ESTUDO COMPARATIVO ENTRE LAJE MACIÇA CONVENCIONAL E LAJE NERVURADA

D. Sc. Adonai Gomes Fineza Prof. Rômulo Vieira ______________________________________ Prof. M. Agradeço aos meus irmãos Lucas e Luana, pelo companheirismo, amor e amizade, obrigado por sempre estarem ao meu lado. À minha amiga e namorada Flávia, que sempre esteve ao meu lado, sendo compreensiva e incentivadora em todos os momentos. Aos meus avós, em especial meu companheiro e amigo vô Juju, por sempre estar ao meu lado. Aos meus tios, em especial a minha tia Juliana, pelo amor e confiança. À toda minha família e amigos que torceram por mim, meu muito obrigado. CONCLUSÃO 27 REFERÊNCIAS 28 LISTA DE FIGURAS Figura 1- Alguns tipos de lajes como conhecidas no mercado. Figura 2 – (a) confecção da forma de madeira e escoras e (b) laje maciça final. Figura 3 - Relação entre as lajes protendida e convenc.

em relação ao vão. Figura 4 – Esquema da primeira laje nervurada patenteada por William Boutland Wilkinson, Inglaterra, em 1854. Figura 17 – Comparativo de custo entre laje convencional e laje nervurada, levando em conta os mesmos parâmetros de avaliação. Figura 18 - Enchimento usado em laje nervurada: blocos cerâm. ou de concreto. Figura 19 – Enchimento usado em laje nervurada: blocos de EPS. Figura 20 - Enchimento usado em laje nervurada: caixotes reaproveitáveis. Comparative study between conventional solid slab and ribbed slab. Monograph, Faculty of Sciences and Technology of Viçosa - FACISA / UNIVIÇOSA, Viçosa / 2017, Advisor Alex de Freitas Bhering Cardoso. The search for new ideas and technologies has become indispensable in the construction industry due to the wide competition and the challenges that engineering and architecture provide. When developing a project a very careful choice should be made of the building systems to be used.

The slab is one of these constructive elements, which when well designed then makes the project more functional, more economical and even prominent in the market. A escolha do sistema estrutural mais adequado para um determinado pavimento, assim como a definição do processo construtivo a ser utilizado, deve ser feita considerando alguns parâmetros básicos: finalidade da edificação; projeto arquitetônico; cargas de utilização; tamanho dos vãos a vencer; disponibilidade de equipamentos, materiais e mão-de-obra; custos e interação com os demais subsistemas construtivos da edificação. torna imprescindível um estudo mais detalhado da estrutura que será utilizada, pois dependendo da redução dos materiais empregados e da quantidade de pavimentos, poderá proporcionar vantagens econômicas e financeiras consideráveis, sendo não somente pelo lado da economia de materiais, mas também pela rapidez do método construtivo (ARAÚJO, 2008, p.

Nos edifícios de vários pavimentos, as lajes respondem por elevada parcela do consumo de concreto. Por esta razão, torna-se oportuno o estudo aprofundado dos critérios de escolha dos tipos de laje a serem empregadas nos edifícios de vários pisos, tendo em vista a obtenção de soluções técnicas e economicamente otimizadas para o projeto em si. OBJETIVOS 2. Também são conhecidas como elementos de superfície ou placas. Dentre as ações que são aplicadas em uma construção, as lajes propõem-se a receber boa parte delas, por exemplo, de pessoas, dos móveis, pisos, paredes, e demais cargas presentes devido ao espaço arquitetônico que oferece. As ações são distribuídas na área das lajes e distribuídas linearmente ou por forças concentradas.

Em outras situações pode acontecer também de essas ações ocorrerem na forma de fletores aplicados geralmente nas bordas das lajes (BARRETO, 2012). As lajes podem ser classificadas segundo diferentes critérios. A seguir serão apresentadas as lajes maciça e nervurada, suas características, alguns exemplos e fotos de cada. Antes será conceituada a laje protendida, para situar o leitor quanto às lajes maciças protendida e nervuradas protendida. LAJES PROTENDIDAS A laje protendida permite maiores vãos entre os pilares, o que deixa o espaço ainda assim seguro, mas mais aberto e com maior aproveitamento do espaço. São lajes armadas com cordoalhas, mais resistentes à tensões. Na construção, a protensão ajuda a resolver problemas de deformação. Quanto à aplicação, são comumente encontradas em edifícios de diversos pavimentos e em construções como indústrias, hospitais, escolas e outros.

