projeto e construção de lajes nervuradas de concreto armado

242 Pages·2005·3.11 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE LAJES NERVURADAS
DE CONCRETO ARMADO

Eng. Civil Marcos Alberto Ferreira da Silva

SÃO CARLOS
2005
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE LAJES NERVURADAS
DE CONCRETO ARMADO

Eng. Civil Marcos Alberto Ferreira da Silva

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Construção Civil do Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal de São Carlos, como parte dos
requisitos para obtenção do título de Mestre em Construção
Civil.

Orientador: Prof. Dr. Jasson Rodrigues de Figueiredo Filho

SÃO CARLOS
2005
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária da UFSCar

Silva, Marcos Alberto Ferreira da.
S586pc Projeto e construção de lajes nervuradas de concreto
armado / Marcos Alberto Ferreira da Silva. -- São Carlos :
UFSCar, 2005.
239 p.

Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São
Carlos, 2005.

1. Concreto armado. 2. Lajes nervuradas. 3. Pavimentos
de edificações. 4. Estruturas. I. Título.

CDD: 624.18341 (20a)
Dedico este trabalho a Elaine e Vitória, esposa e filha
queridas, pelo amor sem limite, incentivo e compreensão.
AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, presente em todos os momentos de minha vida e
que me dá a possibilidade de concretizar mais este sonho.

Ao professor Jasson Rodrigues de Figueiredo Filho, pela zelosa
orientação, ensinamentos, incentivos, compreensão e, acima de tudo, pela amizade.

Ao professor José Samuel Giongo, pelas valiosas correções e sugestões
dadas no Exame de Qualificação.

Ao professor e ao amigo Roberto Chust Carvalho, exemplo de dedicação
ao trabalho e de caráter, que me encaminhou profissionalmente e ensinou que não há
nada que resista ao trabalho sério e honesto, em quem sempre procurei me espelhar.

Aos professores do mestrado, pelos ensinamentos, dedicação, atenção e
paciência dispensadas durante o andamento do curso.

Aos amigos José Ricardo Fernandes, Jorge Augusto Galvão Frem e Jorge
Miguel Nucci, pelos constantes incentivos.

Finalmente, aos meus pais Nestor e Eliza por tudo que sempre fizeram
por mim.
RESUMO

SILVA, M.A.F. (2005). Projeto e construção de lajes nervuradas de concreto armado.
Dissertação (Mestrado em Construção Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São
Carlos, 2005.

A procura de soluções que sejam simples e ao mesmo tempo eficazes, tragam redução
de custos, rapidez e versatilidade nas aplicações é crescente na construção civil. Em
virtude de apresentarem uma série de vantagens, as lajes nervuradas de concreto armado
têm se firmado como excelente solução para a construção de pavimentos de edificações.
Neste trabalho aborda-se este tipo de lajes, divulgando suas características, opções
construtivas, funcionamento e comportamento estrutural e as principais recomendações
propostas por autores a todos os potenciais usuários (projetistas, construtores,
proprietários); apresentam-se as recomendações da NBR 6118:2003 que entrou em
vigor recentemente, os processos de cálculo usualmente empregados para a
determinação dos esforços solicitantes e deslocamentos transversais, roteiros com
indicações gerais sobre o projeto e construção, e exemplos ilustrativos com o cálculo, o
detalhamento e as verificações do estado limite de serviço (fissuração e deformação
excessiva). Comparam-se os resultados obtidos simulando as lajes nervuradas armadas
em duas direções como grelha com os obtidos admitindo-as como laje maciça.

Palavras-Chave: concreto armado, lajes nervuradas, pavimentos de edificações,
estruturas
ABSTRACT

SILVA, M.A.F. (2005). Design and construction of reinforced concrete ribbed slabs.
MSc Dissertation. Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2005.

The demand for simple and efficient solutions is increasing in civil construction,
wherein the reduction of costs and the increase of speed and versatility within the
applications are required. Due to its advantages, reinforced concrete ribbed slabs have
been consolidated as an excellent alternative to compose buildings floors. The present
research deals with this type of slab, disseminating its constructive characteristics,
variations, structural behavior and the main recommendations proposed by different
authors and addressing to all potential users (designers, constructors, contractors);
recommendations, calculation methods to determine the internal forces and
displacements, design and construction procedures according to the Brazilian code of
practice NBR 6118:2003 are presented. Additionally, illustrative examples with the
calculation, the detailing and the verifications of the serviceability limit state (crack
width and extreme deformation) are presented. Finally, the results obtained from the
examples simulating ribbed slabs in two directions are compared with the results
obtained from the consideration of a massive slab.

Keywords: reinforced concrete, rib slabs, buildings floors, structures
i
SUMÁRIO

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO............................................................................. 1
1.1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES................................................................ 1
1.2 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA....................................................................... 7
1.3 BENEFÍCIOS ESPERADOS................................................................................ 8
1.4 OBJETIVOS.......................................................................................................... 8
1.5 PLANEJAMENTO DO TRABALHO.................................................................. 10

