) transmitidas a um plano horizontal, emprega-se como material o concreto armado, executa-se uma placa deste material monolítico, a qual tem a denominação de laje. Como as lajes não devem ter espessura superior a um limite imposto pela prática, os seus vãos devem ser também limitados e, por isso, colocam-se peças de maior altura, em geral dispostas em duas direções perpendiculares, que vão servir de apoio às lajes e se denominam vigas. Então, as lajes repousando em um conjunto de vigas que formam a estrutura de cada pavimento. As vigas principais recebem as cargas transmitidas pelas lajes vizinhas e as que são transmitidas pelas vigas secundárias se apóiam nos pilares ou paredes. Os pilares e as paredes transmitem as cargas recebidas para a fundação (direta ou indireta), que finalmente por sua vez, descarrega as cargas recebidas para o solo. Na realização do projeto estrutural, o projetista da superestrutura deve tomar conhecimento dos prováveis recalques que as fundações poderão apresentar para que possa considerá-los como esforços que deverão ser absorvidos pelas diversas peças estruturais. A descrição que acabamos de apresentar é apenas uma introdução. Com a continuação, iremos apresentar gradativamente os caso em que o funcionamento das peças envolvem estudos cada vez mais complexos.

Regras para a escolha da estrutura de uma construção

A escolha da estrutura de uma construção com um ou mais andares, começa pelo pavimento-tipo, fixando-se a posição das vigas e pilares neste pavimento, em geral repetindo várias vezes no projeto de edificações de vários andares. Após fixada a estrutura do pavimento-tipo, é verificado se a posição dos pilares pode ser mantida nos outros pavimentos. Se isto for possível, os outros andares terão estruturas independentes, apoiadas em pilares cujas posições coincidam com as do pavimento-tipo. Quando os pilares projetados para o pavimento-tipo não podem ter sua posição mantida nos outros pavimentos, é necessário estudar posições novas que possam satisfazer às plantas de alvenaria de todos os pavimentos, de tal forma que, não haja pilares não coincidentes com as paredes nem aparecendo nos compartimentos ou atravessando portas nem janelas. No andar térreo, se trata de loja ou pilotis, é preciso também buscar uma

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solução estética. Quando a construção é dotada de garagem, é preciso verificar se os pilares projetados não prejudicam o trânsito e o estacionamento dos automóveis. Existem construções do tipo parede-sobre-parede com até três pavimentos, que não necessitam de vigas e pilares. Nestas construções, no entanto, o primeiro e segundo andar deverão apresentar uma configuração dos cômodos e paredes exatamente iguais ao do pavimento-tipo (andar térreo), para que não haja problema na estabilidade da construção. Tudo isto, muitas vezes, se transforma em verdadeiro “quebra-cabeças” que o projetista tem que resolver da melhor maneira possível, sendo que para isto há necessidade de arte e grande experiência. • Escolhas da estrutura do pavimento-tipo do projeto: Para se escolher a estrutura do pavimento-tipo, começa-se por decalcar a planta de alvenaria deste pavimento, desenhando-se posteriormente a posição das paredes sem representar as esquadrias. De um modo geral, procura-se fazer com que as vigas coincidam com as paredes, salvo quando os cômodos tiverem dimensões muito pequenas (2 m ou 2,5 m), em que se procura eliminar algumas vigas, e quando os cômodos são muito grandes (salões com mais de 6 m na direção de vão menor), em que se projeta um vigamento aparente, um teto duplo ou laje mista. Os pilares são colocados de preferência nos cantos e nos pontos de encontro de vigas, não devendo ser o espaçamento menor que 2 metros, nem maior que 8 metros, salvo em casos especiais. Algumas vezes, a posição dos pilares está praticamente indicada, como, por exemplo, os pilares do fundo da escada e os situados nos cantos externos da construção. As vigas centrais têm a mesma largura dos tijolos das paredes internas: 10 cm para paredes de 15 cm e 8 cm para paredes de 10 cm. Os pilares são projetados, em regra, com uma das dimensões igual a 20 cm, sendo que, internamente, quando não se quer que o pilar apareça nos cômodos, projetam-se pilares em “L” ou “T”, com abas de 10 cm de espessura. As vigas externas, sempre que possível, são projetadas com espessura mínima, 8 cm ou 10 cm, quase sempre com a mesma espessura das vigas internas. As lajes que correspondem aos banheiros são comumente rebaixadas de 20 a 30 cm, conforme o projeto arquitetônico. As das varandas serão rebaixadas de 3 a 5 cm, sempre que possível (quando não estão em balanço). As outras lajes (copas, cozinha, etc.) não precisam ser rebaixadas. I - FUNDAÇÕES Objetivo: Definir; identificar as fundações básicas com suas formas elementares e

especiais; estabelecer a sua composição; e realizar o processo de cálculo das principais fundações utilizadas nas construções rurais.

1. ELEMENTOS PARA O ESTUDO E ESCOLHA DAS FUNDAÇÕES Fundações são obras enterradas no terreno, com a finalidade de receber todas as cargas do prédio, transmitindo-as uniformemente sobre o leito de fundação (ou sobre o terreno firme).

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a) Elementos necessários para o estudo de uma fundação são: • as cargas atuantes sobre a fundação; • a natureza e características do subsolo. b) Escolha da fundação: Com estes dados, passa-se a escolha do tipo de fundação tendo-se presente que: • As cargas da estrutura devem ser transmitidas as camadas de terrenos capazes de suportar sem ruptura; • As deformações das camadas de solo devem ser compatíveis com a da estrutura; • A execução das fundações não devem causar danos às estruturas vizinha; • Ao lado do aspecto técnico, a escolha do tipo de fundação deve atentar também para o aspecto econômico. c) Aprofundamento das fundações: A necessidade de enterrar as fundações tem duas razões básicas: • evitar o escorregamento lateral; • eliminar a camada superficial, geralmente composta de material em decomposição ou aterro. O leito da fundação e pois o plano que se prepara no subsolo para o assentamento dos alicerces. 1.1. Tipos de fundação As fundações podem ser reunidas em dois grandes grupos: • Fundações diretas, superficiais ou rasas, que se subdividem em: contínuas e descontínuas • Fundações indiretas (profundas). 1.1.1. Fundações diretas 1.1.1.1. Fundações diretas contínuas São valas contínuas sob todo o segmento das paredes: Alvenaria Baldrame Laje lastro . . . .

. .

.

. . . . . . .

. . . ≥ 50 cm . . . .. Aterro

. . . . . . . .

Figura 3.1. Alicerce direto contínuo a) utilização: quando o leito de fundação encontra-se a uma profundidade inferior a 1,5 m. Para obras rurais e habitações de 1 ou 2 pavimentos o leito resistente pode ser encontrado muitas vezes a profundidade de 0,50 m. Mesmo que haja resistência a menor profundidade, deve-se utilizar essa medida como mínima. b) Aplicação: alicerce direto, sapatas corridas.

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c) Abertura das valas: Após o estudo de resistência e a locação da obra, são abertas as valas na dimensões especificadas por cálculo, cuja seqüência veremos adiante. O fundo da vala contínua deve ser plano, nivelado. Para terrenos inclinados o fundo é feito em degraus de modo que não haja altura menor que 0,40 ou 0,50 a fim de eliminar camada superficial. nível do solo fundo das valas h h

Figura 3.2. Abertura das valas em terreno inclinado

d) Compactação das valas: Após abertura, deve-se fazer a compactação com soquete de ferro (peso mais ou menos de 20 kg), a fim de promover consolidação do terreno e evitar terra solta com a alvenaria do alicerce. Pode-se fazer esta compactação com pedras de ponta, tipo "calçada portuguesa". Alguns pontos devem ser observados nesta fase, tais como concentração de ponto fraco por presença de lixo; ou ainda a existência de formigueiros, os quais devem ser eliminados. Eliminados os pontos fracos com enchimento de pedra apiloada, o problema estaria sanado. Todavia, grandes depósitos ou "panelas" podem exigir fazer-se uma sapata armada com reforço. e) Enchimento das valas: O enchimento das valas pode ser feito com os seguintes materiais e técnicas até o nível do solo: • Concreto ciclópico - 1:10 ou 1:4:8, com até 40 % de pedra de mão; • Alvenaria de blocos de concreto, argamassados; • Alvenaria de tijolos requeimados, argamassados; • Alvenaria de pedra sem argamassa; • Solo-cimento Locais úmidos exigem impermeabilização do respaldo. f) Baldrames: A fim de elevar o piso da construção em relação ao terreno, lança-se mão do baldrame ou embasamento. Os materiais são os mesmos usados no alicerce. Quando o baldrame é de alvenaria de tijolos e com altura superior a 1,0 m recomenda-se cintar o respaldo. A forma pode ser feita com tijolos em cutelo e a canaleta tomada com concreto 1:3:6. estribos a cada 20 cm baldrame de diâmetro 3/16 ” 2 ferros de diâmetro 1/4”

Figura 3.3. Esquema de um baldrame de alvenaria

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g) Enchimento das caixas: A caixa formada pelo interior dos baldrames deve ser aterrada, usando-se terra livre de matéria orgânica apiloada em camadas de 15 a 20 cm. h) Uso de "brocas": A fim de não aprofundar as fundações diretas contínuas além de 0,60 m pode-se usar o artifício de alcançar leito de maior resistência com o auxílio de "brocas". Estas são furos feito com um trado de diâmetro de 20 cm, munido de tubo galvanizado 1", de comprimento variável por meio de luvas de união. As brocas são feitas a cada 0,50 m até que fique "pesado” para aprofundar mais a broca. Encher-se de concreto ciclópico. As cabeças são cobertas com sapata armada. Armação: Ferros longitudinais - 3/8” Ferros transversais - 1/4” Sapata corrida armada \o---- --o -------o/ 10 cm Brocas 20 cm

Figura 3.4. Esquema de utilização de “brocas” 1.1.1.2. Fundações diretas descontínuasa) Utilização: Quando a profundidade do leito resistente for superior a 1,5 m e inferior a 5,0 m. Neste caso torna-se antieconômico fazer-se valas contínuas, adotando-se sapatas, pilares e cintas. São indicadas para obras com mais de 1,5 m do nível do solo. Indicada também para o caso específico de projetos de obras cuja cargas de telhado, lajes e alvenarias sejam carregados em vigas e estas aos pilares. A fundação portanto restringir-se-á ao pilar. b) constituição: A fundação direta descontínua consta de: • sapata em concreto armado ou ciclópico; • toco de pilar em concreto armado ou esteio de madeira; • viga baldrame, unindo os tocos de pilar.

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Cinta (viga baldrame) Toco de pilar Sapata

Figura 3.5. Fundações diretas descontínuas Os pilares e sapatas são geralmente (mas não obrigatoriamente) de secção quadrada, cuja dimensões serão compatíveis com as cargas e a resistência do terreno, como veremos no dimensionamento dos pilares. c) execução das sapatas isoladas de concreto armado: • Abrem-se as valas de fundação de acordo com os cálculos: comprimento, largura e profundidade; • O fundo da vala deve ser apiloado com pedras em ponta, lançando-se lastro de 2 cm de concreto magro, com a finalidade de consolidar o leito e evitar contato terra- concreto; • Colocar radier da ferragem armada com diâmetros de acordo com os cálculos;

Figura 3.6. Composição do radier

• Montar a forma de madeira, em tábuas de terceira (ou disponível), juntamente com a ferragem possibilitando forma tronco cônica; • Lança-se o concreto estrutural na sapata e toco de pilar; • Após a pega pode-se desformar, lançando-se terra e compactando; • As cabeças dos tocos de pilar serão unidas por viga cinta baldrame, deixando-se amarração do toco de pilar para elevação do pilar.

Terrenos de baixa resistência exigirão que sob radier da sapata façamos brocas concretadas em número de 4 a 6 por sapata, ou a cravação de estacas, a fim de que não seja aprofundado o leito mais de 2,0 m. d) Execução de sapatas ciclópicas: Galpões de máquinas e coberturas em geral podem ter suas sapatas executadas em concreto ciclópico em face da pequena carga que oferecem. As sapatas terão altura de 0,50 m e secção determinada pela resistência do terreno e das cargas transmitidas. As valas serão abertas e consolidadas como no caso anterior. O enchimento da sapata poderá ser de concreto 1:4:8 ou 1:8 com 40% de pedra de mão.

