PA Ed. Final Enfim!

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    28-Dec-2015

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PROJETO APLICADO IIINSTITTO POLITCNICO CENTRO UNIVERSITRIO UNALaje Nervurada Bidirecional de poliestirenoCURSO: Engenharia CivilProfessor: Osvaldo Sena GuimaresAline Vieira, Carolina Nogueira, Cludio Dias, Gabriela dos Santos, Hudson Venturim, Patrcia Assuno De Carvalho, Rafael da Gama e Ronan Soares.Resumo - Tornar os processos cada vez mais rpidos, econmicos e sustentveis tem sido a ambio dos diversos mbitos da sociedade, na construo civil no diferente. As estruturas se adaptam cada vez mais as nossas necessidades. Dos sistemas construtivos em ascenso, est presente a laje nervurada de poliestireno que nos propicia sustentao de grandes cargas e aumento de vos livres. Esse estudo aponta, a partir de pesquisas bibliogrficas, textos cientficos e estudos de viabilidade, as principais caractersticas e benefcios da laje nervurada com preenchimento de poliestireno em comparao com a laje macia e para quais situaes so indicadas.Palavras-chave: laje nervurada, laje macia, tcnicas construtivas.1. IntroduoLaje uma estrutura laminar plana e horizontal apoiada em vigas e pilares que divide os pavimentos de uma edificao. H predominncia de duas dimenses: comprimento e largura sobre a espessura. As foras aplicadas na laje so transmitidas para as vigas e pilares e diferenciada de outros elementos estruturais planos devido ao carregamento que atua na laje ser perpendicular ao plano mdio. O material mais comumente utilizado o concreto armado. (SILVA, 2010)O primeiro registro oficial do uso de lajes em construo civil foi em 1854 pelo ingls William Boutland Wilkinson (1819-1902) na construo de uma casa de dois pavimentos de alvenaria com reforo nos planos de concreto com barras de ferro e arames. (SILVA, 2010).O invento de Wilkinson avanou em direo a outro esquema de lajes que consistia em uma srie de blocos de gesso que funcionavam como caixes perdidos que serviam de suporte para colocar concreto de maneira uniforme, moldando uma srie de nervuras com um plano de laje na parte superior, surgia a laje nervurada. Conforme NBR 6118, lajes nervuradas so as lajes moldadas no local ou com nervuras pr-moldadas, cuja zona de trao para momentos positivos est localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte.Este artigo tem por objetivo apresentar o funcionamento e aplicao da laje nervurada bidirecional com enchimento de poliestireno, bem como verificar as vantagens e desvantagens da sua utilizao, uma vez que a tcnica uma opo para se vencer grandes vos. E como objetivos especficos tm-se: Comparar a laje nervurada com outros mtodos convencionais e analisar sua viabilidade econmica.2. Reviso Bibliogrfica2.1. Laje nervurada de PoliestirenoO que difere as lajes nervuradas das lajes convencionais a presena de nervuras e diminuio do volume de concreto na regio tracionada, onde poder ocorrer o emprego de materiais de enchimento, suavizando assim o peso prprio, mas, para que isso acontea os elementos de enchimento devem ter menor peso admissvel possvel e serem inertes (que no se movimentam), possuindo tambm capacidade satisfatria para suportar os trabalhos a serem executados. (RAZENTE, 2003)As lajes bidirecionais recebem este nome, pois sua distribuio de cargas feita em dois sentidos, sendo que o movimento da carga realizado atravs do menor percurso, e, alm disso, possuem a capacidade de suportar paredes em todas as direes. Seus vos variam em torno de 5,0m e 12,0m e so empregadas em edifcios, no podendo se esquecer de que quando projetadas corretamente, possuem um desempenho estrutural melhor do que as lajes unidirecionais. (SILVA, e MARCOS, 2005).O mtodo das lajes nervuradas no foi bem aceito no mercado, pois, uma das principais caractersticas de uma obra reduzir os custos, e na laje nervurada para criar o molde de todas as nervuras gastavam-se mais frmas do que na laje convencional, ento foi implantado o uso de materiais de enchimento, como blocos cermicos, blocos de concretos e blocos de Poliestireno expandido (EPS), resultando assim um sistema mais leve. (SCHWETZ, 2005). Com isso o EPS passou a ser muito utilizado em lajes nervuradas, pois apresenta certas caractersticas