AULA A TIPOS DE LAJES - PDF
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Fernanda Gabeira Igrejas
1 AULA A TIPOS DE LAJES INTRODUÇÃO Lajes são partes elementares dos sistemas estruturais dos edifícios de concreto armado. As lajes são componentes planos, de comportamento bidimensional, utilizados para a transferência das cargas que atuam sobre os pavimentos para os elementos que as sustentam. As principais ocorrências de lajes incidem nas estruturas de edifícios residenciais, comerciais e industriais, pontes, reservatórios, escadas, obras de contenção de terra, pavimentos rígidos de rodovias, aeroportos, dentre outras [3]. No caso particular de edifícios de concreto, existem diversos métodos construtivos com ampla aceitação no mercado da construção civil. A seguir, serão apresentados os principais sistemas estruturais de pavimentos de concreto armado (ou protendido) utilizados pela grande gama de profissionais que atuam no âmbito da engenharia estrutural. LAJES MACIÇAS São constituídas por peças maciças de concreto armado ou protendido. Foi, durante muitas décadas, o sistema estrutural mais utilizado nas edificações correntes em concreto armado [2]. Graças a sua grande utilização, o mercado oferece uma mão-de-obra bastante treinada. Este tipo de laje não tem grande capacidade portante, devido a pequena relação rigidez/peso. Os vãos encontrados na prática variam, geralmente, entre 3 e 6 metros, podendo-se encontrar vãos até 8 metros. Dentro dos limites práticos, esta solução estrutural apresenta uma grande quantidade de vigas, o que dificulta a execução das fôrmas. Estruturalmente, as lajes são importantes elementos de contraventamento (diafragmas rígidos nos pórticos tridimensionais) e de enrijecimento (mesas de compressão das vigas T ou paredes portantes) [3]. Figura A.1 Laje maciça Figura A.2 Laje maciça e blocos de transição Na Figura A.2 observa-se uma laje maciça apoiada sobre vigas e blocos de transição (requerido devido a mudança de seção do pilar de retangular para circular). Esta solução permite uma grande versatilidade geométrica das peças constituintes da edificação uma vez que são moldadas in loco. A maior desvantagem neste tipo de solução estrutural é a necessidade de execução de uma estrutura de cimbramento (fôrmas), tornando-a anti-econômica quando não houver repetitividade do pavimento. A-1/5
2 LAJES PRÉ-FABRICADAS Existem diversos tipos de lajes pré-fabricadas, que seguem um rígido controle de qualidade das peças, inerente ao próprio sistema de produção. Podem ser constituídas por vigotas treliçadas ou armadas, que funcionam como elementos resistentes, cujos vãos são preenchidos com blocos cerâmicos ou de cimento, conforme indicado na Figura A.3, ou por painéis pré-fabricados protendidos ou treliçados, apoiados diretamente sobre as vigas de concreto ou metálicas (estrutura mista), mostrados nas Figuras A.3 e A.4, dispensando-se o elemento de vedação. Figura A.3 Operação de alinhamento das vigotas e painéis treliçados (cortesia Lajes Anhanguera) No caso das lajes compostas por vigotas e blocos cerâmicos, ao contrário dos painéis pré-fabricados, deve ser feita a solidarização do conjunto com uma capa superior de concreto, geralmente de 4 cm de espessura. A grande vantagem deste tipo de solução é a velocidade de execução e a dispensa de fôrmas. Seus vãos variam de 4 a 8 metros, podendo-se chegar a 15 metros [3]. Figura A.4 Operação de montagem de painéis pré-fabricados (cortesia Rodrigues Lima) Os tipos de painéis mais difundidos são ilustrados nas figuras a seguir. Figura A.5 Painéis pré-fabricados: (a) Tipo π (b) Alveolar A-2/5