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1.1.1.3. Fundações indiretasa) Utilização: O leito resistente acha-se a profundidade superior a 5,0 m, podendo chegar a 7,8 m ou 9,0 m. Ambos os processos anteriores seriam antieconômicos, tornado-se necessário lançar mão de estacas de concreto ou madeira, ou tubulões concretados. Geralmente são utilizadas para obras civis em forma de prédios com mais de 2 pavimentos. Devem ser entregues a firmas especializadas de engenharia civil, tornado-se necessário na maior parte das vezes, a execução de sondagens com equipamento e pessoal especializado. Sob as alvenarias são executadas ou cravadas estacas de madeira ou concreto à distância longitudinal de 0,8 a 1,5 m e transversal de aproximadamente 0,7 a 1,0 m, correspondendo a cada estaca 1m2 de fundação. Suas cabeças são ligadas por um maciço de viga de concreto armado - viga baldrame ou por uma sapata. 1.1.2. Tipos de fundações indiretas a) Estacas:

Madeira: − comprimento de até 8,0 m; − extremidade: deverá conter anel e ponteira de aço; − diâmetro: d = 0,20 + 0,02 . H (H - altura em metros cravada com o bate estacas). Concreto: − comprimento de até 14 m; − secção: 25 x 25 à 40 x 40 cm; − extremidade: é dispensável o uso da ponteira de aço; O comprimento da estaca é sempre superior ao necessário, quebrando-se a parte excedente e dobrando-se a ferragem para amarração com viga ou bloco. • Estacas moldadas no solo: − cravação de invólucros especiais; − concretagem com recuperação dos invólucros; − ex. simples, straus, franki. b) Tubulões: As fundações indiretas podem ser executadas pelo processo de tubulões: • Execução: Concretando um poço aberto no terreno ou fazendo descer na escavação interna, um tubo de concreto ou aço, posteriormente cheio com concreto simples ou armado. O revestimento ou camisa metálica pode ou não ser recuperado. O tipo mais elementar de tubulão é o que resulta da abertura de um poço, manualmente e a céu aberto sendo concretado a seguir. Este tipo de tubulão e indicado para solos coesivos, bem firmes e acima do nível d’água. Para terrenos não coesivos usa-se a camisa já citada, cocretando-se posteriormente. Se o nível do lençol freático for raso não usa-se tubulão; e em terreno arenoso existe o risco de desmoronamento. Quando se encontra o lençol freático, o tubulão pode ser pneumático, ou seja, utiliza-se de uma campânula de ar comprimido para poder realizar a escavação dentro do buraco.

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Tubulões: − à céu aberto pneumáticos • Estacas: pré-moldadas: − cavadas estaticamente − cavadas dinamicamente: concreto, aço, madeira − moldadas no solo: − tipo strauss − tipo franki − tipo mista 1.2. Cálculo das fundações 1.2.1. Blocos de concreto simples O bloco é um elemento de fundação dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armação. Pode ter as faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar planta de secção quadrada ou retangular. Os blocos de concreto simples são usados para carregamentos não superiores a 50 toneladas e para solos cujas taxas admissíveis não sejam inferiores a 2 kg/cm2. Carga (P) 15 a 30 cm 15 a 30 cm L 30 cm a

α

30 cm h

15 a 30 cm 15 a 30 cm α ≥ 60 o L

Figura 3.7. Blocos de concreto simples

a) Cálculo da área de apoio do bloco 1,05 . P

S = L2 = σ adm

..... [m2]

onde: S = área de apoio do bloco (m2); P = carga transmitida pela estrutura (kg); σ adm = tensão admissível do solo (kg/m2).

b) Cálculo da altura do bloco

h = 0,75 (L - a) .... [m] onde: h = altura do bloco (m); L = largura do bloco (m); a = menor largura do pilar (m).

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c) Cálculo da tração transversal Para o caso de blocos que suportam carregamento linear, de maiores proporções, é necessário verificar o comportamento do bloco quanto aos esforços de tração transversal, através da expressão indicada pela teoria Mörsch, isto é: 1,05 . P . (L - a)

Z =  4 . h

.....[kg]

onde: Z = tensão (kg); P = carga transmitida pela estrutura (kg); L = largura do bloco (m); a = menor largura do pilar (m); h = altura do bloco (m). Obtido o valor de “Z”, a tensão de tração no concreto é dada pela expressão:

Z fm = 

h . L

...[kg/m2]

O valor da tensão de tração transversal (fm), não deve ultrapassar o valor de fck/30. Ou seja: fck

fm < 30 Caso a condição colocada acima não seja satisfeita os cálculos deverão ser refeitos, alterando conforme a conveniência os valores da altura (h) ou largura (L) do bloco, até satisfazer a condição. Quando o valor de fck /30 é maior que o valor da tensão de tração transversal (fm), significa que as dimensões do bloco de concreto não estão sendo suficientes para suportar as forças de tração internas proporcionadas pela carga e isto pode causar o rompimento do mesmo, ou seja, o bloco poderá ser “rasgado”. d) Cálculo da punção No cálculo de sapatas e blocos, além do dimensionamento segundo os momentos fletores e cortantes, é importante verificar a tensão de punção. A NB-1/78 em seus itens 4.1.5.1. e 5.3.1.2. estabelece que o máximo valor da tensão de punção não pode ser superior ao valor último da tensão tangencial de cálculo que é dado pela expressão:

Cálculo da tensão tangencial (valor último de punção):

2 . fck

pu =  Yc

...[kg/cm2]

onde: ℑpu = tensão tangencial (kg/cm2); fck = resistência do concreto a compressão (kg/cm

2); Yc = constante, sendo o seu valor igual a 1,4.

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Cálculo da tensão de punção

1,4 . P pw = 

4 . (a + h) . hf

...[kg/cm2]

onde: ℑpw = tensão de punção (kg/cm2); P = carga transmitida pela estrutura a fundação (kg); hf = altura correspondente a secção fictícia, em cm e que praticamente pode ser tomada igual a 0,6 . h (cm); h = altura parcial da sapata ou bloco (cm); a = menor largura do pilar (cm). Condição que deverá satisfazer:

pw pu Caso a condição acima não seja satisfeita os cálculos deverão também ser repetidos, alterando conforme a conveniência os valores de altura do bloco (h), ou se for possível na obra, produzir um concreto que forneça uma resistência a compressão (fck), maior. Os cálculos deverão ser repetidos até que a condição acima seja satisfeita. A tensão de punção quando é maior que a tensão tangencial mostra que o bloco não está tendo uma altura compatível com a carga que está sendo aplicada e ele poderá ser rompido, ou seja, o pilar que transmite a carga ao bloco poderá “fura-lo”. 1.2.2. Sapata isolada de base quadrada suportando carga centrada Carga (P)

L - a/2 a h L - a/2 hf h’ o o o o o o o L

Figura 3.8. Sapata isolada de base quadrada

a) Cálculo da área de apoio da sapata 1,05 . P

S = L . L = σ adm

...[m2]

onde: S = área de apoio do bloco (m2); P = carga transmitida pela estrutura (kg). σ adm = tensão admissível do solo (kg/m2); L = largura da sapata (m).

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b) Cálculo da altura mínima L - a

h - h’  4

... [m]

onde: h = altura da sapata (m); h’= altura da ferragem na sapata, fica entre 1,5 a 3,0 cm (m); L = largura da sapata (m); a = menor largura do pilar (m). c) Cálculo do esforço de tração P ( L - a)

H =  8 ( h - h’)

.... [kg]

onde: H = esforço de tração (kg); P = carga transmitida pela estrutura (kg); L = largura da sapata (m); a = menor largura do pilar (m); h = altura da sapata (m); h’= altura da ferragem na sapata, fica entre 1,5 e 3,0 cm (m). d) Cálculo da secção dos ferros 1,4 . H

As =  fyd

....[cm2]

onde: As = secção dos ferros (cm

2); H = esforço de tração (kg); fyd = resistência de cálculo do aço (kg/cm

2). A secção dos ferros obtida (As) serve para suportar o esforço de tração, portanto para cada sapata, para obter o total de ferros teremos que multiplicar o seu valor por 2, pois teremos esforços de tração tanto do sentido longitudinal como no transversal. 1.2.3. Sapata corrida Ocorre a chamada sapata corrida no caso das estruturas prediais, que transferem para o solo, por intermédio de colunas, os carregamentos a que estarão submetidas ou ainda no caso de alvenaria estrutural quando os carregamentos são transferidos para o solo em forma de carga uniformemente distribuídas, obtendo-se assim melhor aproveitamento da capacidade de carga do mesmo. Referindo-se especificamente a alvenaria estrutural, quando ela é adotada na construção de prédios para escritórios, apartamentos, depois de um bom número de observações, os recalques diferenciais máximos não prejudiciais à estabilidade da alvenaria estrutural podem atingir até 0,25% do vão considerado, levando-se em conta o grau de rigidez obtida com o uso da alvenaria estrutural.

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Em termos de normalização, em se tratando de alvenaria estrutural, seria prudente não usar fundações diretas em solos com capacidade de carga (tensão admissível) inferior a 1,5 kg/cm2. Carga (Q) a ≥ 1,30 m h hf hcg /o____o_____o______o______o_____o\ h’ L

Figura 3.9. Sapata corrida

Para o cálculo da sapata corrida pode-se adotar o método das bielas com o seguinte formulário: a) Cálculo da largura da sapata Q

L = σ adm

...[m]

onde: L = largura da sapata (m); Q = carga transmitida pela estrutura por metro linear (kg/m); σ adm = tensão admissível do solo (kg/m2).

b) Cálculo da altura da sapata corrida L – a

h - hf  4

... [m]

hf = hcg - h’ ... [m]

onde: h = altura da sapata (m); h f = altura do centro de gravidade da sapata até a ferragem (m); L = largura da sapata (m); a = largura do baldrame (m); hcg = altura do centro de gravidade ( adotar valor entre 0,10 e 0,15 m); h’ = altura da ferragem dentro da sapata corrida, fica entre 1,5 a 3,0 cm (m).

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c) Cálculo do esforço de tração Q ( L - a)

H =  8 ( h - hf)

.... [kg/m]

onde: H = esforço de tração (kg); Q = carga transmitida pela estrutura por metro linear (kg/m); L = largura da sapata corrida (m); a = largura do baldrame (m); h = altura da sapata corrida (m); hf= altura do centro de gravidade da sapata até a ferragem (m). d) Cálculo da secção dos ferros por metro linear 1,4 . H

As =  fyd

....[cm2/m]

onde: As = secção dos ferros (cm

2); H = esforço de tração (kg); fyd = resistência de cálculo do aço (kg/cm

2). A secção dos ferros obtida (As) serve para suportar o esforço de tração, portanto para cada sapata corrida para obter o total de ferros teremos que multiplicar também o seu valor por 2, pois teremos esforços de tração tanto do sentido longitudinal como no transversal. Tabela 3.1 Valores de resistência do aço a compressão (fy), resistência de cálculo (fyd), e resistência do aço na armadura comprimida (f ’yd),

em kg/cm2 Aço fy fyd f ‘yd

kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 CA - 25 2.500 2.173 2.173 CA - 32 3.200 2.783 2.783

CA - 40 A 4.000 3.478 3.478 CA - 40 B 4.000 3.478 2.994 CA - 50 A 5.000 4.348 4.200 CA - 50 B 5.000 4.348 3.555 CA - 60 A 6.000 5.217 4.200 CA - 60 B 6.000 5.217 4.000

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Tabela 3.2. Secção em cm2 para ferros redondos Diâmetro dos ferros Seção de ferros em cm2

Polegadas

Milímetro

Peso por metro

linear em (Kg)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

- 3,4 0,071 0,09 0,18 0,27 0,36 0,45 0,54 0,64 0,73 0,82 0,91 1,00 1,09 1,18 1,27 1,36

- 4,2 0,106 0,14 0,28 0,42 0,55 0,69 0,83 0,97 1,11 1,25 1,39 1,52 1,66 1,80 1,94 2,06