CAPÍTULO 2 – ASPECTOS GERAIS SOBRE PLACAS E LAJES................... 13
2.1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES................................................................ 13
2.2 TIPOS USUAIS DE LAJES DE EDIFÍCIOS....................................................... 15
2.2.1 Lajes Moldadas no Local de Concreto Armado.......................................... 15
2.2.2 Lajes Pré-Fabricadas.................................................................................... 21
2.3 AÇÕES NAS LAJES DOS EDIFÍCIOS............................................................... 28
2.3.1 Tipos de Ações............................................................................................ 28
2.3.2 Ações Normalmente Consideradas nas Lajes dos Edifícios........................ 30
2.4 RECOMENDAÇÕES GERAIS DA NBR 6118:2003 PARA AS LAJES DE
CONCRETO ARMADO............................................................................................. 32
2.4.1 Vãos Efetivos............................................................................................... 32
2.4.2 Espessura Mínima........................................................................................ 34
2.4.3 Aberturas...................................................................................................... 34
2.4.4 Cobrimento.................................................................................................. 36
2.4.5 Detalhamento das Armaduras...................................................................... 39
2.4.5.1 Armadura mínima de flexão............................................................. 39
2.4.5.2 Armadura máxima de flexão............................................................ 41
2.4.5.3 Armadura secundária de flexão (armadura de distribuição)............ 42
2.4.5.4 Espaçamento e diâmetro máximo.................................................... 43
2.4.5.5 Armaduras em bordas livres e aberturas.......................................... 43
2.4.6 Estados Limites de Serviço.......................................................................... 44
2.4.6.1 Estados limites de serviço referentes à fissuração........................... 46
ii
2.4.6.2 Estado limite de deformações excessivas......................................... 54

CAPÍTULO 3 – CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE AS LAJES
NERVURADAS MOLDADAS NO LOCAL DE CONCRETO ARMADO........ 63
3.1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES................................................................ 63
3.2 TIPOS DE LAJES................................................................................................. 64
3.3 VINCULAÇÃO DAS LAJES............................................................................... 70
3.4 MATERIAIS DE ENCHIMENTO....................................................................... 73
3.5 FÔRMAS DE POLIPROPILENO........................................................................ 78
3.6 ARMADURAS NECESSÁRIAS......................................................................... 80
3.7 PRESCRIÇÕES NORMATIVAS......................................................................... 81
3.7.1 Prescrições da NBR 6118:2003................................................................... 82
3.7.1.1 Dimensões limites............................................................................ 82
3.7.1.2 Análise estrutural.............................................................................. 83
3.7.1.3 Verificação ao cisalhamento............................................................ 84
3.7.1.4 Espaçamento máximo entre estribos................................................ 86
3.7.2 Prescrições de Outros Autores (Normas Internacionais)............................. 87
3.7.2.1 Eurocode (1992) .............................................................................. 87
3.7.2.2 Normas espanholas........................................................................... 87
3.8 INDICAÇÕES GERAIS SOBRE A CONSTRUÇÃO DE LAJES
NERVURADAS MOLDADAS NO LOCAL............................................................. 91
3.9 INDICAÇÕES GERAIS SOBRE O PROJETO DE LAJES NERVURADAS
MOLDADAS NO LOCAL......................................................................................... 98

CAPÍTULO 4 – ASPECTOS GERAIS SOBRE AS LAJES NERVURADAS
COM VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS................................................................... 115
4.1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES................................................................ 115
4.2 DESCRIÇÃO DAS LAJES NERVURADAS COM VIGOTAS PRÉ-
FABRICADAS............................................................................................................ 117
4.3 PARÂMETROS GEOMÉTRICOS QUE DEFINEM A LAJE E AS
NERVURAS............................................................................................................... 120
4.4 CLASSIFICAÇÃO DAS LAJES NERVURADAS COM VIGOTAS PRÉ-
FABRICADAS............................................................................................................ 124
iii
4.5 MATERIAIS CONSTITUINTES DAS LAJES NERVURADAS COM
VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS................................................................................ 125
4.6 COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DAS LAJES NERVURADAS COM
VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS................................................................................ 133
4.7 AÇÃO DA LAJE NERVURADA COM VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS NOS
SEUS APOIOS............................................................................................................ 135
4.8 DIMENSIONAMENTO À FLEXÃO DE LAJES NERVURADAS COM
VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS................................................................................ 136
4.9 VERIFICAÇÃO AO CISALHAMENTO DAS LAJES NERVURADAS COM
VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS................................................................................ 139
4.10 CÁLCULO DE FLECHAS NAS LAJES NERVURADAS COM VIGOTAS
PRÉ-FABRICADAS................................................................................................... 141
4.11 INDICAÇÕES GERAIS SOBRE A CONSTRUÇÃO DE LAJES
NERVURADAS COM VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS.......................................... 143
4.12 INDICAÇÕES GERAIS SOBRE O PROJETO DE LAJES NERVURADAS
COM VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS...................................................................... 148

CAPÍTULO 5 – PROCESSOS DE CÁLCULO À FLEXÃO DE LAJES
NERVURADAS DE CONCRETO ARMADO....................................................... 155
5.1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES................................................................ 155
5.2 MÉTODO ELÁSTICO.......................................................................................... 156
5.3 PROCESSOS DE CÁLCULO.............................................................................. 160
5.3.1 Método das Diferenças Finitas (MDF) ....................................................... 161
5.3.2 Método dos Elementos Finitos (MEF) ....................................................... 162
5.3.3 Processo de Grelha Equivalente (Analogia de Grelha)............................... 164
5.3.4 Processo de Resolução de Placas Elásticas por Meio de Séries.................. 169

CAPÍTULO 6 – EXEMPLOS.................................................................................. 175
6.1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES................................................................ 175
6.2 EXEMPLO 1 (PAVIMENTO COM LAJE NERVURADA MOLDADA NO
LOCAL ARMADA EM UMA DIREÇÃO)............................................................... 175
6.3 EXEMPLO 2 (LAJE NERVURADA MOLDADA NO LOCAL ARMADA
EM DUAS DIREÇÕES)............................................................................................. 189