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Guias e Dicas
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Trabalho de Sistemas, Trabalhos de Arquitetura

Trabalho de sistemas estruturais

Tipologia: Trabalhos

2011

Compartilhado em 05/09/2011

rdrigo-feitoza-2
rdrigo-feitoza-2 🇧🇷

4.8

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SISTEMAS ESTRUTURAIS
1. Subestruturas de Pisos e Painéis de Edifícios
Sem dúvidas a tendência atual em construções civis é a de aumentar os
vãos livres entre pilares. A revista Techne (Ed. 72 de 11 de março de 2003) traz
um artigo relacionando esta tendência nacional, e por que não mundial. É
lógico, que tal tendência está baseada principalmente no desenvolvimento de
novos materiais ou na melhoria das propriedades mecânicas dos materiais aço
e concreto.
Também tal mudança ou tendência, deve-se ao desenvolvimento de
novas tecnologias, ou ao aperfeiçoamento das técnicas construtivas com é o
caso da protensão tanto com aderência inicial como com aderência final.
É notório também, associado a este fenômeno, o surgimento e /ou
potencialização das alternativas como as lajes nervuradas e lajes cogumelos,
sem e com protensão.
1.1 Lajes Nervuradas
Como é conhecido, no caso do concreto armado, o concreto é
responsável pela absorção dos esforços de compressão oriundos da flexão.
ao aço é atribuída a função de absorver os correspondentes esforços de
tração. Admite-se, em geral, que o concreto tem pequena resistência aos
esforços de tração, e por isso, é geralmente desprezada a sua colaboração na
resistência a tais esforços.
Existe assim uma região de concreto que não colabora na resistência
aos esforços principais, é claro que essa zona é importante para garantir a tão
necessária aderência entre esses dois materiais. Tal região é considerada
inerte na resistência, e, portanto, poderá ser reduzida, diminuindo assim o peso
próprio da laje e da estrutura em geral.
Algumas décadas atrás era comum substituir parte do concreto
tracionado por material inerte mais leve, como é o caso de tijolos furados, de
placas de isopor, etc. Atualmente, com o desenvolvimento de formas de
materiais plásticos é possível usar formas de fácil remoção deixando
determinados espaços vazios na região tracionada.
O descrito anteriormente é um resumo da origem e do porquê das lajes
leves de concreto.
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SISTEMAS ESTRUTURAIS

1. Subestruturas de Pisos e Painéis de Edifícios Sem dúvidas a tendência atual em construções civis é a de aumentar os vãos livres entre pilares. A revista Techne (Ed. 72 de 11 de março de 2003) traz um artigo relacionando esta tendência nacional, e por que não mundial. É lógico, que tal tendência está baseada principalmente no desenvolvimento de novos materiais ou na melhoria das propriedades mecânicas dos materiais aço e concreto.

Também tal mudança ou tendência, deve-se ao desenvolvimento de novas tecnologias, ou ao aperfeiçoamento das técnicas construtivas com é o caso da protensão tanto com aderência inicial como com aderência final.

É notório também, associado a este fenômeno, o surgimento e /ou potencialização das alternativas como as lajes nervuradas e lajes cogumelos, sem e com protensão.

1.1 Lajes Nervuradas Como é conhecido, no caso do concreto armado, o concreto é responsável pela absorção dos esforços de compressão oriundos da flexão. Já ao aço é atribuída a função de absorver os correspondentes esforços de tração. Admite-se, em geral, que o concreto tem pequena resistência aos esforços de tração, e por isso, é geralmente desprezada a sua colaboração na resistência a tais esforços.

Existe assim uma região de concreto que não colabora na resistência aos esforços principais, é claro que essa zona é importante para garantir a tão necessária aderência entre esses dois materiais. Tal região é considerada inerte na resistência, e, portanto, poderá ser reduzida, diminuindo assim o peso próprio da laje e da estrutura em geral.

Algumas décadas atrás era comum substituir parte do concreto tracionado por material inerte mais leve, como é o caso de tijolos furados, de placas de isopor, etc. Atualmente, com o desenvolvimento de formas de materiais plásticos é possível usar formas de fácil remoção deixando determinados espaços vazios na região tracionada.

O descrito anteriormente é um resumo da origem e do porquê das lajes leves de concreto.