- 4,6 0,130 0,17 0,33 0,49 0,66 0,83 1,00 1,16 1,33 1,49 1,66 1,83 1,99 2,16 2,33 2,49

3/16 4,76 0,141 0,18 0,36 0,53 0,71 0,89 1,07 1,25 1,43 1,60 1,78 1,96 2,14 2,32 2,50 2,68

1/4 6,35 0,250 0,32 0,64 0,95 1,27 1,58 1,90 2,22 2,54 2,86 3,18 3,50 3,82 4,14 4,46 4,82

5/16 7,94 0,383 0,49 0,98 1,47 1,96 2,47 2,96 3,45 3,94 4,43 4,92 5,41 5,90 6,39 6,88 7,37

3/8 9,52 0,563 0,71 1,43 2,14 2,85 3,56 4,27 4,98 5,70 6,41 7,12 7,83 8,54 9,25 9,96 10,37

1/2 12,70 0,985 1,27 2,53 3,80 5,07 6,33 7,60 8,87 10,14 11,41 12,68 13,95 15,22 16,49 17,76 19,03

5/8 15,87 1,548 1,98 3,96 5,94 7,92 9,90 11,88 13,85 15,83 17,81 19,79 21,77 23,75 25,73 27,72 29,70

3/4 19,05 2,220 2,85 5,70 8,55 11,40 14,25 17,10 19,95 22,80 25,65 28,50 31,35 34,20 37,05 39,90 42,75

7/8 22,22 3,040 3,88 7,76 11,64 15,51 19,40 23,28 27,15 31,03 34,91 38,78 42,67 46,55 50,43 54,30 58,18

1 25,40 3,920 5,07 10,13 15,20 20,26 25,34 30,40 35,97 40,54 45,61 50,68 55,75 60,82 65,89 70,95 76,00

1 1/8 28,57 4,995 6,41 12,82 19,24 25,65 32,07 38,48 44,89 51,30 57,71 64,12 70,53 76,94 83,35 89,76 96,17

1 1/4 31,75 6,170 7,92 15,83 23,75 31,67 39,59 47,50 55,42 63,34 71,26 79,18 87,10 95,02 102,94 110,86 118,78

EXERCÍCIOS: 1. Determine as dimensões de um bloco de concreto simples sabendo: • Carga transmitida pela estrutura (P): 15.000 kg; • Tipo de solo: argila de consistência rija (2 kg/cm2); • Dimensão do pilar: 20 x 20 cm; • Resistência do concreto a compressão (fck): 30 kg/cm

2. 2. Determine as dimensões de uma sapata armada de base quadrada, sabendo: • Carga transmitida pela estrutura (P): 40.000 kg; • Tipo de solo: siltoso compacto (2 kg/cm2); • Dimensão do pilar: 30 x 30 cm; • Resistência do concreto a compressão (fck): 45 kg/cm

2; • Aço utilizado: CA 32. 3. Determine as dimensões de uma sapata corrida, sabendo: • Carga transmitida pela estrutura (Q): 8.000 kg/m; • Tipo de solo: argila de consistência média (1 kg/cm2); • Largura do baldrame: 35 cm; • Resistência do concreto a compressão (fck): 30 kg/cm

2; • Aço utilizado: CA 25. BIBLIOGRAFIA BAÊTA, F. DA C. Resistência dos materiais e dimensionamento de estruturas para construções rurais.

Viçosa: Imprensa Universitária. 1990. 63p (Apostila). BUENO, C.F.H. Construções rurais. Lavras: Coopesal-ESAL. 1980. 209p. (Apostila). CARNEIRO, O. Construções rurais. 12. ed. - São Paulo: Nobel. 1985. 718p. CETOP - Centro de Ensino Técnico e Profissional à Distância. Iniciação ao cálculo de resistências. São

Paulo: Gráfica Europam, Ltda. 1984. 227 p. (Departamento Técnico do CEAC) MORAES, M. da C. Estruturas de fundações. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1976. 364p. ROCHA, A.M. da Concreto armado. 21. ed. São Paulo: Nobel, 1985. 550p.

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II - PAREDES OBJETIVO: Dimensionar e identificar parâmetros importantes no assentamento e

execução de alvenaria de tijolos. 2. PAREDES DE TIJOLO

Por serem as mais utilizadas e por representarem um grande volume de material e mão- de-obra numa construção abordaremos com mais detalhes apenas este tipo de alvenaria. Os diferentes tipos de tijolos já foram analisados nos materiais cerâmicos visto na Unidade 1. 2.1. Assentamento dos tijolos

Quanto a colocação (ou dimensão das paredes) dos tijolos, podemos classificar as paredes em: cutelo, de meio tijolo, de um tijolo, etc.

a) Paredes de 1/4 de tijolo ou cutelo: os tijolos são assentados segundo a espessura e o maior comprimento. Não oferecem grande estabilidade e são por isso, empregadas somente para fechar pequenos vãos, como divisões e fundo de armários embutidos, box de banheiro, etc. b) Paredes de 1/2 tijolo: os tijolos são assentados segundo a maior face de modo que a largura corresponda a espessura da parede. São utilizadas para vedação, divisões internas e servem para suporte (quando o comprimento for menor que 4 m). Para comprimento maior que 4 m, usar pilar de reforço. c) Paredes de 1 tijolo: os tijolos são colocados de forma que o seu comprimento (maior dimensão) seja a espessura da parede. Existem diversos tipos de assentamento. São utilizadas como paredes externas por serem bastante impermeáveis, possuem maior resistência e consequentemente maior capacidade para suportar cargas. d) Paredes oca: usadas quando se pretende grande isolamento de som e umidade, além de manutenção de temperatura sem grandes variações internas. Recomendadas em cômodos para aparelhos de precisão. São formadas por duas paredes entre as quais forma-se câmara de ar equivalente a 1/4 de tijolo. A amarração entre as duas paredes faz-se por meio de gatos metálicos. 2.2. Vão nas alvenarias

Os vãos, portas janelas devem ser protegidos por vergas na parte superior, principalmente, a fim de evitar: deformações da esquadria e trincas no peitoril e nos cantos. A verga deve passar 0,30 m de cada lado do vão. Recomendações para alguns tipos de vergas: • Vãos menores que 1,2 m - usar 2 a 3 ferros de diâmetro 3/8” e argamassa 1:3 (cimento-areia); • Vãos entre 1,2 e 2,4 m - usar 2 ferros de diâmetro 3/8” na parte inferior da viga; 2 ferros de diâmetro 3/16” na parte superior da viga; e estribos de 3/16” à cada 20 cm. • Vãos maiores 2,4 m - são dimensionados como vigas, com cavaletes.

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2.3. Dimensionamento das paredes A tensão admissível das paredes de tijolo depende da qualidade dos tijolos e da argamassa com que se efetua esta construção. Não se deve esquecer que as paredes de tijolo são construídas geralmente nas espessuras de 15, 25, 35, 45 cm etc., e, portanto, se do cálculo resultar um número intermédio entre dois destes valores, deve-se tomar o maior. Na tabela abaixo está apresentado a tensão admissível, em kg/cm2, que resiste algumas paredes de tijolos. Tabela 3.3. Tensão admissível para paredes de tijolo

Características Tensão admissível (kg/cm2)

• Parede de tijolo ordinário com argamassa de cal 7 • Parede de tijolo oco com argamassa de cal 7 • Parede de tijolo maciço com argamassa de cal 10 • Parede de tijolo maciço com argamassa de cimento portland 12

a) Cálculo da espessura da parede 1,1 . q

E =  100 . σ adm parede

... [cm]

onde: E = espessura da parede (cm); q = carga transmitida pela estrutura por metro linear (kg/m); σ adm parede = tensão admissível da parede (kg/cm2). 2.4. Critérios gerais para a execução das paredes • Molhar o tijolo para que o mesmo não absorva a água da argamassa; • Na ereção das paredes, as fiadas deverão ser sempre de nível; • Pode utilizar-se o tijolo oco sem qualquer inconveniente em paredes de carga sempre que se faça um utilização total de tijolo no andar de que se trate, isto é, num mesmo andar não deve alternar-se o tijolo maciço com o oco, para evitar diferenças de assentamento, embora se possam construir vários andares de tijolo maciço e os restantes com tijolo oco. • O paramento deve ser perfeitamente vertical (prumo). No caso de alvenaria aparente (sem revestimento), fazer com que o paramento aparente constitua um plano vertical liso. As irregularidades dos tijolos, dessa forma, irão refletir na face a ser revestida; • O serviço deve ser iniciado pelos cantos principais, o que facilita o alinhamento da parede, pois, estica-se uma linha entre os cantos já levantados, fiada por fiada; • As juntas dos tijolos devem ser desencontradas, possibilitando amarração e uma alvenaria resistente;

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• Atingindo-se a altura de 1,5 m, deve-se prever a construção dos andaimes; • Os vãos para portas e janelas são deixados na alvenaria; • Sobre estes vãos, colocar vergas de concreto armado; • As argamassa normalmente utilizadas para assentamento de tijolos são: cimento: areia (1:8) e cal-areia (1:4); • O respaldo das alvenarias deve ser arrematado com uma cinta, evitando “aberturas” nos cantos. III - PILARES OBJETIVOS: Identificar, caracterizar e dimensionar os diferentes tipos de pilares e

colunas 3. CARACTERÍSTICAS DOS PILARES Os pilares são elementos estruturais verticais, por via de regra esbeltos, quer dizer, têm várias vezes mais altura que largura, e suportam cargas verticais e vigas mestras que agüentam as armações. São , portanto, elementos resistentes que trabalham quase sempre à compressão. Mas, além, se o quociente ou relação altura/espessura do pilar é muito elevada, pode apresentar uma flexão lateral, que se conhece sob o nome de flambagem ou encurvadura. O cálculo de pilares, como o de todos os elementos resistentes, varia com o tipo de material do qual eles são construídos. 3.1. Pilares de tijolo A determinação da secção necessária que deve ter um pilar construído com tijolo é, em linhas gerais fácil pois, compreende a determinação das cargas que deve suportar, valor este que se divide pela tensão admissível, para encontrar a secção. Na prática, no entanto, este cálculo complica-se de certo modo, por terem de intervir os coeficientes de redução de sobrecarga no caso de o pilar suportar a carga de mais de três andares, pela possibilidade de flexão e pela existência de cargas descentradas. Também há que se levar em conta que os pilares construídos com tijolo são quadrados ou retangulares, e que a forma do seus lados são múltiplos da largura do tijolo, ou seja, de 10 cm , a exemplo do que acontece com as paredes realizadas com este mesmo material. A tabela abaixo apresentamos as tensões admissíveis para os pilares construídos com tijolo, de harmonia com o grau de esbeltez dos mesmos, o tipo de tijolo e a argamassa utilizada. a) Grau de esbeltez (λ): Chama-se grau de esbeltez à relação existente entre a comprimento de flambagem (considerada para efeito prático igual a altura do pilar) e o menor raio de giração. Se representarmos o comprimento de flambagem por “LFL” e a largura por “b”, o grau de esbeltez de um pilar quadrado ou retangular será dado pela relação: COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM (FFL)

ESBELTEZ (λ) =  RAIO DE GIRAÇÃO (i)

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Como o raio de giração (i) do quadrado e do retângulo e igual a: b

i = 

12 Substituindo o raio de giração na expressão da esbeltez temos: 3,46 . COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM (LFL)

ESBELTEZ (λ) =  MENOR LADO DO PILAR (b) O valor da esbeltez é adimensional, e para o dimensionamento de pilares de tijolo, não pode de forma alguma, possuir valor maior do que 40. Tabela 3.4. Tensão admissível para pilares de tijolo (kg/cm2)

Grau de esbeltez Tijolo maciço com argamassa cimento

portland

Tijolo maciço com argamassa de cal

Tijolo ordinário com argamassa de cal

11,5 12,0 10,0 7,0 14,0 10,0 9,0 6,0 17,0 9,0 8,0 5,5 20,1 8,5 7,5 5,0 28,0 8,0 7,0 4,0 35,0 7,0 6,0 4,0

>35,0 <7,0 <6,0 <4,0 b) Cálculo da secção do pilar de tijolo

1,05 . P Spilar = 

σ adm pilar

... [cm2]

onde: S pilar = área da secção transversal do pilar (cm

2); P = carga transmitida pela estrutura ao pilar (kg); σ adm pilar = tensão admissível do pilar de tijolo (kg/cm2) 3.2. Pilares de concreto não armado Os pilares de concreto não armado só é utilizado em lugares onde a carga a sustentar é de pouca importância, ou em locais onde não se necessita de secções reduzidas, com a conseqüente economia de ferro. Na prática, estes pilares são muito pouco utilizados. A tensão admissível do pilar de concreto não armado, depende da percentagem de cimento com que ele é confeccionado. A tabela abaixo apresenta as diferentes resistência do pilar, em conformidade com a quantidade de cimento empregada por cada metro cúbico de pilar confeccionado.