São considerados cinco tipos de lajes maciças:  • Convencionais: são as mais comuns, apoiadas em vigas. Podem ser armadas em telas soldadas ou aço solto. São geralmente utilizadas em vãos e projetos menores, como em reformas residenciais. • Maciças convencionais: utilizadas em grandes vãos; apoiam-se diretamente nos pilares, reduzindo a quantidade de vigas, que podem até ser eliminadas. Os apoios podem ser constituídos por vigas ou por alvenarias, sendo predominante nos edifícios residenciais (ARAÚJO, 2003; BARRETO, 2012). Uma característica marcante de aplicação da laje maciça está em se utilizá-la “[. para pequenos vãos, pelo menos no estado limite último, boa parte do concreto da laje maciça pouco contribui na resistência à flexão, pois geralmente a linha neutra tem pequena profundidade, resultando em uma grande quantidade de concreto tracionado (CARVALHO, 2009, p.

Outras características residem na simplicidade e rapidez de sua execução, e a pouca deformação e esforços relativamente pequenos que apresentam (CARVALHO, 2009). Os limites mínimos para a espessura estabelecidos pela NBR 6118:2014, Projeto de estruturas de concreto – Procedimento, para as lajes maciças são apresentados a seguir (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2014): a) 5 cm para lajes de cobertura não em balanço; b) 7 cm para lajes de piso ou de cobertura em balanço; c) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN; d) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN; e) 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas , L/42 para lajes de piso biapoiadas e L/42 para lajes de piso contínuas; f) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo.

Esse sistema em concreto armado consistia de pequenas vigas regularmente espaçadas, tendo os vazios entre as nervuras sido obtidos ao se inserir moldes de gesso, utilizando-se uma fina capa de concreto realizada como plano de piso, como mostra a Figura 4 (DIAS, 2004). Figura 4 – Esquema da primeira laje nervurada patenteada por William Boutland Wilkinson, Inglaterra, em 1854. Fonte: Dias, 2004. Nos dias atuais são definidas como, [. um sistema estrutural onde se procura afastar o concreto da seção transversal da linha neutra, aumentando a altura da laje, o que proporciona um maior braço de alavanca, formando um conjunto de nervuras, em uma ou em duas direções, com espaçamentos uniformes entre si (CARVALHO, 2009, p. Outra situação é quando os painéis são aplicados em pisos de lajes sem vigas, como mostra a Figura 6 (a).

Isso gera um teto de espessura única, sem elementos abaixo da linha inferior das nervuras, com apoio diretamente no pilar. Para que o efeito de puncionamento e momentos negativos que são gerados ao redor dos pilares internos sejam superados, é necessário que a região dos pilares seja maciça. As Figuras (b) e (c) apresentam uma das variações obtidas pela protensão às lajes nervuradas, com faixas maciças embutidas ou não na espessura da laje nervurada, ligando os pilares periféricos e centrais em uma ou duas direções. Figura 6 – Lajes nervuradas sem vigas, (b) com vigas-faixa em uma direção e (c) com vigas-faixa em duas direções. A protensão das lajes nervuradas maciça geralmente é feita por meio de cordoalhas engraxadas de aço flexível.

Essas cordoalhas são inseridas dentro de tubos plásticos para não aderirem ao concreto (protensão sem aderência), em que o efeito da tração do cabo é transmitido por meio de ancoragens nas bordas da laje (DIAS, 2004). Figura 7 – (a) Laje nervurada maciça lisa e (b) com engrossamento junto aos pilares. Fonte: Dias, 2004. Uma característica de outro tipo de laje é a possibilidade de ser uma laje protendida moldada no local e com a presença de vigas-faixa, conforme a Figura 8. A Figura 9 apresenta um esquema de uma laje moldado no local. Essas lajes são usadas em grande escala por serem consideradas mais viáveis economicamente que as maciças, além de permitirem uma estrutura mais leve. Figura 9 – (a) esquema de estrutura da laje nervurada moldada in loco, (b) exemplo de estrutura modular apoiadas em escoramento metálico e tubular.