vantajosas, como: baixo mdulo de elasticidade, permitindo uma adequada distribuio de cargas, peso especifico aparente variando entre 0,13 kN/m a 0,25 kN/m, significativamente inferior ao concreto armado de 25kN/m ou ao tijolo cermico em torno de 13 kN/m, isolante termo-acstico e resiste bem aos trabalhos de montagem (ABRAPEX e SILVA, 2005).Conforme a NBR 6120:1980, por possuir um coeficiente de absoro muito baixo, o EPS favorece a cura do concreto moldado no local e, acordo com a Associao Brasileira de Poliestireno Expandido (ABRAPEX), na execuo de prdios formados por diversos andares as lajes consomem uma parte significativa do concreto levando em considerao toda a obra, contudo a ABRAPEX faz a consequente afirmao: para utilizao de lajes macias, esta parcela chega usualmente a quase dois teros do volume total da estrutura, porm na laje nervurada nota-se facilmente que a maior parte do volume da estrutura constituda pelo EPS, como pode ser observado na figura 1, por isso de extrema importncia empregar uma substncia de preenchimento de baixo peso especfico.Figura 1. Estrutura de uma laje com enchimento de EPS. Fonte: ABRAPEX2.2. Comparao entre laje macia e laje nervuradaLajes macias so aquelas as quais so compostas por concreto, contendo armaduras, e apoiadas em vigas ou paredes. So moldadas in loco, com necessidade de frmas, normalmente de madeira. (BASTOS, 2005)Comparando a laje nervurada laje macia, pode-se afirmar que as lajes nervuradas apresentam mais aspectos positivos do que negativos, sendo eles: Caracterstica de resistir a um brao de alavanca maior do que as lajes macias, efetuando assim uma melhor aplicao do ao e do concreto, pois, o concreto substitudo na borda inferior por um material no estrutural, desse modo as armaduras localizadas nas nervuras passam a serem responsveis pela resistncia trao, permitindo assim uma maior altura da laje, e como decorrncia, ganho de resistncia. (ABRAPEX e SILVA, 2010); Menor peso prprio, devido ao menor consumo de concreto; Diminuio de frmas; Capacidade de vencer amplos vos, possibilitando maiores espaos; Reduo de vigas (BASTOS, 2005).O nico aspecto desvantajoso, de acordo com Carvalho e Pinheiro (2009, p. 14), em relao altura das lajes nervuradas, pois aumenta a altura total da edificao e no emprego dos dutos h certa dificuldade. (SILVA, 2010).2.3. Viabilidade econmicaUtilizando software de engenharia e construo criado pela CYPE Ingenieros, S.A, foi desenvolvida as tabelas 1 e 2 para comparar os preos dos principais servios e materiais utilizados em uma laje macia horizontal com a laje nervurada bidirecional.A laje macia horizontal possui altura de 30 cm de concreto armado, realizada com concreto C25 classe de agressividade ambiental II e tipo de ambiente urbano, brita 1, consistncia S100 preparado em obra, e concretagem com meios manuais, e ao CA-50, quantidade 22 kg/m; montagem e desmontagem do sistema de frmas de madeira; altura livre de piso de at 3 m. Sem incluir repercusso de pilares.( CYPE Ingenieros, S.A)J na laje nervurada bidirecional utilizaram-se os mesmos materiais citados na laje macia, porm com menor quantidade de ao CA-50, que passou para 15 kg/m; sobre sistema de frmas contnuo de madeira; nervuras "in situ" 12 cm, entre-eixo 80 cm; molde de EPS, 68x68x20 cm; tabuleiro de EPS nervurada bidirecional, dimenses 80x80 cm, placa de EPS para zona macia, dimenses 80x80 cm; tela eletrossoldada Q 92 de ao CA-60, em camada de compresso; altura livre de piso de at 3 m. Sem incluir repercusso de pilares.(CYPE Ingenieros, S.A)Tabela 1: Custos: laje macia m - bidirecionalUnDescrioRend.Preo unitrioPreo InsumomSistema de frmas contnuo para laje de concreto armado, at 3 m de altura livre de piso, composta de: prumos, travessas metlicas e superfcie moldante de madeira tratada reforada com barras e perfis.1,10033,0936,40UnPlaca de EPS para zona macia, dimenses 80x80 cm, com perfis.1,59110,3816,51UnSeparador certificado para lajes macias.3,0000,170,51kgAo em barras nervuradas, CA-50, elaborado em oficina e colocado em obra, dimetros vrios, segundo ABNT NBR 7480.22,0003,6079,20mgua.0,0362,570,09TAreia mdia lavada para concretos preparados em obra.0,11078,338,62TBrita 1, para concretos preparados em obra.0,13263,308,36kgCimento em sacos, para concreto preparado em