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Tabela 3.5. Tensão admissível para pilares de concreto Classe do pilar (conforme quilogramas de cimento por metro cúbico - kg/m3)

Tensão admissível (kg/cm2)

• Cimento portland de 250 30 a 35 • Cimento portland de 300 35 a 40 • Cimento portland de 350 40 a 45 • Cimento portland de 400 45 a 50

A quantidade de cimento mais comumente utilizado para estes tipos de pilares é de 350 kg/m3 a 400 kg/m3 e a tensão admissível com que se opera normalmente é o de 40 kg/cm2. Os valores da tabela são as tensões admissíveis à compressão do pilar, quando este à faz em condições normais. a) Grau de esbeltez (λ) 3.46 . COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM (LFL)

ESBELTEZ =  MENOR LADO DO PILAR (b)

O valor da esbeltez é adimensional, e para o dimensionamento de pilares de concreto (não armado), não pode de forma alguma possuir valor maior do que 40. Conhecido o grau de esbeltez, a tabela abaixo, nos dá o coeficiente de redução da tensão admissível (α), que é o valor pelo qual terá de dividir-se a tensão admissível do pilar não armado para determinar a tensão admissível do concreto do pilar corrigida.

Tabela 3.6. Redução da tensão admissível em pilar de concreto não armado Grau de esbeltez α Grau de esbeltez α

3,5 1,000 21,0 1,800 7,0 1,125 24,0 2,100 10,5 1,250 27,5 2,400 14,0 1,375 31,0 2,700 17,5 1,500 35,0 3,000

b) Cálculo da secção do pilar de concreto

Indicamos que o pilar de concreto não armado trabalha à compressão, mas ao aplicá-lo na construção de pilares assinalamos que pode acontecer que o pilar fique sujeito à flexão lateral ou encurvadura, cujo esforço do pilar não é apropriado, e, por tal razão, a tensão admissível do pilar, quando se trata de pilares não armados, reduz-se em quantidade, de harmonia com o grau de esbeltez do pilar.

1,05 . P . α Spilar = 

σ adm pilar

... [cm2]

onde: S pilar = área da secção transversal do pilar (cm

2); P = carga transmitida pela estrutura ao pilar (kg); α = fator de correção da tensão admissível σ adm pilar = tensão admissível do pilar concreto não armado (kg/cm2)

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Obs. Dos cálculos anteriores podemos verificar a razão por que o pilar de concreto não armado quase não é utilizado para alicerces: porque é muito reduzido a tensão admissível, já que, para coeficientes de esbeltez de 24 a 35 (em pilares são valores correntes), o que proporciona pilares de grandes dimensões, com conseqüente gasto de concreto e ocupação de espaço. 3.3. Dimensionamento de pilares de concreto armado Os pilares de concreto armado apresentam uma armadura longitudinal (de resistência) que resiste aos esforços de compressão, e armadura transversal que resiste aos esforços de cisalhamento e mantém armadura longitudinal em sua projeção. A armadura também é comprimida, e permite diminuir a seção de concreto. A armadura transversal é constituída pelos estribos que envolvem os ferros da armadura, sendo amarrados a ele com um arame recozido. armadura transversal (estribos - Φ T) armadura longitudinal ( Φ L)

Figura 3.10. Pilar de concreto armado

3.3.1. Grau de esbeltez (λ) De acordo com a norma NB-1, o cálculo das seções sujeitas à força de compressão centrada só pode ser feito sem considerar o fenômeno da flambagem quanto a esbeltez - definida como a relação entre o comprimento de flambagem e o menor raio de giração - é menor a 40. Assim, para dispensarmos a verificação à flambagem, devemos ter: 3,46 . COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM (LFL)

ESBELTEZ ( λ ) =  40 MENOR LADO DO PILAR ( b) A norma brasileira dispensa o cálculo de flambagem para esbeltez ( λ ) igual ou inferior a 40. Contudo, para prever defeitos de execução, recomenda-se considerar uma excentricidade

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adicional igual a 1/30 da dimensão da secção no plano de flambagem nunca inferior a 2 cm. Para dispensar esta excentricidade a NB-1 recomenda para o caso de esbeltez ( λ ) ≤ 40 a multiplicação da carga atuante por 1,2. 3.3.2. Roteiro para cálculo do pilar (Conforme a NB-1)

a) Cálculo da secção de concreto teórica necessária 1,2 . Pd

Ac1 =  0,85 . fcd + l s . f ‘yd

.... [cm2]

onde: Ac1 = seção de concreto teoricamente necessária (cm

2); Pd = P . 1,4 = carga, multiplicada pelo coeficiente de segurança (kg); fcd = fck/1,4 = resistência de cálculo do concreto (kg/cm

2); l s = porcentagem de ferro que a armadura longitudinal pode ter na secção transversal do pilar (0,8 a 6%); f ‘yd = resistência de cálculo do aço na armadura comprimida (kg/cm

2).b) Cálculo da secção de ferros (armadura) Conhecida a secção de concreto teórica (Ac1), adotamos a secção de concreto (Ac) e podemos ter dois casos: Caso 1: A secção de concreto adotada (Ac) é menor ou igual a secção de concreto teórica (Ac1), ou seja, Ac ≤ Ac1. Neste caso, a secção da armadura a ser obtida supera a armadura mínima 0,008 . Ac1, por isso, calcula-se a secção da armadura (As) pela expressão: 1,2 . Pd - 0,85 . Ac . fcd

AS =  f ‘yd

.... [cm2]

onde: AS = secção da armadura (cm

2); Pd = P . 1,4 = carga, multiplicada pelo coeficiente de segurança (kg); fcd = fck/1,4 = resistência de cálculo do concreto (kg/cm

2); Ac = secção de concreto adotada (cm

2); f ‘yd = resistência de cálculo do aço na armadura comprimida (kg/cm

2). Caso 2: A secção de concreto adotada (Ac) é maior que a secção de concreto teórica (Ac1), ou seja, Ac > Ac1. Neste caso, a secção da armadura utilizada deverá ser a mínima regulamentada. Para obter esta armadura, basta usar a expressão:

As = 0,008 . Ac1 [cm 2]

onde: AS = seção da armadura (cm

2); Ac1 = seção de concreto teoricamente necessária (cm

2).

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3.3.3. Dimensões mínimas De acordo com as recomendações do CEB, as dimensões mínimas das peças comprimidas estão limitadas pelo coeficiente de esbeltez, que não deve ultrapassar 140. A NB-1 prescreve, para o caso de pilares: A menor dimensão dos pilares não citados não deve ser inferior a 1/25 da sua altura livre (1/25 . L), nem a 20 cm. 3.3.4. Armadura longitudinal A norma NB-1 fixa para as porcentagens das armaduras longitudinais o mínimo de 0,8 % e o máximo de 6% da secção do pilar, podendo o limite mínimo atingir 0,5% quando a esbeltez ( λ ) ≤ 30. Quanto à distância entre as armaduras longitudinais, a norma NB-1 fixa distância de 40 cm. Para evitar a flambagem da armadura os ferros longitudinais devem estar situados nas quinas formadas pelos estribos. O espaçamento máximo dos ferros longitudinais é de 20 Φ T (diâmetro dos estribos) sendo que, no caso de dois ferros em quinas dos estribos, basta respeitar o limite de 40 cm. O espaçamento mínimo é de 20 Φ T/3 maior ou igual a Φ L ou 2 cm, sendo Φ L o diâmetro dos ferros longitudinais. 3.3.5. Armadura transversal As recomendações do CEB estabelecem, para a armadura transversal, o diâmetro igual a 1/4 do diâmetro da armadura longitudinal não podendo ser inferior a 5 mm. De acordo com a NB-1, o espaçamento máximo será o menor dos valores: • 30 cm; • 21 Φ L para aço comum; • 12 Φ L para aço especial; • menor dimensão externa da seção do pilar. 3.4. Colunas de madeira Nem todos são pilares, também utilizam-se por vezes colunas de madeira, que não passam de troncos ou pedaços de madeira de secção diferente, alargados, e que se colocam verticalmente no sentido do seu maior comprimento, fazendo as vezes de pilares. O cálculo de uma coluna ou pilar de madeira depende, à parte a carga, de três fatores: altura; secção; e relação entre o lado menor e a altura. A relação entre o lado menor e a altura, já estudamos para os pilares anteriores e chama- se grau de esbeltez.

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3.4.1. Secções transversais de uso corrente As peças de madeira, comprimidas na direção das fibras, podem ser constituídas de secções transversais simples ou compostas: (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) onde: a) madeira roliça; b) madeira lavrada; c) madeira serrada; d) madeira laminada colada; e) secção composta de peças roliças; f) secção composta de peças serradas; g) secção composta com peças intermediárias descontínuas

Figura 3.11. Secções transversais de madeira de uso corrente 3.4.2. Peças comprimidas de secção simples 3.4.2.1. Comprimento de flambagem Denomina-se comprimento de flambagem (LFL) o comprimento utilizado no cálculo da resistência à flambagem da peça comprimida. Numa coluna com rótulas nas extremidades, o comprimento de flambagem é igual ao próprio comprimento da coluna (LFL = L). Para colunas com extremidades não rotuladas, o comprimento de flambagem é inferior ao comprimento da coluna (LFL < L), dependendo do grau de engastamento do apoio da extremidade. Em estruturas de madeira, devido à natureza deformável das ligações, geralmente despreza-se o efeito favorável de engastamento nas extremidades, tomando-se para comprimento de flambagem o próprio comprimento da coluna (LFL = L). No caso de colunas de madeira com ligações intermediárias de contraventamento, o comprimento de flambagem é tomado igual à distância L1 entre os pontos de ligação intermediária (LFL = L1), desprezando-se o efeito favorável da continuidade da coluna. 3.4.2.2. Limites do grau de esbeltez (λ) Há interesse na fixação de limites superiores do índice de esbeltez, para se evitar estruturas muito flexíveis. A norma NB-11 fixa uma relação máxima, onde o cálculo das seções sujeitas à força de compressão centrada só pode ser feito sem considerar o fenômeno da flambagem quanto a

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esbeltez - definida como sendo a relação entre o comprimento de flambagem e o menor raio de giração - é menor a 40. Assim: Caso 1. Se o grau de esbeltez for menor ou igual a 40 (L FL/i 40), não há necessidade de considerar o efeito da flambagem, pois as peças são curtas e atingem à ruptura por compressão. COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM (LFL)

ESBELTEZ ( λ ) =  40 RAIO DE GIRAÇÃO (i)

O raio de giração depende da forma da secção da peça, onde :

Quadrado ou retângulo:

b i = 

12

círculo: D i = 

4

Caso 2. Se o grau de esbeltez for maior do que o valor 40 (LFL/i > 40), haverá a necessidade de se verificar o efeito da flambagem. COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM (LFL)

ESBELTEZ ( λ ) = > 40 RAIO DE GIRAÇÃO (i)

Verificação do efeito da flambagem: Na figura abaixo vemos a variação da tensão admissível a compressão (σC) e a flambagem (σFL), em relação ao grau ou índice de esbeltez (LFL/i). Tensão admissível à compressão (σC) e à flambagem (σFL) σC Flambagem inelástica 2/3 σC Flambagem elástica 40 (LFL/i)C Grau de esbeltez (LFL/i)

Figura 3.12. Variação da tensão admissível com flambagem em função do índice de esbeltez

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a) (LFL/i) 40: região onde não há o efeito de flambagem, prevalecendo a tensão admissível à compressão simples σC.

b) entre (LFL/i) = 40 e LFL/i = (LFL/i)C: Tem-se flambagem inelástica. A tensão admissível a flambagem é representada por fórmulas empíricas, tendo a NB-11 adotado uma linha reta, representada pela equação:

Grau de esbeltez correspondente ao limite de aplicabilidade da fórmula elástica (LFL/i)C : 3 . E (LFL/i)C = π .  ... [adimensional] 8 . σC onde: (LFL/i)C = valor crítico do grau de esbeltez - correspondente ao limite de aplicabilidade da fórmula elástica (adimensional); LFL = comprimento de flambagem (m); i = raio de giração (m); E = módulo de elasticidade a flexão (kgf/cm2); σC = tensão admissível a compressão (kgf/cm

2).