Fonte: Tenório, 2014; Schwetz, 2013. Já a Figura 10 apresenta uma fotografia de lajes moldadas no mesmo local com nervuras (a) unidirecional e (b) bidirecional. As nervuras são ortogonais entre si e paralelas à direções das bordas de contorno; além disso apresentam a mesma distância entre eixo para as duas direções (TENÓRIO, 2014). Existe na laje bidirecional uma malha reticulada que, envolvida em concreto,suporta as sobrecargas. Essa malha é formada pelas armaduras longitudinais e transversais. Supondo que a laje seja retangular, ela será envolvida por quatro vigas ligadas à quatro apoios, e o encontro de duas vigas existirá um apoio que é o pilar. Assim, a ordem em que ocorre o descarregamento de esforços será:das lajes para as vigas, das vigas para os pilares e dos pilares às fundações (BARRETO, 2012).

Em outro trabalho foi encontrado uma relação de consumo de aço e concreto entre as lajes com nervura unidirecionais e bidirecionais. Concluiu-se que as primeiras são mais econômicas quando a relação entre o maior lado e o menor lado () são maiores ou iguais a 1,4 (TENÓRIO, 2014). O mesmo autor em trabalho publicado em 2009 apresentou uma série de conclusões mais específicas. Dentre elas faz uma crítica aos projetos que poderiam utilizar lajes convencionais - pois possuem valores de () maiores que 1,7 (menores deformações), e por esse motivo são adequadas para serem armadas em uma direção e com pavimentos de geometria que indica esforços unidirecionais – mas ainda assim fazem o uso de lajes bidirecionais. Essa escolha pode não ser tão certeira assim, pois em seus estudos, considerando-se  entre 1,0 e 2,6, verificou-se que as lajes nervuradas unidirecionais apresentaram melhores resultados com flechas menores, considerando tanto a análise linear como a não linear (exceto para  = 1,0).

A inserção dessas nervuras permite a introdução de armaduras passivas ou cordoalhas para a protensão tridirecional. Figura 11 – Lajes tridimensionais: (a) bidirecional convencional, (b) com fôrmas giradas em 45°, (c) com fôrmas giradas em 45° e com inserção de armaduras. Fonte: Bonafé, 2017. A Figura 12 apresenta com mais detalhes um esquema de uma laje nervurada tridirecional, bem como uma fotografia mostrando o posicionamento das nervuras e a distribuição das armaduras passivas e das cordoalhas engraxadas. Nesse sistema, ocorrerá uma modificação de conceito, pois as lajes irão transferir parte seus esforços diretamente nos pilares e estes irão transferir às fundações, sendo as vigas estruturas de apoio para apenas parte do carregamento. As lajes nervuradas também podem ser do tipo pré-moldadas. Podem ser lajes com vigotas pré-moldadas, nervuradas com tablados e com fôrmas plásticas (BONAFÉ, 2017).

As vigotas pré-moldadas compõe as nervuras (fazem o papel das nervuras) e os elementos de enchimento, que são colocados por cima dos elementos pré-moldados, e também de concreto moldado no local. Podem ser maciças ou treliçadas, e possuem abas laterais inferiores de apoio para o material de enchimento (LAJES, 2009). Têm-se utilizado muito o sistema de lajes nervuradas com vigotas treliçadas e blocos de poliestireno expandido, para a construção de edifícios de qualquer tipo. Seu uso exige desmoldantes iguais aos empregados nas lajes maciças (LAJES, 2009). A qualidade do acabamento do concreto com a fôrma plástica é excelente, e também permite a liberdade na geração de layouts diversificados já que as vigas ficam embutidas. A tecnologia do uso de fôrma plástica elimina o uso de concreto celular, blocos de concreto, tijolos cerâmicos e poliestireno expandido.