3 Figura A.6 Painéis pré-fabricados: (a) Tipo T (b) Múltiplo T Figura A.7 Painéis pré-fabricados: (a) Tipo U invertido (b) Tubado LAJES NERVURADAS São empregadas quando se deseja vencer grandes vãos e/ou grandes sobrecargas. O aumento do desempenho estrutural é obtido em decorrência da ausência de concreto entre as nervuras, que possibilita um alívio de peso não comprometendo sua inércia. Devido à alta relação entre rigidez e peso apresentam elevadas freqüências naturais. Tal fato permite a aplicação de cargas dinâmicas (equipamentos em operação, multidões e veículos em circulação) sem causar vibrações sensíveis ao limite de percepção humano. Para a execução das nervuras são empregadas fôrmas reutilizáveis ou não, confeccionadas normalmente em material plástico, polipropileno ou poliestireno expandido. Devido a grande concentração de tensões na região de encontro da laje nervurada com o pilar, devese criar uma região maciça para absorver os momentos decorrentes do efeito da punção. Pode-se simular o comportamento de uma laje nervurada com laje pré-fabricada, vista anteriormente, colocando-se blocos de isopor junto a camada superior. Este tipo de solução oferece uma grande vantagem quanto a dispensa da estrutura de cimbramento, conforme indicado na Figura 9. Figura A.8 Laje nervurada de um edifício garagem (cortesia Atex) A-3/5
4 Figura A.9 Laje nervurada formada por lajes pré-fabricadas com incorporação de blocos de isopor (cortesia lajes Anhanguera) e estrutura de cimbramento de alumínio (cortesia Peri) LAJES EM GRELHA São um caso particular das lajes nervuradas, sendo caracterizadas por nervuras com espaçamento superior a um metro. LAJES MISTAS São semelhantes às lajes nervuradas, tendo como diferença básica a utilização de blocos cerâmicos capazes de resistir aos esforços de compressão, oriundos da flexão, sendo considerados no cálculo. LAJES DUPLAS São outro caso particular das lajes nervuradas, sendo que neste caso as nervuras ficam situadas entre dois painéis de lajes maciças (teto do pavimento inferior e piso do pavimento superior). São conhecidas também por lajes do tipo caixão-perdido devido a tradicional forma de execução empregada. Podem, entretanto, ser executadas com lajes que se apoiam em vigas invertidas, o que evita a perda da fôrma na região interna. LAJES COGUMELO São apoiadas diretamente nos pilares por intermédio de capitéis, indicados na Figura A.5, ou engrossamentos, conforme Figura A.6, que têm a função de absorver os esforços de punção presentes na ligação laje-pilar. O dimensionamento é feito com base nos esforços de cisalhamento, que são preponderantes sobre os esforços de flexão. Figura A.10 Laje cogumelo: (a) com capitel (b) com engrossamento A-4/5
5 LAJES LISAS (OU PLANAS) São apoiadas diretamente nos pilares sem o uso de capitéis ou engrossamentos. Do ponto de vista arquitetônico, esta solução apresenta uma grande vantagem em relação às demais, pois propicia uma estrutura mais versátil. A ausência de recortes nas lajes permite uma redução no tempo de execução das fôrmas, além da redução expressiva do desperdício dos materiais. Devido a ausência de capitéis, o seu dimensionamento deve ser criterioso, pois requerem um cuidado especial quanto ao problema de puncionamento. Para combater os esforços de punção são utilizados, habitualmente, conectores ou chapas metálicas na conjunção entre a laje e o pilar. A experiência mostra que o uso de vigas de borda traz inúmeras vantagens sem aumento significativo dos recortes das fôrmas. Figura A.11 Laje lisa (ou plana) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1]..ALBUQUERQUE, A. T. Análise de Alternativas Estruturais para Edifícios em Concreto Armado. São Carlos, Dissertação (Mestrado) Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. [2]..COVAS, G. A. Estudo sobre os Modelos mais Usuais de Sistema Estrutural em Pavimentos de Edifícios em concreto Armado através do Software CAD/TQS. São Paulo, Trabalho de Graduação Interdisciplinar, Departamento de Engenharia Civil Escola de Engenharia da Universidade.Presbiteriana.Mackenzie. [3]..CUNHA, A. J. P.; SOUZA, V. C. M. Lajes em Concreto Armado e Protendido. Niterói, Editora Universidade Federal Fluminense EDUFF, [4]..FUSCO, P. B. Estruturas de Concreto. Fundamentos do Projeto Estrutural. Vol.1 São Paulo, Ed. McGraw-Hill do Brasil, [5]..MENDES, M.; FERNANDES, M. B. H.; CASTILHO, P. P.; TAK, Y. J. Curso de Estruturas de Concreto Armado Projeto de Lajes. Notas de Aula. São Paulo, Departamento de Engenharia Civil Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie, A-5/5