Tensão admissível com flambagem (σFL):

1 (LFL/i) - 40 σFL = σC ( 1 -  .  )

3 (LFL/i)C - 40

... [kgf/cm2]

onde: σFL = tensão admissível com flambagem (kgf/cm

2); σC = tensão admissível a compressão (kgf/cm

2); (LFL/i) = grau de esbeltez (adimensional); (LFL/i)C = valor crítico do grau de esbeltez - correspondente ao limite de aplicabilidade da fórmula elástica (adimensional); LFL = comprimento de flambagem (m); i = raio de giração (m);

c) (LFL/i) (LFL/i)C: Tem-se flambagem elástica. Ocorre em peças de elevado grau de esbeltez, onde as tensões são inferiores ao limite de proporcionalidade (σFL ≤ FEL). Seu valor é calculado pela expressão: Tensão admissível com flambagem (σFL): 2 2 (LFL/i)C

σFL =  . σC .  3 (LFL/i)

... [kgf/cm2]

onde: σFL = tensão admissível com flambagem (kgf/cm

2); σC = tensão admissível à compressão (kgf/cm

2); (LFL/i) = grau de esbeltez (adimensional); (LFL/i)C = valor crítico do grau de esbeltez - correspondente ao limite de aplicabilidade da fórmula elástica (adimensional); LFL = comprimento de flambagem (m); i = raio de giração (m).

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3.4.2.3. Dimensionamento de peças comprimidas de secções simples Uma vez possuindo dados como: madeira a ser utilizada, altura de flambagem da coluna (LFL) e forma da secção transversal (S) podemos calcular o valor da tensão admissível a flexão com ou sem flambagem (σFL). Após este cálculo fica fácil determinar a secção (S) necessária para suportar uma determinada carga (P) ou a carga que uma dada secção pode suportar. A expressão utilizada é a seguinte:

P = S . σC ... [kgf]

PFL = S . σFL ... [kgf] onde: P = carga - esforço admissível à compressão sem flambagem (kgf); PFL = carga - esforço admissível à compressão com flambagem (kgf); S = área da secção transversal da coluna (cm2); σFL = tensão admissível com flambagem (kgf/cm

2); σC = tensão admissível à compressão (kgf/cm

2). Tabela 3.7. Esforços admissíveis de compressão axial “P" (Toneladas), em peças serradas de pinho-do-paraná de 2o categoria

Altura da Dimensões da secção da peça (cm) colunaEsbeltez 7,5 x 7,5 7,5 x 11,5 7,5 x15 7,5 x 23

(m) (3”x 3”) (3”x 41/2”) (3”x 6”) (3”x 9”) ≤ 0,90 12 2,9 4,4 5,7 8,7 1,00 13 2,7 4,2 5,5 8,4 1,10 15 2,6 4,1 5,3 8,1 1,20 16 2,6 3,9 5,1 7,8 1,30 17 2,5 3,8 4,9 7,6 1,40 19 2,4 3,6 4,7 7,3 1,50 20 2,3 3,5 4,5 7,0 1,60 21 2,2 3,3 4,4 6,7 1,70 23 2,1 3,2 4,2 6,4 1,80 24 2,0 3,1 4,0 6,1 1,90 25 1,9 2,9 3,8 5,8 2,00 27 1,7 2,6 3,4 5,2 2,10 28 1,5 2,4 3,1 4,7 2,20 29 1,4 2,2 2,8 4,3 2,30 31 1,3 2,0 2,6 3,9 2,40 32 1,2 1,8 2,4 3,6 2,50 33 1,1 1,7 2,2 3,3 2,60 35 1,0 1,5 2,0 3,1 2,70 36 0,9 1,4 1,9 2,9 2,80 37 0,9 1,3 1,7 2,7 2,90 39 0,8 1,2 1,6 2,5 3,00 40 0,8 1,2 1,5 2,3

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Tabela 3.8. Esforços admissíveis de compressão axial “P" (Toneladas), em peças serradas de peroba de campos de 2o categoria

Altura da Dimensões da secção da peça (cm) colunaEsbeltez 7,5 x 7,5 7,5 x 11,5 7,5 x15 7,5 x 23

(m) (3”x 3”) (3”x 41/2”) (3”x 6”) (3”x 9”) ≤ 0,90 12 5,1 7,9 10,3 15,8 1,00 13 4,9 7,5 9,7 14,9 1,10 15 4,6 7,0 9,2 14,2 1,20 16 4,3 6,6 8,6 13,2 1,30 17 4,0 6,2 8,1 12,4 1,40 19 3,8 5,8 7,5 11,5 1,50 20 3,5 5,3 6,9 10,6 1,60 21 3,0 4,7 6,1 9,3 1,70 23 2,7 4,1 5,4 8,3 1,80 24 2,4 3,7 4,8 7,4 1,90 25 2,2 3,3 4,3 6,6 2,00 27 2,0 3,0 3,9 6,0 2,10 28 1,8 2,7 3,5 5,4 2,20 29 1,6 2,5 3,2 4,9 2,30 31 1,5 2,3 2,9 4,5 2,40 32 1,4 2,1 2,7 4,2 2,50 33 1,3 1,9 2,5 3,8 2,60 35 1,2 1,8 2,3 3,5 2,70 36 1,1 1,6 2,1 3,3 2,80 37 1,0 1,5 2,0 3,1 2,90 39 0,9 1,4 1,9 2,8 3,00 40 0,8 1,3 1,7 2,7

Tabela 3.9. Esforços admissíveis de compressão axial “P" (Toneladas), em peças serradas de ipê-tabaco (ipê-amarelo) de 2o categoria

Altura da Dimensões da secção da peça (cm) colunaEsbeltez 7,5 x 7,5 7,5 x 11,5 7,5 x15 7,5 x 23

(m) (3”x 3”) (3”x 41/2”) (3”x 6”) (3”x 9”) ≤ 0,90 12 6,8 10,5 13,7 21,0 1,00 13 6,5 9,9 12,9 19,8 1,10 15 6,1 9,3 12,2 18,7 1,20 16 5,7 8,7 11,4 17,5 1,30 17 5,3 8,2 10,6 16,3 1,40 19 4,9 7,6 9,9 15,1 1,50 20 4,5 6,9 9,0 13,8 1,60 21 3,9 6,1 7,9 12,1 1,70 23 3,5 5,4 7,0 10,7 1,80 24 3,1 4,8 6,2 9,6 1,90 25 2,8 4,3 5,6 8,6 2,00 27 2,5 3,9 5,1 7,7 2,10 28 2,3 3,5 4,6 7,0 2,20 29 2,1 3,2 4,2 6,4 2,30 31 1,9 2,9 3,8 5,9 2,40 32 1,8 2,7 3,5 5,4 2,50 33 1,6 2,5 3,2 5,0 2,60 35 1,5 2,3 3,0 4,6 2,70 36 1,4 2,1 2,8 4,2 2,80 37 1,3 2,0 2,6 4,0 2,90 39 1,2 1,8 2,4 3,7 3,00 40 1,8 1,7 2,2 3,4

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Tabela 3.10. Esforços admissíveis de compressão axial “P" (Toneladas), em coluna roliças de pinho-do-paraná

Altura da coluna Diâmetro nominal (cm) (m) 10 12 14 16 18 20 22

2,00 2,9 4,7 6,9 9,5 12,6 16,0 19,9 2,20 2,6 4,4 6,6 9,2 12,2 15,6 19,4 2,40 2,2 4,1 6,3 8,8 11,8 15,1 19,0 2,60 1,9 3,9 5,9 8,4 11,3 14,7 18,4 2,80 1,6 3,3 5,6 8,1 11,0 14,2 17,9 3,00 1,4 2,9 5,3 7,7 10,5 13,7 17,4 3,20 1,2 2,6 4,7 7,3 11,1 13,3 16,9 3,40 1,1 2,3 4,2 7,0 9,7 12,8 16,4 3,60 1,0 2,0 3,8 6,4 9,3 12,4 16,0 3,80 0,9 1,8 3,4 5,7 8,9 11,9 15,4 4,00 0,8 1,6 3,0 5,2 8,3 11,5 14,9 4,20 - 1,5 2,8 4,7 7,5 11,0 14,4 4,40 - 1,4 2,5 4,3 6,8 10,4 14,0 4,60 - 1,2 2,3 3,9 6,3 9,6 13,4 4,80 - 1,1 2,1 3,6 5,8 8,8 12,8 5,00 - - 1,9 3,3 5,3 8,1 11,8 5,20 - - 1,8 3,1 4,9 7,5 11,0 5,40 - - 1,7 2,8 4,5 6,9 10,1 5,60 - - 1,5 2,6 4,2 6,4 9,4 5,80 - - - 2,5 3,9 6,0 8,8 6,00 - - - 2,2 3,7 5,6 8,2

Tabela 3.11. Esforços admissíveis de compressão axial “P" (Toneladas), em coluna roliças de eucalipto

Altura da coluna Diâmetro nominal (cm) (m) 10 12 14 16 18 20 22

1,80 5,2 9,1 14,0 19,7 26,5 34,1 42,7 2,00 4,2 8,3 13,0 18,6 25,2 32,7 41,1 2,20 3,4 7,1 11,9 17,4 23,9 31,2 39,5 2,40 2,9 6,0 10,9 16,3 22,5 29,8 37,9 2,60 2,5 5,1 9,5 15,1 21,2 28,2 36,3 2,80 2,1 4,4 8,2 13,9 20,0 27,0 34,7 3,00 1,9 3,8 7,1 12,1 18,6 25,4 33,1 3,20 1,6 3,4 6,3 10,7 17,1 24,0 31,5 3,40 1,4 3,0 5,5 9,5 15,1 22,5 30,0 3,60 1,3 2,7 4,9 8,4 13,5 20,6 28,4 3,80 1,2 2,4 4,4 7,6 12,1 18,5 26,8 4,00 1,0 2,2 4,0 6,8 11,0 16,7 24,4 4,20 - 2,0 3,6 6,2 9,9 15,1 22,1 4,40 - 1,8 3,3 5,6 8,9 13,8 20,2 4,60 - 1,6 3,0 5,2 8,4 12,6 18,5 4,80 - 1,5 2,8 4,7 7,6 11,6 17,0 5,00 - - 2,6 4,4 7,1 10,7 15,6 5,20 - - 2,4 4,0 6,4 9,9 14,4 5,40 - - 2,2 3,7 6,1 9,2 13,3 5,60 - - 2,0 3,5 5,6 8,5 12,5 5,80 - - - 3,2 5,1 7,9 11,6 6,00 - - - 3,1 4,9 7,4 11,0

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Tabela 3.12. Propriedades mecânicas e tensões admissíveis de algumas madeiras brasileiras

Tensões admissíveis Peças de 2o categoria (kgf/cm2) Nomenclatura

Massa específica (15% de umidade

Compressão simples (LFL/i ≤ 40)

Flexão simples

Cisalhamento longitudinal em vigas

Cisalhamen to paralelo às fibras nas ligações

Compressã o normal as fibras

Módulo de elasticida- de (flexão)

(g/cm3) (σC) (σb) (τ ) (τ) (σCN) (E) Aroeira do sertão 1,21 150,4 228,1 20,2 30,3 45,1 152.000 Ipê-roxo 0,96 138,0 231,0 14,5 21,7 41,4 165.000 Gonçalo-alves 0,91 126,0 181,0 18,9 28,3 37,8 141.000 Ipê tabaco 1,03 124,0 219,0 13,4 21,1 37,1 154.000 Eucalipto 1,04 104,0 172,0 16,6 24,0 30,0 136.000 Peroba-de-campos 0,72 93,0 148,0 11,7 17,6 27,9 120.000 Peroba-rosa 0,78 85,0 135,0 12,1 18,1 25,4 94.000 Pinho-do-paraná 0,54 51,0 87,0 6,5 9,5 15,4 105.000

EXERCÍCIOS 1. Um pilar de tijolo maciço assentado com argamassa de cal, tem 3 m de altura de recebe uma carga de 5.000 kg. Qual seria a secção transversal necessária para que o pilar podasse suportar carga esta carga? 2. Um pilar feito de tijolo ordinário com argamassa de cal possui uma seção 25 x 25 cm e altura 2,8 m. Qual é a carga que este pilar pode suportar? 3. Um pilar de concreto não armado, será realizado com altura de 2,9 m, no traço 1:2:4, e receberá uma carga de 8.000 kg. Qual será a secção transversal que este pilar deverá ter? 4. Os pilares indicados abaixo estão recebendo a carga de uma cobertura (estrutura principal, secundária e telhado) conforme mostra a figura. Sabendo que: a cobertura pesa 20.000 kg; que o aço utilizado para a confecção do pilara será o CA 25; que a resistência do concreto a compressão (fck) será igual a 40 kg/cm

2; e que o pilar terá uma altura de 3,5 metros. Dimensione a secção transversal deste pilar e a secção longitudinal e transversal dos ferros. 5. Um coluna de pinho-do-paraná , de secção retangular 7,5 x 23 cm e de 2,6 m de altura pode suportar uma carga de quantos quilos.