Para grandes vãos as espessuras de lajes que seriam necessárias tornam quase proibitivo seu uso, pois gerariam grandes volumes de concreto e seu corresponde grande peso.

As lajes nervuradas têm duas partes principais: 1- a mesa: que é a pequena camada de concreto comprimida. 2- os nervos: que são as regiões tracionadas onde é localizada armadura necessária de tração.

Em geral, as diversas normas mundiais permitem o cálculo das lajes nervuradas como se fossem maciças, desde que respeitados determinados critérios de espessuras e espaçamentos dos nervos.

A NBR6118/2004 fixa os seguintes critérios: a) A distância entre os eixos das nervuras não deve ultrapassar 110 cm, isto é:

l 0 +bw F 0A 3 110cm b) A largura das nervuras não deve ser inferior a 5 cm e a espessura da mesa, quando não houver tubulações horizontais embutidas, não deve ser menor que 3 cm nem que 1/15 da distância entre nervuras.

O valor mínimo de 3 cm para a espessura da mesa passa para 4 cm quando existires tubulações embutidas de diâmetro máximo 12,5 mm.

c) Não é permitido armadura de compressão em nervuras de largura inferior a 8 cm.

Peso total: 0,51 m 3 x 2,5 KN/m 3. Peso próprio: 1,27 /0,36 = 3,54 KN/m^2 Este peso corresponderia a uma laje maciça de 14,16 cm. Considerando um peso de 1KN/m^2 para revestimentos: q (^) q = 4,54 KN/m^2 q (^) p = 2,00 KN/m^2 q (^) t = 6,54 KN/m^2 Da tabela correspondente: com lx/ly = 0, M (^) x = 0,001x52,8x6,54x9,25 2 = 29,54 KNm/m M (^) y = 0,001x45,0x6,54x9,25^2 = 25,18 KNm/m R (^) x = 0,001x256x6,54x9,25 = 154,86 KN/m R (^) y = 0,001x270x6,54x9,25 = 163,33 KN/m Com os momentos e reações calculados acima: M (^) x = 0,60x29,54 = M (^) y = 0,60x25,18 = R (^) x = 0,60x15,486 KN/m = 9,29 KN/m R (^) y = 0,60x16,333 KN/m = 9,80 KN/m Para seção T com: b (^) w = 10 cm, d= 31 cm, d´= 3 cm, b (^) f= 60 cm e h (^) f = 5

cm:

A (^) sx = 1,88 cm^2 (2 barras de 12,5 mm) A (^) sy = 1,60 cm^2 (2 barras de 10 mm)

Como a distância entre eixos de nervuras é menor que 65 cm:

A (^) s mesa = 0,15 x hf = 0,15 x 5 = 0,75 cm 2

Verificação ao corte das nervuras:

V (^) dx = 9,29x1,4 = 13 KN V (^) dy = 9,80x1,4 = 13,72 KN

F 07 4 wdx = 13 KN/ (10cmx31 cm) = 0,0419 KN/cm (^2) = 0,419 Mpa F 07 4 wdy = 13,8 KN/ (10cmx30 cm) = 0,046 KN/cm (^2) = 0,46 Mpa

F 07 2 1x= 2,54 cm 2 /1031 = 0, F 07 2 1y= 1,57 cm 2 /1030 = 0,

F 07 4 rd = 0,038x(25)2/3=0,325 Mpa

K = 1,6-0,31 = 1,

F 07 4 wu1x = 1,29x(1,2+40x0,00790)x0,325 = 0,635 Mpa F 07 4 wu1y = 1,30x(1,2+40x0,00523)x0,325 = 0,595 Mpa

Como: F 07 4 wdx < F 07 4 wu1x F 07 4 wdy < F 07 4 wu1y

Não será necessária armadura de corte (estribos) nas nervuras.

1.3 EXEMPLO DE CÁLCULO DE LAJE NERVURADA EM UMA

DIREÇÃO

Dimensionar uma laje nervurada contínua de largura 7,00 m, os vãos de cálculos são 5,70 m e 6,80 m respectivamente.

Foi realizada a análise de cargas chegando-se a um valor total de 7KN/ m 2. (incluindo peso próprio e sobrecarga)

O concreto a ser usado tem fck de 20 Mpa, o aço é o CA-

Será necessária armadura de corte (estribos) nas nervuras (conforme visto para vigas).