obra.48,5100,4421,34HOficial de 1 de estruturas de concreto armado.0,54117,119,26HAjudante de oficial de estruturas de concreto armado.0,54110,605,73HAuxiliar de servios gerais.0,1819,691,75HServente de pedreiro.0,1909,891,88%Meios auxiliares2,000189,653,79%Custos indiretos3,000193,445,80Custo de manuteno decenal: R$ 9,96 nos primeiros 10 anos.Total: 199,24Fonte: CYPE Ingenieros, S.ATabela 2: custos- laje nervurada com enchimento de EPS m bidirecional.UnDescrioRend.Preo unitrioPreo InsumomSistema de frmas contnuo para laje nervurada bidirecional de concreto armado, com molde perdido, at 3 m de altura livre de piso, composta de: prumos, travessas metlicas e superfcie moldante de madeira tratada reforada com barras e perfis.1,10039,3543,29UnMolde de poliestireno expandido, 66x66x25 cm, para laje nervurada bidirecional, inclusive parte proporcional de peas especiais.1,1487,198,25UnSeparador certificado para lajes nervuradas bidirecionais.1,2000,120,14kgAo em barras nervuradas, CA-50, elaborado em oficina e colocado em obra, dimetros vrios, segundo ABNT NBR 7480.15,0003,6054,00mTela eletrossoldada Q 92 15x15 cm, com fios longitudinais de 4,2 mm de dimetro e fios transversais de 4,2 mm de dimetro, ao CA-60, segundo ABNT NBR 7481.1,1007,448,18mgua.0,0432,570,11tAreia mdia lavada para concretos preparados em obra.0,13078,3310,18tBrita 1, para concretos preparados em obra.0,15663,309,87kgCimento em sacos, para concreto preparado em obra.57,0240,4425,09hOficial de 1 de estruturas de concreto armado.0,26417,114,52hAjudante de oficial de estruturas de concreto armado.0,26410,602,80hAuxiliar de servios gerais.0,1979,691,91hServente de pedreiro.0,2079,892,05%Meios auxiliares2,000170,393,41%Custos indiretos3,000173,805,21Custo de manuteno decenal: R$ 8,95 nos primeiros 10 anos.Total: 179,00Fonte: CYPE Ingenieros, S.A.Atravs dos dados encontrados (tabela 1 e 2), possvel verificar que a laje nervurada bidirecional, torna-se mais econmica em diversos mbitos.A definio do momento de inrcia de uma laje se faz necessria para ter conhecimento sobre a estrutura que se projeta e possvel ser determinado atravs do uso da integrao dupla, uma vez que tendo conhecimento da funo densidade que compe toda a placa (x,y), pode-se aplicar a integrao em funo das dimenses da rea. (Stewart, 2006)Para integrao do momento de inrcia em torno do eixo x aplica-se a equao (1)O processo parecido para o clculo do momento de inrcia para o eixo y. Nesse caso aplica-se a equao 2. (2)A partir do resultado obtido de e , calcula-se o momento de inrcia polar, onde nota-se que: (3)Logo, (4)3.) Materiais e Mtodos O artigo foi desenvolvido a partir de pesquisas bibliogrficas, livros, revistas e normas tcnicas. Para representar a laje nervurada foi desenvolvido um prottipo e os materiais utilizados na execuo do prottipo foram: cimento, brita, areia, gua, ao e EPS. Foi construdo um prottipo representativo da laje nervurada para demonstrar ilustrando suas principais caractersticas. Foram utilizados os seguintes materiais: 4Kg de gesso, 5m de vergalho dimetro, 6m de vergalho dimetro , uma placa de isopor 2m X 0,5m, 3 Kg de arame recozido e 3,10m de madeira compensada (disposto de forma retangular 0,62m X 0,50m).No processo de construo e montagem do prottipo, primeiramente foi criado uma estrutura com a madeira compensada para servir de forma e receber o gesso, garantindo o formato desejado, os vergalhes foram empregados com a finalidade de representar as trelias e logo aps foram cortados os blocos de EPS para ser colocados na forma.A segunda parte da construo foi a montagem posicionando-se as trelias e os blocos de EPS dentro da forma, logo aps foi montada a ferragem negativa e posicionada acima da estrutura, acrescentou-se o gesso de modo a representar o concreto presente na laje, e posto para secar como mostrado na figura 2. Figura 2: Montagem demonstrativa da laje nervurada. Fonte: Acervo dos Autores4.) Resultados Experimentais Durante o desenvolvimento desse estudo e da montagem da laje nervurada pelo grupo (construda como prottipo para fim de maior entendimento sobre a montagem), notou-se que necessrio o conhecimento e emprego de tcnicas construtivas para: montagem das formas, receber o material descrito e disposio dos materiais e vergalhes. A fim de se