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BIBLIOGRAFIA BAÊTA, F. DA C. Resistência dos materiais e dimensionamento de estruturas para

construções rurais. Viçosa: Imprensa Universitária. 1990. 63p (Apostila). BUENO, C.F.H. Construções rurais. Lavras: Coopesal-ESAL. 1980. 209p. (Apostila). CARNEIRO, O. Construções rurais. 12. ed. - São Paulo: Nobel. 1985. 718p. CETOP - Centro de Ensino Técnico e Profissional à Distância, Ltda. Iniciação ao cálculo de

resistências. São Paulo: Gráfica Europam. 1984. 227 p. (Departamento Técnico do CEAC)

PFEIL, W. Estrutura de madeira. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Ed., 1989. 295 p.

ROCHA, A.M. DA Concreto armado. vol. 1. 21. ed. São Paulo: Nobel, 1985. 550p

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IV - VIGAS OBJETIVO: Identificar os diferentes tipos de cargas e apoios nas vigas, bem como

demonstrar o princípio básico para realização do dimensionamento das mesmas 4. VIGAS Com este item iniciamos uma das partes mais interessantes do cálculo de resistência: a determinação de secções de elementos submetidos a esforços de flexão (vigas), distinta dos elementos submetidos à compressão, com se fez até agora (fundações e pilares). • Vigas: são peças ou estruturas sólidas, apoiadas em um ou mais pontos com a finalidade de suportar as cargas das mais variadas maneiras. 4.1. Diferentes tipos de carga a que podem estar submetidas as peças que trabalham à flexão As que normalmente apresentam-se em construções são: Tabela 3.13. Tipos de carga a que podem estar submetidas as vigas

Tipo de carga Condição Representação Carga uniformemente distribuída

São as cargas que atuam com o mesmo valor (peso) sobre todo o comprimento da viga. Ex. carga de paredes, lajes, telhados, etc.

Q (kg/m)

Carga concentrada Carga que atua sobre determinado ponto da viga. Ex. pilar, viga descarregando sobre outra viga, cargas de tesoura sobre viga, etc.

P (kg)

Carga móvel Cargas que deslocam sobre diferentes pontos da peça. Ex. vigas que suportam gruas e outros elementos mecânicos de elevação ou de deslocamento.

P (kg)

Combinação de cargas

Ocorre quando uma viga é submetida a uma combinação das cargas citadas acima. Ex. vigas que suportam paredes e pilares, pontes, etc.

Q (kg/m) P (kg)

4. 2. Tipos de vigas conforme a maneira como se apóiam Consideradas as diferentes formas em que podem apresentar-se as cargas, numa peça submetida à flexão (vigas), vamos agora classificá-las, de harmonia com a forma como podem se apoiar:

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Tabela 3.14. Tipos de vigas conforme a maneira como se apóiam Tipo de apoio Condição Representação

Viga engastada em apenas um extremo

É o caso de uma viga engastada numa extremo de uma parede e tendo o outro extremo livre.

Viga apoiada

Tem os seus extremos livres e apoiados sobre outro elemento.

Viga engastada nos dois extremos

São vigas que têm os seus extremos engastados nas paredes ou noutro elemento de construção.

Viga engastada num extremo e apoiada em outro

Tem um extremo engastado numa parede ou outro elemento de construção e o outro extremo livre e apoiado.

4.3. Conceitos de resistência dos materiais

a) Centro de gravidade: é o centro da massa, ou seja, para um corpo, o centro de seu peso. A determinação do centro de gravidade pode se fazer graficamente ou por cálculo numérico. b) Momento resistente: Uma definição exata do momento resistente é a que estabelece este como sendo "a soma dos produtos das unidades de superfície pelo quadrado da sua distância ao eixo neutro (ou eixo da peça), dividida pela distância da fibra mais afastada ao referido eixo". Também podemos dizer, que o momento resistente à flexão é a capacidade de carga ou de resistência da secção da peça. a a = fibra tracionada na viga n n = eixo neutro c = fibra comprimida na viga c

Figura 3.13. Condições das fibras dentro de uma viga c) Momento de inércia

O momento de inércia define-se dizendo que é "a soma dos produtos das unidades de superfície pelo quadrado da distância ao eixo neutro". Ou dito de outra maneira, o momento resistente é igual ao momento de inércia, dividido pela maior distância ao eixo neutro. I

W =  z

... [cm3]

onde: W = momento resistente(cm3); I = momento de inércia (cm4); z = distância da fibra mais afastada do eixo neutro (cm).

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Esta é uma fórmula fundamental, pois nos dá o valor do momento resistente à flexão, ou seja, a capacidade de carga da secção de uma peça a partir do momento de inércia. Tabela 3.15. Momentos de inércia e resistência de alguma peças

Secção Momento de inércia - I (cm4)

Momento resistente - W (cm3)

b

x’ x h

b . h3

 12

b . h2



6

x’ x b = h

b4

 12

b3

 6

x’ x D

π . D4

 64

π . D3

 32

d) Momento É muito importante chegar a compreender nas forças o que é o momento. Chama-se momento de uma força em relação a um ponto ao produto dessa força pela distância ao ponto considerado. A distância é medida sobre a reta que passa pelo ponto e é perpendicular à força.

M = P . d ... [kgf . m] onde: M = momento de uma força (kgf . m); F = carga aplicada (kgf); d = distância (m).

e) Momento fletor Um momento fletor é, na realidade, um momento estático ou momento em geral que acabamos de definir, dando-lhe o nome de momento fletor quando se aplica a uma peça de construção (viga, viga mestra, laje, etc.), sempre que, pelas condições da sua situação e cargas se produz uma flexão na viga (dobra-se).

MFL = W . σadm kg . cm

MFL = Momento fletor (kg . cm); W = Momento Resistente (cm3);

σadm = Tensão admissível do material considerado (kg/cm2).

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4.4. Vigas biapoiadas Estas vigas tem somente dois pontos de apoio responsáveis à sustentação da própria viga e outras que estejam apoiadas sobre ela. Em seguida apresentamos abaixo: • As fórmulas para encontrar o momento fletor em conformidade com a forma de apoio das vigas e as cargas que sobre elas atuam; • O cálculo das reações de apoio, que irá depender do tipo de carga que esta apoiada sobre a viga e de como está disposta esta carga, sobre a mesma. Tabela 3.16. Momentos fletores máximos de vigas apoiadas e reações de apoio

Disposição das vigas Tipo de carga Momento fletor Reações de apoio Q L A B

Carga uniformemente distribuída por unidade de comprimento

Q . L2

 8

Q . L A=B= 

2

L/2 P L A B

Carga concentrada, aplicada no centro do vão

P . L

 4

P A=B= 

2

a P b L A B

Carga concentrada num ponto qualquer do vão

P . a (L - a)

 L

b A= 

L a

B=  L

a a a a a P P P P L A B

Número n par de cargas P, concentradas, atuando em pontos que dividem o vão em partes iguais

P.a.n.(n + 2)  8

P . n

A=B=  2

a a a a

P P P

L

A B

Número n ímpar de cargas iguais P, concentradas, atuando em pontos que dividem o vão em partes iguais

P.a.(n + 1)2



8

P . n

A=B=  2

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Tabela 3.17. Momentos fletores máximos de vigas engastadas nos dois extremos e reações de apoio

Disposição das vigas Tipo de carga Momento fletor Reações de apoio Q L A B

Carga uniformemente distribuída Q, por unidade de comprimento

Q . L2



12

Q . L

A=B=  2

L/2 P L A B

Carga concentrada P, no ponto médio da viga

P . L

 8

P

A=B=  2

a b P L A B

Carga concentrada P, num ponto qualquer

Se b > a P.a.b2 / L2

Se b<a P.a2.b / L2

P. b A = 

L P.a

B =  L

a b P L A B

Carga uniformemente distribuída Q, por unidade de comprimento, e outra P, concentrada, aplicada num ponto qualquer

Se b>a P.a.b2 Q.L2

 +  L2 12 Se b<a P.a2.b Q.L2

 + 

L2 12

Q.L P.b A =  +  2 L Q.L P.a B =  +  2 L

Tabela 3.18. Momentos fletores máximos de vigas engastadas num extremo e apoiadas noutro e reações de apoio

Disposição das vigas Tipo de carga Momento fletor Reações de apoio Q L A B

Carga uniformemente distribuída Q, por unidade de comprimento, sobre todo o vão

Q . L2



8

3.Q.L A = 

8 5.Q.L

B =  8

L/2 P L A B

Carga concentrada P, atuando no ponto médio do vão

3 . P . L

 16

5.Q.L A = 

16 11.Q.L

B =  16

a b P L A B

Carga concentrada P, atuando num ponto qualquer do vão

Se a< 0,586 . L P.a(2.L-a).b/2.L2

Se a>0,586 . L P.a2.(3.L-a).b/2L2

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V - LAJESOBJETIVO: Identificar e diferenciar lajes do tipo maciça e pré-fabricadas.5. LAJES Para suportar as cargas verticais transmitidas a um plano horizontal, comumente emprega-se como material o concreto armado ou o concreto armado associado a um outro elemento com a finalidade de diminuir o custo e o peso. A execução de placas com estes materiais, adequadamente dispostas sobre vigas ou paredes, tem a denominação de laje. Como as lajes não devem ter espessura superior a um limite imposto pela prática, os seus vãos devem ser também limitados e, por isso, colocam-se peças de maior altura, em geral dispostas em duas direções perpendiculares, que vão servir de apoio às lajes e se denominam vigas. As vigas repousando em um conjunto de vigas e formam a estrutura de cada pavimento. Para transmitir as cargas de um pavimento ou mais ao solo, dispõem-se de apoios verticais, podendo ser as paredes ou os pilares.

Figura 3.14. Laje repousando sobre viga

5.1. Classificação das lajes As lajes podem ser classificadas da seguinte forma: • Lajes maciças: cogumeladas, mista, homogênea, etc • Lajes Pré-fabricadas: piso e forro 5.2. Lajes maciças É uma estrutura maciça, constituída de concreto armado. A armação de ferro contida em seu interior pode, de acordo com os vãos, ser armada em cruz ou em apenas uma direção. 5.2.1. Verificação do tipo de armação

Maior lado ou vão de apoio da laje ly  = 

Menor lado ou vão de apoio da laje lx

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ly - Caso ly/lx 2,0 - a laje será armada em cruz lx (nas duas direções); - Caso ly/lx > 2,0 - a laje será armada apenas numa direção.