Verificação da mesa: lo da mesa = 0,82m ::: M = ql^2 /8 = 0,588 KNm/m Com hf = 4 cm ::: d = 2,5 cm ::: As (^) mesa= 0,79 cm^2 /m (1F 04 6 4,2 c/ 20 cm)

2. Sistemas estruturais para grandes vãos em pisos e a influência na concepção arquitetônica

Figura 1: MASP - Arquiteto Lina Bo Bardi Foto AG Dentre os desafios que a engenharia de estruturas enfrenta, um dos maiores relaciona- se à concepção de sistemas seguros e economicamente viáveis para estabilizar grandes vãos projetados pela arquitetura. A maior aplicação dos grandes vãos acontece nas estruturas de pontes ou "obras-de- arte". Aparecem então estruturas caras e monumentais, aplicando o que há de mais atual em tecnologia dos materiais, modelos de análise e técnicas de execução. Porém, grandes vãos são também exigidos para estruturas de coberturas, pela necessidade de abrigar um elevado número de pessoas em ambiente sem divisórias, em teatros, auditórios e ginásios, podendo aqui serem aplicados sistemas leves, como as membranas tensionadas têxteis, as treliças tridimensionais de alumínio ou aço, e as cascas curvas finas de concreto armado ou argamassa armada, entre outros. A busca por grandes espaços em edificações está inserida em uma das mais importantes tendências que vêm orientando a evolução das técnicas de edificação dos últimos cem anos: a busca por maior flexibilidade. Havendo a necessidade de criar grandes vãos em pisos, possibilitando espaços com o mínimo de pilares ou outros elementos verticais, torna-se

necessária a concepção de sistemas suficientemente rígidos à flexão, aplicando-se materiais como o aço e o concreto protendido, procurando a otimização das seções das peças compostas destes materiais, visando continuar obtendo soluções as mais leves possíveis. Isso porque a palavra chave, quando tratamos de grandes vãos, é deformação.

2.1 Materiais estruturais para grandes vãos em pisos O progresso da engenharia está intimamente ligado ao progresso da ciência dos materiais, e o que vê-se é um incremento das resistências do aço e concreto ao longo dos anos, o que possibilita a diminuição das seções das peças estruturais, e a possibilidade de aplicação a vãos cada vez maiores.

Antigamente tinha-se o uso da pedra, nas construções egípcias e na Idade Média, e da madeira, no século XVIII, onde os vãos foram sendo incrementados. A partir da revolução industrial começaram a ser aplicadas as estruturas metálicas, com vantagens ao uso da madeira, devido a relação entre peso próprio e dimensões das peças estruturais, escassez da madeira, e pela suposição de que o ferro fundido fosse mais resistente a incêndios, elevando a segurança das edificações industriais. Com o advento do uso do ferro e posteriormente do aço, com a revolução industrial, até a invenção do concreto, estes materiais foram tendo suas propriedades melhoradas (resistência e elasticidade), e uso cada vez mais difundido.

2.2 Aço O aço é obtido do carvão mineral ou do minério de ferro, com retirada de impurezas e promoção de adições pela siderurgia. Tem elevada resistência, tanto à compressão quanto à tração.

As principais características de uma estrutura constituída por materiais metálicos são: qualidade homogênea, esbelteza das peças resistentes, precisão na fabricação e montagem, necessidade de proteção contra corrosão e incêndios.

Os perfis utilizados em obras civis são dos tipos: laminados, soldados, tubulares e conformados a frio. Os perfis soldados são obtidos pelo corte de chapas de aço, em qualquer espessura, e soldagem das mesmas, formando as seções desejadas, em praticamente qualquer composição. São os perfis utilizados em grandes estruturas metálicas, com altura de até 1,5 m ou mais, para vãos da ordem de 15 a 20 m, dependendo dos carregamentos.