obter um projeto de qualidade e compatveis com as normas que o regem, necessrio localizar o centro de gravidade e calcular o momento de inrcia sendo possibilitado pela aplicao da integral dupla, identificadas pelas equaes 1, 2, 3 e 4, desde que seja atendida a condio prevista.Sobre a viabilidade pode-se afirmar que: at 6 metros, a laje macia mais indicada, e de 6 metros a 12 metros, a laje nervurada mais interessante, acima de 12 metros, a laje nervurada apresenta desvantagens como aumento significativo no consumo de material e flecha acentuada. Logo, com base nas tabelas 1 e 2 e nas demais pesquisas de viabilidade, percebeu-se que o oramento de uma laje nervurada acarreta economia direta de aproximadamente 10% no custo dos materiais por m. Essa economia explicada pelo seu menor peso em relao laje macia, refletindo assim em economia de materiais nas fundaes, pilares e vigas, ou seja, em toda a estrutura.5. ConclusoCom base no estudo realizado, foi concludo que as lajes nervuradas so mais adequadas para vos maiores enquanto as lajes macias so indicadas para vos menores. H um intervalo onde a laje macia mais indicada, enquanto h outro onde a laje nervurada se torna mais favorvel. Com relao ao engastamento, lajes macias engastadas so mais indicadas para at 8 metros de vo e as lajes nervuradas, mais interessantes e com melhor desempenho em vos superiores a 8 metros. Analisando o consumo de concreto e ao, a laje nervurada apresenta uma viabilidade econmica melhor, pois seu custo geral menor. Porm, em grandes vos, haver o aumento na bitola do ao utilizado, aumento na espessura do concreto e, consequentemente, num aumento do custo final e, esse custo, deve ser avaliado criteriosamente. Logo, necessrio um estudo complementar incluindo a laje protendida visto que ela apresenta um limite maior no comprimento do vo e no qual a laje nervurada gera uma insatisfao econmica e estrutural, fazendo-se a laje protendida uma escolha ideal.6. Referncias Bibliogrficas ABRAPEX, Associao Brasileira do Poliestireno Expandido; Manual de Utilizao EPS na Construo Civil, So Paulo: PINI, 2006. ISBN 85-7266-169-7.Associao Brasileira de Normas Tcnicas; Cargas Para o Clculo de Estruturas de Edificaes NBR 6120, RJ, 1980.Associao Brasileira de Normas Tcnicas; Barras e Fios de Ao Destinados a Armaduras Para Concreto Armado NBR 7480, RJ, 1996.Associao Brasileira de Normas Tcnicas; Tela de Ao Soldada - Armadura Para Concreto NBR 7481, RJ, 1990.BASTOS P. S. S, Lajes de Concreto, pg. 74, Bauru/SP 2005.CENTERAO Definies de siglas Acesso 18 de Novembro.CORTESIA DO CONCRETO Definies de tipo de concreto Acesso 18 de Novembro de 2013.CORREIA GOMES, P. C.; RAMOS BARBOZA, A. S.; ALMEIDA TENRIO, D. A. MENDONA USHA, E. L. Aspectos Tcnicos e Econmicos de Lajes Nervuradas Unidirecionais e Bidirecionais. Outubro, 2009CYPE Ingenieros, S.A- Gerador de preos para construo civil. Brasil Acesso em 25 de setembro de 2013.ABRAPEX- Estrutura de uma laje com enchimento de poliestireno Acesso em 20 de setembro de 2013.RAZENTE. A. J e LIBANO. M.P. Estruturas de Concreto lajes nervuradas. So Paulo. Dez, 2003.SCHWETZ, F.P, Anlise Terico-Experimental de Uma Laje Nervurada em Modelo Reduzido Sujeira a um Carregamento Linear, Porto Alegre, 2005.SILVA, Marcos Alberto Ferreira da. Projeto e construo de lajes nervuradas de concreto armado / Marcos Alberto Ferreira da Silva. -- So Carlos : UFSCar, 2005.SILVA, P. L, Estudo Comparativo entre lajes nervuradas e macias em funo dos vos entre apoios, Porto Alegre, 2010.STWART, James, Clculo, Volume II, 5 ED. Cengage Learning, So Paulo, 2006.WIKIPEDIA-IN SITU- Civil engineering Definies de tipo de concreto Acesso 18 de Novembro de 2013.Anexo ICA: Na denominao dos vergalhes utilizados na confeco de armadura de ao adotado o termo CA, indicativo de seu emprego no Concreto Armado. O nmero seguinte a este termo, por exemplo, o nmero 50 no caso do CA 50, indica a categoria, ou seja, significa que a resistncia de escoamento mnima do produto de 50Kgf/mm2 ou 500MPa.(Center Ao)S100: So os concretos de aplicao normal que vo desde o slump 100 mm at 155 mm. (Cortesiaconcreto)Nervuras "in situ": Na arquitetura e na construo civil, in situ refere-se construo que realizada no local da construo utilizando matrias-primas. (WIKIPEDIA-IN SITU)10