Figura 3.15. Lajes armadas em cruz e em apenas uma direção 5.2.2. Verificação da carga por metro quadrado (p):

A primeira operação do cálculo de uma laje é a determinação da carga que atua em cada metro quadrado, a qual se compõe das seguintes parcelas: a) Carga acidental (q’):b) Carga permanente (q): Peso próprio da laje (qPP): Peso do pavimento e revestimento (qPR): Peso das paredes (qP): 5.2.3. Momentos nas lajes

5.2.3.1. Momento nas lajes armadas em uma direção a) Lajes isoladas:b) Lajes contínuas: X1 X2 X3 M1 M2 M3 M4

3.16. Figura Distribuição dos momentos em lajes contínuas

5.2.3.2. Momento nas lajes armadas em cruz

a) Cálculo das lajes por meio de tabelas baseadas na Teoria da Elasticidade 5.2.4. Calculo da secção dos ferros

a) Verificação da altura da laje: b) Cálculo secção de ferro: Secção dos ferros (AS): M

AS = αo . d

... [cm2]

onde: AS = secção de ferro (cm

2); M = momento (kgm); αo = coeficiente αo tabelado (adimensional); d = altura útil da laje é h - 1 (cm).

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• Disposição dos ferros negativos dentro da laje o o o o

Figura 3.17. Disposição dos ferros negativos dentro da laje 5.2. Lajes pré-fabricadas

a) Constituição: • vigotas (palitos); . . Vista longitudinal Vista transversal • lajotas (tavelas).

Figura 3.18. Elementos constituintes de uma laje pré-fabricada

• As vigotas são peças estruturais em concreto armado, dimensionadas em função de cargas e vãos. São responsáveis pela estabilidade da laje. • Lajotas são em cerâmica (ou concreto) furada, tendo como finalidade dar maior leveza ao conjunto. A solidariedade do conjunto é assegurada pelos ferros de amarração e pelo capeamento.

b) Tipos de laje Pré-fabricada (aparentes ou não): • tipo forro; • tipo piso. 5.2.1. Critérios a serem observados na execução a) Disposição da vigotas: devem ser colocadas no sentido indicado pelo projeto estrutural ou pelo “croquis” ou desenho do fabricante. A tendência normal é de se colocar as vigotas no sentido do menor vão; vigotas parede

Figura 3.19. Disposição das vigotas dentro de um cômodo

b) Escoramento: o escoramento deve ser feito no sentido transversal aos palitos através de tábuas em espelho fixadas em escoras (ex. eucalipto, bambu, etc.). A distância entre as tábuas em espelho (apoio dos palitos) deve ser de no máximo 1,6 metros.

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As escoras dever ser bem encunhadas e apoiadas em terreno firme, de preferência no lastro impermeabilizante já concretado. vigotas parede escoramento

Figura 3.20. Escoramento das vigotas No escoramento deve-se prever as contra flechas indicadas pelo fabricante. É importante que se verifique também o nivelamento dos apoios. O escoramento não deve ser retirado antes de 10 dias do lançamento da laje; flecha 1,0 a 1,5 cm

Figura 3.21. Contra flechas numa laje

c) Posicionamento das lajotas: atenção no posicionamento de lajotas furadas para pontos de luz; d) Colocar tábuas: para andar em cima da laje; e) Arames de amarração: devem ser colocados no sentido transversal dos palitos (sobre eles), numa distância máxima de 50 cm; f) Colocação dos palitos: os palitos de lajes diferentes que apóiam numa mesma parede de meio tijolo devem ser colocas de forma alternada; g) Verificação: das instalações embutidas elétricas e hidráulicas; h) Molhar bem a laje antes do capeamento; i) Execução do capeamento: deve ser de concreto no traço 1: 2 ½:3 ou 1:3:3 (cimento, areia grossa e brita zero), na espessura de 2 a 3 cm sobre os palitos; j) Cura: deve ser feita durante pelo menos 4 dias; l) O revestimento do teto: deve ser feito somente após o término do telhado. capeamento (2 a 3 cm) vigotas ou palitos lajotas . . .. . . . . . o . o tábua 1,0 m escoras calço

Figura 3.22. Corte de uma laje pré-fabricada ainda com escoras

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EXERCÍCIOS 1. Conforme o esquema da viga abaixo contendo carga concentrada, determine as reações de apoio e o momento fletor máximo. P = 6.000 kg RA RB 1,5m 2,0 m

2. Conforme o esquema da viga abaixo contendo carga uniformemente distribuída, determine as reações de apoio e o momento fletor máximo. Q = 400 kg/m RA 4,0 m RB 3. Conforme o esquema da viga abaixo contendo carga concentrada e uniformemente distribuída, determine as reações de apoio e o momento fletor máximo. Supondo a viga de peroba-rosa, determine teoricamente, as dimensões de sua secção transversal? P = 400 kgQ = 200 kg/m RA 2,0 m 2,0 m RB BIBLIOGRAFIA BAÊTA, F. DA C. Resistência dos materiais e dimensionamento de estruturas para construções rurais.

Viçosa: Imprensa Universitária. 1990. 63p (Apostila). BUENO, C.F.H. Construções rurais. Lavras: Coopesal-ESAL. 1980. 209p. (Apostila). CETOP - Centro de Ensino Técnico e Profissional à Distância. Iniciação ao cálculo de resistências. São

Paulo: Gráfica Europam. 1984. 227 p. (Departamento Técnico do CEAC) PARETO, L. Resistência dos materiais. Tradutor: SOARES, J. de B. São Paulo: Hemus editora limitada,

1982. 180p. PFEIL, W. Estrutura de madeira. 5. ed. - Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Ed., 1989.

295 p. ROCHA, A.M. da Concreto armado. 21. ed. São Paulo: Nobel, 1985. 550p. TIMOSHENKO, S.P. Resistência dos materiais. Tradução: CARVALHO, J.R. de. Rio de Janeiro: Ao

Livro Técnico S.A., 1971. 451p.

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UNIDADE 7. COBERTURA DAS INSTALAÇÕES

OBJETIVO: Identificar para as coberturas as suas funções básicas, formas elementares

e especiais, composição, dimensionamento simplificado e processo de cobertura. INTRODUÇÃO A cobertura, parte superior da edificação que a protege das intempéries, é constituída por uma parte resistente (laje, estrutura de madeira, estrutura metálica, etc.) e por um conjunto de telhas com função de vedação (telhado), podendo apresentar ainda um forro e uma isolação térmica. 1. FUNÇÕES BÁSICAS QUE UM COBERTURA DEVE CUMPRIR Sendo a cobertura a parte superior das construções, destinado a dar-lhe proteção contra as intempéries, esta deve cumprir as seguintes funções básica: • Proteção das partes internas das construções; • Dar inclinação adequada, de acordo com o tipo de telha utilizada, para drenar águas pluviais; • Formar um "colchão de ar" entre o forro e a telha, possibilitando controle da temperatura interna, melhorando as condições de conforto térmico. 2. COMPONENTES DAS ESTRUTURAS DE SUSTENTAÇÃO DOS TELHADOS A estrutura é considerada como o conjunto de componentes ligados entre si, com a função de suportar o telhado. A estrutura é composta por uma armação principal e outra secundária. A estrutura principal pode ser constituída por tesouras, pontaletes ou por vigas principais sendo a estrutura secundária constituída pelas ripas, caibros e terças. Para estruturas metálicas e de madeira onde são assentadas telhas do tipo ondulada a estrutura secundária resumi-se basicamente em terças, frechais e pontaletes. 2.1. Estrutura secundária A estrutura secundária é um conjunto de componentes ligados entre si com a função de suportar o telhado, podendo ser constituída das seguintes peças: • Ripas: Peças de madeira pregadas sobre os caibros, atuando como apoio das telhas cerâmicas; Caibro: Peças de madeira, apoiadas sobre as terças, atuando por sua vez como suporte das ripas; Terças: Peças de madeira ou metálica, apoiadas sobre tesouras, pontaletes ou ainda sobre paredes, funcionando com sustentação dos caibros (caso das telhas cerâmicas) ou telhas onduladas (fibra de vidro, cimento-amianto, zinco, alumínio); Frechal: Viga de madeira ou metálica, colocada no topo das paredes com a função de distribuir as cargas concentradas provenientes de tesouras, vigas principais ou outras peças da estrutura. E comum , também, chamar de frechal a terça da extremidade inferior do telhado; Terça cumeeira: Terça da parte mais alta do telhado;

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Pontaletes: Peças dispostas verticalmente, constituindo pilares curtos sobre os quais apóiam-se as vigas principais ou as terças; Chapuz: Calço de madeira, geralmente de forma triangular, que serve de apoio lateral para a terça; Contra ventamento: Peça disposta de forma inclinada, ligando as tesouras com a finalidade de travar a estrutura. Esta disposição aumenta a estabilidade das tesouras, pois com o seu intermédio a uma maior resistência à ação lateral do vento. Terça cumeeira Caibros Terça Chapuz Ripas o o Frechal o o

Figura 4.1. Estrutura secundária de uma cobertura

Pontaletes Contra ventamento

4.2. Pontaletes e contra ventamento suportando uma cumeeira 2.2. Estrutura principal A estrutura principal é um conjunto de componentes ligados entre si com a função de suportar a estrutura secundária e o telhado, e como já dissemos anteriormente, pode ser constituída por tesouras, pontaletes ou por vigas principais. A tesoura e uma treliça de madeira ou metálica formada por barras ligadas pelas extremidades, formando um conjunto rígido. Os pontos de união das barras, denominados de nó da treliça, são admitidos rotulados, embora a ligação tenha alguma rigidez. As treliças planas denominam-se isostáticas quando os esforços nas barras podem ser determinados pelas três equações de equilíbrio da Estática. As treliças planas isostáticas podem ser de três categorias:

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a) Simples: formadas a partir de três barras ligadas em triângulo, juntando-se a estas duas novas barras para cada novo nó rotulado. Treliça ou tesoura Howe de Treliça ou tesoura tipo Howe um montante principal Treliça ou tesoura tipo Pratt Treliça do tipo Howe Treliça do tipo Pratt Treliça do tipo Warren

Figura 4.3. Treliças planas isostáticas simples

b) Compostas: formadas pela ligação de duas ou mais treliças simples por meio de rótulas ou barras birrotuladas;

Treliça Polonceau ou Fink Figura 4.4. Treliças planas isostáticas composta do tipo fink

c) Complexas: treliças isostáticas que não obedecem às regras de formação de treliças simples ou compostas. As treliças mais empregadas na prática são as simples e compostas. As treliças Howe apresentam as diagonais comprimidas e os montantes tracionados. Nas treliças Pratt, as diagonais são tracionadas e os montantes comprimidos. A treliça Warrem apresenta parte das diagonais comprimidas e parte tracionada. 2.2.1. Tesouras ou treliças do tipo Howe Uma vez que são as tesouras ou treliças simples do tipo Howe as mais empregadas nas instalações rurais, passaremos a partir de agora, a dar maior destaque a constituição, construção e dimensionamento deste tipo de estrutura. a) Denominação das peças: estas tesouras, sejam de madeira ou metálicas, são constituídas de barras que recebem designações próprias, quais sejam:

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g- Asa de andorinha c - Pendural a - Perna e - Mão-francesa d - Montante o o f - Escora o o b - Linha g - Estribo g - Grampo a) perna, asna, empena ou banzo superior; b) linha, tirante, tensor ou banzo inferior; c) pendural ou montante principal; d) montante ou suspensório; e) mão-francesa ou diagonal; f) escora; g) ferragens (grampo, asa de andorinha, estribo, parafusos).