2.3 Concreto de alto desempenho (CAD), armado e protendido O concreto, mistura de aglomerante com água e agregrados (miúdos e graúdos), desde o patenteamento do cimento Portland por Joseph Aspdin, em 1824, vem sofrendo sucessivos incrementos de resistência. Em 1931 a norma brasileira que regulamentava o uso do concreto nas obras civis indicava concretos com fck ≤ 12 MPa, sendo fck a resistência característica à compressão do concreto aos 28 dias. Na década de 1940 o fck utilizado era de cerca de 16

Aproveitando o que há de melhor em materiais estruturais economicamente viáveis, diversas soluções podem ser aplicadas visando estabilizar grandes vãos em pisos de edificações civis. Além de sistemas usuais, novas possibilidades podem ser projetadas, de acordo com a criatividade do arquiteto e a sua ousadia na determinação das formas arquitetônicas.

A importância do conhecimento das possibilidades estruturais, na concepção arquitetônica, reside na prévia análise das interferências das dimensões estruturais no pé- direito projetado, visando determinar a altura útil de maneira correta no projeto arquitetônico. Além disso, o aproveitamento da estrutura como linguagem estética da arquitetura só é possível com um projeto arquitetônico que demonstre a estrutura o mais fiel possível em relação ao resultado de sua execução, contemplando as soluções tecnológicas disponíveis para a sua concretização. Sob esse prisma, o trabalho conjunto de engenheiros de cálculo estrutural e arquitetos, no desenvolvimento do projeto arquitetônico, é fundamental.

2.5 Grelhas de vigas: metálicas, em concreto armado ou protendido As vigas, elementos lineares onde os esforços que atuam nos elementos solicitam a massa da seção transversal do elemento estrutural, estão entre os elementos mais utilizados em pavimentos de edifícios. Recebem cargas transversais ao eixo que as define e, por terem rigidez, podem transmiti-las aos apoios, sofrendo os esforços simples: flexão, cisalhamento, torção. Podem também absorverem esforços normais, de tração ou compressão, quando carregadas segundo a linha que define o eixo longitudinal.

Visando a utilização de vigas nos pavimentos de maneira a obter maiores distâncias entre apoios, estas são lançadas em sistema reticulado plano, denominado grelha, gerado pelo cruzamento rígido entre as vigas no plano do pavimento. Os reticulados podem ser ortogonais ou diagonais com relação às vigas periféricas; a disposição diagonal apresenta melhor comportamento, porém é de difícil execução. A Figura 3 demonstra as duas possibilidades. Para ser considerada grelha, quando feita em concreto armado ou protendido, as vigas devem ter espaçamento maior que 1,10 m entre eixos, segundo a Norma NBR6118/2003 – Projeto de Estruturas de Concreto, podendo o piso não ser colaborante na resistência das vigas (piso apoiado sobre a grelha).

Figura 3: Grelhas de vigas com disposição ortogonal e diagonal Para ter maior eficiência é ideal que as distâncias entre pilares sejam aproximadamente iguais nas duas direções, onde essa hipótese é válida até uma relação L < 2.l, sendo L = maior vão entre pilares, em uma direção, e l = menor vão entre pilares na direção ortogonal. Quando essa relação não é atendida, as vigas de maior comprimento, para que o sistema continue eficiente nas duas direções, devem ser adequadamente enrijecidas; senão, pode-se imaginar o sistema funcionando apenas na menor direção, com as vigas longitudinais podendo até serem mais espaçadas.

As grelhas podem ser executadas em aço, concreto armado ou concreto protendido. Sobre as vigas pode ser criada uma laje de concreto armado maciça moldada "in loco", protendida (para grandes vãos entre as vigas), ou colocada uma laje "steel deck". Lajes pré- moldadas em concreto armado e protendidas também são adequadas: laje alveolar ou seção "duplo T", usualmente. Os sistemas de vigas pré-moldadas constituem em ótima solução quando exige-se também rapidez de execução (para isso é necessária extrema modulação dos pilares). A independência do piso com relação à grelha de vigas permite a criação de domos, ou então de pisos de vidro, interessantes do ponto de vista arquitetônico.

As Figuras 4 mostra a cobertura da FAUUSP, em São Paulo, em sistema de grelha de vigas, contendo vigas de seção variável, projetada pelo arquiteto João Vilanova Artigas.