Para a montagem das fôrmas existem dois processos: (1) as fôrmas ficam apoiadas sobre painéis de compensado; e (2) as fôrmas com abas mais curtas são apoiadas diretamente sobre escoras e nesse caso o painel de compensado é eliminado. A Figura 14 apresenta um esquema das fôrmas com diferentes abas e as Figuras 15 (a) e (b) apresentam, respectivamente, a disposição de fôrmas de quatro e duas abas na elevação. De forma didática Narciso (2010) apresenta a economia de uma laje nervurada em relação à laje maciça, Figura 16. Nota-se pelo esquema que, considerando-se os mesmos parâmetros de área, a laje nervurada apresenta uma economia no consumo de aço de -42% e de concreto de -29%, confirmando a sua eficiência. Figura 16 – Comparação de consumo entre laje (a) maciça e (nervurada).

Fonte: Narciso, 2010. Porém, em um estudo realizado pela construtora Altana para um edifício-garagem, foi verificado que nem sempre a laje nervurada pode sair em vantagem à laje maciça convencional (REIS, 2010). Possuem alta capacidade de isolamento térmico e bem superior ao de concreto maciço. Entretanto, seu peso alto específico é acaba o limitando como um material de enchimento. Os blocos de poliestireno expandido (EPS) têm sido muito aplicados em vigotas treliçadas pré-moldada. Entre suas características estão: permitem realizar teto plano; facilitam o corte com fio quente; resistem às montagens das armaduras e de concretagem com boa vedação; possuem baixo coeficiente de absorção favorecendo a cura do concreto moldado in loco; possuem módulo de elasticidade baixo e assim boa distribuição de cargas; são isolantes termo-acústicos.

Outro tipo de enchimento são as fôrmas geralmente de polipropileno ou metal. Uma série de suas vantagens é listada a seguir (TENÓRIO, 2009; LAJE, 2017). • Permitem a liberação de grandes vãos, eliminando a presença de pilares da malha estrutural e vigas, que liberam, consequentemente, mais espaço – o que é muito vantajoso em garagens, por exemplo, onde os pilares por vezes dificultam as manobras. • São versáteis e por isso podem ser utilizadas em edificações comerciais, residenciais, educacionais, hospitalares, garagens, clubes e muitos outros. • Em relação à maciça apresentam um menor custo uma vez que na região tracionada deixa de haver concreto e aço devido às nervuras da laje, além de que essas nervuras reduzem a ferragem para a instalação da laje, o que uma maciça por mais alto que fosse e com a mesma inércia exigiria; • Permitem uma maior economia também devido à racionalização do uso de telas para a armadura de distribuição, por exemplo; • Possuem menor índice de fôrmas, devido ao uso de elementos inertes, ou de fôrmas industrializadas; • Possuem maior facilidade na distribuição das cargas, pela possibilidade da colocação desejada das nervuras, através dos sistemas de fôrmas e cimbramentos para lajes nervuradas, com uso de cubetas plásticas, disponíveis no mercado; • Possuem menores deformações devido à boa flexão a rigidez da laje; • Permitem obras mais limpas por necessitarem de menos fôrmas; • Garantem a durabilidade e a segurança no local, visto que é altamente segura e não sofre o perigo de corrosão precoce.

Embora as suas desvantagens sejam menores, também são importantes de serem consideradas no projeto de concepção de lajes. Entretanto, em alguns casos esta acaba não sendo o sistema mais indicado, pois o consumo de materiais, todo o processo de execução com mão de obra especializada e a exigência de maior tempo de execução trariam um maior custo. Este trabalho mostrou a importância do estudo de novas tecnologias para a execução de edifícios, mas sem deixar de lado as tecnologias mais antigas, pois assim é possível indicar aquela mais adequada para cada caso. Ademais, contribui para a consulta dos alunos que estão iniciando o estudo de lajes no curso de construção civil. REFERÊNCIAS APRENDA PRO. Qual a diferença entre os tipos de lajes maciça, protendida e nervurada? 25 de jul de 2013.

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