Figura 4.5. Estrutura principal de uma tesoura do tipo Howe3. COMPONENTES DO TELHADO O telhado é a parte da cobertura constituída pelas telhas e peças complementares. Suas partes podem assim ser definidas: Cumeeira Rufo Espigão Tacaniça água Rincão Beiral

Figura 4.6. Partes componentes de um telhado Água: superfície plana inclinada de um telhado; Beiral: projeção do telhado para fora do alinhamento da parede; Cumeeira: aresta delimitada pelo encontro entre duas águas, geralmente localizado na parte mais alta do telhado; Espigão: aresta inclinada delimitada pelo encontro entre duas águas que formam um ângulo saliente, sito é, o espigão é um divisor de águas;

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Rincão: aresta inclinada delimitada pelo encontro entre suas águas que formam um ângulo reentrante, isto é, o rincão é um captador de águas (conhecido como água furtada); Rufo: peça complementar de arremate entre o telhado e um parede; Fiada: seqüência de telhas na direção de sua largura; Peças complementares: calhas, condutores, peças destinadas a promover a ventilação e/ou iluminação, componentes cerâmicos ou de qualquer outro material que permita a solução de detalhes do telhado; Tacaniça: água de um telhado em forma de triângulo, formada entre dois espigões. 3.1. Forma dos telhados O telhado pode assumir diversas formas, em função da planta da edificação a ser coberta. As formas fundamentais na constituição de um telhado são chamadas elementares e podem ser combinadas resultando várias outras formas mais complexas ou até mesmo especiais para uma determinada atividade específica.3.1.1. Formas elementares a) Telhado de meia-água ou uma água: É um telhado muito simples, constituído por uma única água. Neste caso não estão presentes nem a cumeeira, espigão e rincão;

Figura 4.7. Telhado de meia-água

b) Telhado de duas águas: Apresenta dois planos inclinados que se encontram para formar a cumeeira;

Figura 4.8. Telhado de duas águas c) Telhado de três águas: Além de ter dois planos inclinados principais, apresenta um outro plano em forma de triângulo que recebe o nome de tacaniça. Neste caso, além da cumeeira, o telhado apresenta dois espigões;

Figura 4.9. Telhado de três águas

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d) Telhado de quatro águas: Neste caso, teremos duas águas mestras e duas tacaniças.

Figura 4.10. Telhado de quadro águas

e) Formas complexas: As formas apresentadas acima são fundamentais na constituição de um telhado, as quais podem ser combinadas resultando várias outras formas mais complexas.

Figura 4.11. Telhado de forma complexa

3.1.2. Formas especiais Os telhados podem ter uma forma especial afim de obter algum tipo de vantagem, como por exemplo: melhoria da estética da construção, possibilitar maior ou menor iluminação interna, aproveitamento dos espaços internos, melhorar as condições do conforto térmico, etc. a) Lanternim: Usado em galpões para criação de animais, possibilitando melhor e mais rápida renovação do ar e abaixando a temperatura interna. O lanternim, deste que corretamente realizado, é bastante eficiente no controle da temperatura e renovação do ar; contudo, não tem sido muito utilizado nas construções dos galpões em geral porque encarece o custo da cobertura. A melhor alternativa, no momento, esta em elevar o pé- direito da construção, possibilitando assim, algum benefício no conforto térmico.

Figura 4.12. Telhado do tipo lanternim

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b) Mansarda: Telhados muito comum na América do Norte, permitindo o vão do telhado como depósito de feno.

Figura 4.13. Telhado do tipo mansarda c) Shed (dente de serra): Este tipo de cobertura é muito comum nas fábricas de grande ponte, permitindo a utilização da iluminação natural e melhor ventilação. Luz Calhas e condutores ar quente

Figura 4.14. Telhado do tipo shed d) Cobertura cônica (chapéu chinês): Na região sul e sudeste é mais utilizada para pequenas instalações com o objetivo estético. Na região norte do pais é muito utilizada na construção de galpões, casas, salões, barracões, etc.

Telhado do tipo cônico 3.2. Traçado dos telhados Para realização do traçado do telhado devemos seguir os seguintes passos: • A partir de um esboço da vista superior da instalação, formamos uma série de quadrados ou retângulos, como pode ser visto na figura 4.16.; • Pegamos o retângulo ou quadrado de maior largura e traçamos os espigões num ângulo de 45o e em seguida ligamos às duas tacaniças formadas, fazendo a linha da cumeeira. Quadrados ou retângulos de mesma largura terão cumeeiras com a mesma altura; • Após este passos, traçamos o restante dos espigões a 45o e as cumeeiras. No ponto de encontro entre os traços teremos os rincões e espigões. Do encontro de um cumeeira com um espigão será necessário um rincão; do encontro de uma cumeeira com uma água de um telhado será necessário dois rincões;

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maior retângulo espigão 45o tacaniça (A) (B e C) (C)

Figura 4.16. Traçado de um telhado

3.3. Inclinação dos telhados A fim de garantir a drenagem das águas pluviais, evitar o acúmulo de detritos e a indeslocabilidade das telhas os telhados devem ser executados com uma declividade ou inclinação adequada. A inclinação dos telhados varia com o tipo de telha, sendo maior para as telhas com canais de escoamento pequeno (telha francesa) e maior grau de embebimento. Assim as telhas de barro exigirão maiores inclinações que as cimento amianto, alumínio, fibra-de- vidro, zinco, etc. As inclinações mínimas e máximas para cada tipo de cobertura e a correspondência entre percentagem e ângulo são apresentados a seguir. Tabela 4.1.Inclinação mínima e máxima recomendada para os principais tipos de telha

Inclinação recomendada Tipos de telha Ângulo de inclinação Declividade (%)

mínima máxima mínima máxima 1. Telha francesa 18o 22o 32% 40% 2. Telhas colonial e paulista 11o 14o 20% 25% 3. Telhas romana e termoplan 17o 25o 30% 45% 4. Telha plan 11o 17o 20% 30% 5. Chapas de ferro galvanizado 10o 90o 18% − 6. Chapas de fibrocimento • Tipo canalete 2o 10o 3% 18% • Ondulada 10o 90o 18% − 7. Chapas de alumínio 10o 90o 18% − 8. Compensado 10o 90o 18% −

Telhado X Pendural α Y Metade do “L” da construção • Para encontrarmos a declividade em uma instalação ou desenho de uma cobertura: X

Declividade (%) = --------- . 100 Y

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• Para encontrarmos a ângulo de inclinação de uma instalação ou desenho de uma cobertura:

α = cotang (Declividade %/100) As declividades indicadas acima para as telhas de barro podem ser superadas, devendo-se nesse caso promover a amarração das telhas à estrutura de apoio; tal amarração deve ser feita com arames resistentes à corrosão (latão, cobre, etc.), utilizando-se para tanto furações inseridas em pontos apropriados das telhas durante o processo de fabricação. O esquema de fixação das telhas para declividades entre 45% e 100% consiste em fixar uma telha a cada 5 telhas assentadas. 4. COBERTURA COM ESTRUTURA DE MADEIRA A cobertura das estruturas de madeira se faz com materiais os mais diversos. Os mais comuns são as telhas de barro as quais podem se apresentar curvas (meio cano ou paulista), chatas ou planas (francesa ou tipo marcelha). Temos também as telhas de cimento, de ardósia, chapas de ferro galvanizadas, onduladas e de vidro. 4.1. Recomendações gerais quanto ao manuseio e estocagem dos componentes da cobertura • Com a finalidade de prevenir a contaminação da madeira no período de construção da obra, deve-se remover todas as fontes potenciais de infecção tais como entulhos, raízes e sobras de madeira que se encontrem nas proximidades. O terreno deve ser inspecionado e se forem encontrados ninhos de cupins, estes devem ser destruídos; • As espécies de madeira a serem empregadas devem ser naturalmente resistentes ao apodrecimento e ao ataque de insetos ou serem previamente tratadas; Não devem ser empregadas peças de madeira que: − sofreram esmagamentos ou outros danos que possam comprometer a segurança da estrutura; − apresentam alto teor de umidade, isto é, madeiras verdes; − apresentam defeitos como nós soltos, nós que abrangem grande parte da secção transversal da peça, fendas exageradas, arqueamento acentuado, etc.; − não se adaptam perfeitamente nas ligações; − apresentam sinais de deterioração por ataque de fungos ou insetos. • Todas as peças e componentes de madeira devem estar no local da obra antes do início da execução da estrutura, devendo ser estocada o mais próximo possível do local onde serão empregadas; • As peças e componentes de madeira devem ser manuseada com cuidado para evitar quebras ou outros danos; • Peças de madeira recebidas com alto teor de umidade (peças ainda “verde”) ou ainda impregnadas com preservativos solúveis em água, devem ser estocadas em galpões providos de aberturas e de forma a deixar espaços vazios entre elas, possibilitando uma ventilação eficiente. Caso as peças recebidas encontrem-se secas, devem ser estocadas em galpões e empilhadas de maneira a não deixar espaços entre as pilhas; • A estocagem de peças a céu aberto pode ser feita por períodos relativamente curtos, desde que: − as peças sejam colocadas sobre estrados, à pelo menos 30 cm do solo; − as peças sejam empilhadas de forma a permitir ventilação entre elas; − as pilhas estejam cobertas, isto é, protegidas das intempéries com lonas têxteis ou plásticas; • As peças de grandes comprimentos devem ser apoiadas adequadamente a fim de prevenir o empenamento das mesmas;

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• As superfícies de topo das peças de madeira da estrutura do telhado, expostas ao ambiente exterior, devem ser tratadas pela aplicação de pinturas impermeabilizantes, como por exemplo tinta a óleo ou esmalte sintético; podem ainda ser tratadas com óleo queimado; • As vigas de madeira empregadas como suportes para caixas d’água devem receber pintura impermeabilizante, com exceção daquelas constituídas por madeira cuja espécie não necessitam de tratamento contra fungos ou insetos; • Quando se tiver peça tratada e esta precisar ser cortada na obra, a superfície de corte deve ser novamente tratada ou pintada; • Os acessórios metálicos a serem empregados como pregos, parafusos e chapas de aço, devem ser protegidos contra corrosão; componentes que apresentarem sinais de corrosão, isto é, ferrugem, não devem ser empregados na estrutura.; • As telhas e as peças complementares devem ser manuseadas individualmente, com cuidado, para evitar quebras. Devem ser estocadas em terreno plano e firme o mais próximo do local onde serão empregadas; • As telhas devem ser armazenadas de preferência na vertical. Para telhas tipo francesa é recomendável também que as pilhas sejam cobertas com lonas; • A argamassa, quando empregada no emboçamento das telhas e das peças complementares (cumeeira, espigão, arremates e eventualmente rincão), deve possuir boa capacidade de retenção de água, ser impermeável, ser insolúvel em água a apresentar boa aderência com o material cerâmico. Consideram-se como adequadas as argamassa de traço 1:2:9 ou 1:3:12 (cimento, cal, areia) ou quaisquer outras argamassas com propriedades equivalentes. Não devem ser empregadas argamassas de cimento e areia, isto é, argamassa sem cal; • Todos os componentes necessários devem estar no local da obra antes do início da execução do telhado. 4.2. Cargas atuantes nas coberturas com telhas cerâmicas e onduladas Nos telhados com telhas cerâmicas, as telhas apóiam-se sobre as ripas, e estas sobre os caibros, e estes sobre as terças. As terças apóiam-se sobre os pontaletes, tesouras ou vigas do telhado que encarregam-se de transmitir a carga permanente e acidental da cobertura sobre os pilares, paredes ou vigas. As ripas, caibros e as terças são solicitadas à flexão e são dimensionadas como vigas. As telhas leves, tipo ondulada (cimento-amianto, zinco, alumínio, fibra-de-vidro, etc), apóiam-se no sentido do seu comprimento sobre as terças e estas sobre pontaletes, tesouras ou vigas de sustentação. As terças são solicitadas à flexão e são dimensionadas como vigas. Como subsídio ao projeto estrutural e tomando-se por base a maior massa e a máxima absorção de água admitida para as telhas cerâmicas, indica-se na tabela a seguir, o peso próprio das diferentes tipos de telhados e o número de telhas por m2. Tabela 4.2. Peso próprio dos telhados cerâmicos

Tipo de telhas

Número de telhas Peso próprio do telhado (kgf/m2)

(m2) Telhas secas Telhas saturadas Francesa 15 45 54 Romana 16 48 58 Termoplan 15 54 65 Colonial 24 65 78 Paulista 26 69 83 Plan 26 72 86

Obs.: • peso de uma cobertura completa de telha do tipo francesa: 150 kg/m2; • peso de uma cobertura completa de telha do tipo ondulada: 100 kg/m2; • sobrecarga devido a vento, carga de pessoas, etc.: 60 kg/m2.

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