Figuras 4: Grelha de vigas da cobertura da FAUUSP, Arq. João Vilanova Artigas [LSI.USP]

2.6 Lajes nervuradas em concreto armado e protendido O mesmo reticulado de vigas pode ser feito, em concreto armado e protendido, considerando pequenos afastamentos entre os eixos de apoio, menores que 1,10 m, e levando em conta o piso como colaborante na resistência das nervuras à flexão. Este sistema é denominado de laje nervurada, e tem sua origem em 1854, quando William Boutland Wilkinson patentou um sistema em concreto armado de pequenas vigas regularmente espaçadas, onde os vazios entre as nervuras foram obtidos pela colocação de moldes de gesso, sendo uma fina capa de concreto executada como plano de piso, conforme Figura 5.

Figura 5: Laje nervurada patenteada por Wilkinson, Inglaterra, em 1854 [Lima] No sistema nervurado tem-se um alívio do peso próprio da estrutura e um aproveitamento mais eficiente dos materiais, aço e concreto, já que a mesa de concreto resiste aos esforços de compressão e a armadura os de tração, sendo que a nervura de concreto faz a ligação mesa-alma. Os vazios são obtidos com moldes plásticos removíveis ou então pela colocação de material inerte perdido, como por exemplo o isopor ou peças cerâmicas.

Pode-se ter, para as lajes nervuradas, painéis apoiados em vigas mais rígidas que as nervuras, num sistema chamado de convencional. Contudo, também são aplicadas em pisos de lajes sem vigas, conforme Figura 6, gerando assim um teto de espessura única, sem elementos abaixo da linha inferior das nervuras, o que é vantajoso na determinação das alturas livres internas dos compartimentos de uma edificação. Nesse caso tem-se o apoio diretamente no pilar, sendo necessário que a região em torno dos pilares seja maciça para absorver os momentos negativos que surgem no entorno dos pilares internos e resistir ao efeito de puncionamento, que é a tendência à perfuração da laje pelo pilar, que ocorre nessa regiões.

ser em tronco de pirâmide ou de cone). Este sistema é também denominado de laje cogumelo protendida e, com esse sistema, pode-se diminuir a espessura da placa fora da região do pilar.

A protensão das lajes geralmente é feita por meio de cordoalhas engraxadas de aço flexível colocadas dentro de tubos plásticos para não aderirem ao concreto, em um sistema de protensão denominado "sem aderência", onde o efeito da tração do cabo é transmitido por meio de ancoragens nas bordas da laje.

Abaixo tem-se a Figura 9, onde são apresentadas estruturas em lajes protendidas com e sem engrossamento junto aos pilares.

Figura 9: Lajes nervuradas maciças lisa e com engrossamento junto aos pilares

As lajes lisas sem vigas têm a espessura pré-dimensionada da seguinte maneira: h = l/ 30 a l/40, sendo h = altura da laje maciça e l = distância entre os pilares, em cm. As lajes cogumelo (com engrossamentos junto aos pilares) têm a espessura pré-dimensionada por: h = l/34 a l/44 (9).

Outra possibilidade de aplicação da laje protendida moldada "in loco" é a criação de vigas-faixa ligando os pilares, em uma ou duas direções. Esse recurso possibilita que, fora das faixas, a laje possa ter espessura menor que aquela obtida com uma laje de espessura constante. A Figura 10 mostra esse tipo de laje. Podem ter vãos máximos da ordem de 13 m, e têm o seguinte pré-dimensionamento para a laje: h = l/35 a l/45, sendo h = altura da laje maciça e l = distância entre os pilares, em cm. A faixa têm altura pré-estimada como hfaixa = l/18 a l/ 25, sendo hfaixa = altura da faixa maciça e l = distância entre os pilares, em cm (10).

Figura 10: Laje protendida maciça com vigas-faixa [Almeida Filho]

2.8 Sistemas com seção caixão em concreto armado e protendido As seções celulares são altamente resistentes à flexão, por possuírem grande inércia, e comumente aplicadas em pisos de pontes com grandes vãos. Este conceito também pode ser utilizado em estruturas de piso, possibilitando a criação do grande vão, além de possibilitar a existência de grandes balanços nas lajes.

Uma das maneiras mais usuais de aplicar os conceitos de seção celular, em pisos, é a configuração de lajes nervuradas com caixão perdido, ou seja, com mesas superior e inferior, obtidas pela colocação de um material inerte entre as duas camadas de laje (caixotes de madeira, blocos de isopor ou tubos circulares de papelão, por exemplo).

Nesse sistema o balanço pode ser implementado em função da mesa comprimida existente na face inferior, onde a nervura pode ser considerada como uma seção "I", diferente

de uma laje nervurada com capa apenas superior: nestas, na região de momentos fletores negativos (aqueles que tracionam em cima), não existindo a capa inferior, somente as seções retangulares das vigas deverão suportar à flexão, sem a colaboração da laje para a formação de seções "T" mais resistentes. Para o pré-dimensionamento destas lajes, em concreto armado, pode ser utilizado ábaco apresentado por Rebello.

Figura 11: Laje nervurada caixão-perdido [Dimibu]

3. Elementos Complementares

3.1 Elementos Estruturais Para que se possa realizar a concepção estrutural de um edifício, faz-se necessário conhecer os elementos estruturais que o constituem, bem como seu comportamento estrutural. Neste sentido, Vlassov [1962], classifica os elementos fundamentais baseado em um critério geométrico, ao qual pode ser associado o comportamento do elemento em função de sua posição na estrutura.

No critério geométrico é feita a comparação da ordem de grandeza das três dimensões características F 06 C 1 , F 06 C 2 e F 06 C 3 dos elementos estruturais, surgindo

a seguinte classificação: lineares, bidimensionais e tridimensionais.

Elementos lineares Os elementos lineares podem ser de seção delgada ou não.

a) Elementos de seção delgada - são os elementos que têm a espessura (b) muito menor quem a altura (h) da seção transversal e esta muito menor que o comprimento (^ F 06 C 1 ). Caracterizam-se como elementos de barra, como visto na figura 1.

b) Elementos de seção não delgada – são os elementos que têm a espessura (b) da mesma ordem de grandeza da altura (h) e estas bem menores que o comprimento (^ F 06 C 1 ). Caracterizam-se como elementos de barra, como visto na figura 1. Exemplos destes elementos estruturais são as vigas, os

eles, ou então agem como elementos de transição ao receberem cargas concentradas de pilares que neles se apoiam (figura 13). Posteriormente, as vigas distribuem as ações para os pilares ou, no caso das vigas de fundação, diretamente sobre as sapatas (fundação rasa) ou blocos de fundação (fundação profunda). No intuito de travar as duas direções de elementos de fundação como os descritos há pouco, as vigas têm seu papel garantido como visto na figura 14.

Figura 13. Viga de transição.

Figura 14. Blocos de fundação travados por vigas-baldrame.

b) Pilares Os pilares são responsáveis por receber os esforços provenientes de vigas e lajes e transmiti-los aos elementos de fundação. Os carregamentos das lajes podem ser transmitidos de maneira indireta (das lajes para as vigas e destas para os pilares) ou direta (das lajes para os pilares), sendo este último caso caracterizado no sistema estrutural de laje sem vigas

A associação de vigas e pilares visando a formação de uma estrutura plana, com solicitações coplanares, define o conceito de pórtico plano. Assim, com relação às ações horizontais atuantes nos edifícios, o sistema resistente é

constituído pelos pórticos verticais, pilares e vigas que, além de absorverem a ação do vento, contribuem para a estabilidade global do edifício. Deste modo, os pilares, devido à consideração de pórtico plano ou espacial, ficam submetidos a esforços de flexo-compressão e têm a ação da força cortante presente devido as ações horizontais.

Figura 15. Associação de vigas e pilares formando pórtico plano.

c) Tirantes As barras de concreto armado submetidas a tração simples são denominadas de tirantes. Sua segurança estrutural deve ser verificada levando- se em conta apenas a contribuição das barras de aço, pois no estado limite último a participação do concreto solicitado à tração é desprezada.

4.2 Elementos bidimensionais Os principais elementos bidimensionais são as lajes, as paredes estruturais, as vigas-parede e as cascas.

a) Lajes

As lajes, que são placas de concreto armado, são normalmente horizontais e, nas estruturas dos edifícios, responsáveis por receber as ações verticais – permanentes ou acidentais – atuantes nos pavimentos e coberturas. As lajes também respondem pela transferência das forças horizontais atuantes no edifício para os elementos de contraventamento (pórticos e núcleos resistentes), mediante esforços atuando no plano do pavimento, conferindo-lhe comportamento de chapa. Esta forma de transferência de forças é denominada de efeito diafragma. Deve-se observar que, em edifícios usuais, as lajes consomem em torno de 50% do volume total de concreto empregado. Talvez por isto, existem várias maneiras de se executar e conformar lajes em concreto armado, com o objetivo de atender a questões econômicas, de eficiência estrutural e de facilidade de execução. Sendo assim, as lajes apresentam-se maciças (com ou sem vigas)

c) Vigas-parede A NB-1/78 define vigas-parede como estruturas laminares planas verticais apoiadas isoladamente, isto é, têm apoios discretos – blocos de fundação, sapatas ou pilares, com altura total no mínimo igual a metade do comprimento do vão no caso de vigas-parede de um tramo simplesmente apoiado. No caso de contínua a altura total deve ser no mínimo igual a 0,4 do vão (figura 19). Exemplo de vigas-parede são as paredes de reservatórios. No entanto, deve-se notar que este elemento também possui dupla função: recebe as reações das lajes de tampa e de fundo (efeito de chapa) e contém o empuxo de água (efeito de placa). Com isso, o projeto de estruturas deverá superpor os efeitos e, portanto, a parede do reservatório terá a segurança verificada como placa e chapa. A armadura também deverá atender as duas situações.

Figura 19. Da esquerda para a direita: viga-parede simplesmente apoiada: h F 0B 3 0,5 F 06 C ; viga-parede contínua: h F 0B 3 0,4 F 06 C ; viga-parede em balanço: h F 0B 3 0,8 F 06 C.

5. Estruturas de transição

No caso de edifícios, pode ocorrer uma incompatibilidade entre a posição dos pilares em dois pavimentos diferentes. Essa situação pode existir em função de diferenças no leiaute dos pavimentos, como é o caso nos edifícios residenciais, que possuem garagem e pavimento tipo. Nesses casos, utiliza-se uma estrutura de transição como a mostrada na Figura 20.

As estruturas de transição, na grande maioria das vezes, são caras e de grande responsabilidade estrutural. Portanto, deve-se procurar conceber o arranjo estrutural de forma a minimizar sua ocorrência.

Figura 20 - Viga de transição

5.1 Vigas

As vigas são os elementos da estrutura que recebem as reações das lajes, e eventualmente de outras vigas, e as transmitem para os pilares. São

elementos geralmente horizontais, sujeitos a cargas transversais ao seu eixo longitudinal, trabalhando essencialmente à flexão.

Figura 21- Vigas embutidas na parede.

As vigas numa estrutura de concreto armado podem ser revestidas ou aparentes. Para edifícios residenciais e comerciais, com freqüência opta-se por esconder a estrutura, ou seja, o revestimento cobre as vigas e pilares. Nesses casos, a largura das vigas depende da espessura das paredes.

  • paredes externas com 25 cm 2 1D 2vigas com 20 cm
  • paredes externas com 15 cm 2 1D 2vigas com 12 cm
  • paredes internas com 15 cm 2 1D 2vigas com 10 a 12 cm Em geral, vigas aparentes em locais de mudança de ambiente não ferem a estética.

Há alguns anos atrás, era comum projetar vigas em quase todas as posições de paredes, o que levava a um grande consumo de fôrmas. Atualmente, dado ao custo das fôrmas e à agilidade construtiva, é comum se considerar paredes descarregando seu peso próprio diretamente sobre lajes, o que conduz a estruturas menos recortadas, lajes maiores e menos vigas.

As vigas não precisam descarregar diretamente sobre pilares, podendo existir apoio de viga sobre viga. A viga de maior altura, sendo a de menor vão, tem rigidez muito superior àquela de menor altura, de modo que a menor se apóia na maior, denominada viga principal.

Um dos aspectos a ser levado em consideração para definir o afastamento entre dois pilares é a altura que a viga que se apóia neles vai assumir, tomando-se os devidos cuidados quanto à verificação da dimensão desses elementos sobre as aberturas em geral.

A posição mais comum das vigas nas estruturas de concreto armado é sob as lajes.

Todavia pode-se construir a viga sobre a laje ou com a laje passando por seu intermédio.