ANÁLISE COMPARATIVA DOS CRITÉRIOS DE DETALHAMENTO .ANÁLISE COMPARATIVA DOS CRITÉRIOS DE DETALHAMENTO

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  • Artigo submetido ao Curso de Engenharia Civil da UNESC - como requisito parcial para obteno do Ttulo de Engenheiro Civil

    ANLISE COMPARATIVA DOS CRITRIOS DE DETALHAMENTO DAS ARMADURAS POSITIVAS DE LAJES MACIAS UTILIZANDO

    SOFTWARES

    Isabela dos Santos Pizzetti (1), Jair Pizzetti (2), Rinaldi Costa (3), Alexandre Vargas (4).

    UNESC Universidade do Extremo Sul Catarinense

    (1)bela_pizzetti@hotmail.com, (2)jair.3c@gmail.com, (3)ica_@terra.com.br (4)avargas@unesc.net

    RESUMO

    O presente estudo trata da anlise de dois critrios de detalhamento das armaduras positivas de lajes macias bidirecionais utilizando trs softwares de clculo estrutural comerciais. O primeiro critrio posiciona apenas uma armadura em cada direo de cada laje do pavimento. O segundo critrio detalha as armaduras por faixas de momentos fletores. No dimensionamento, utilizou-se a norma de projeto de estruturas de concreto armado NBR 6118:2014. O projeto piloto compreende o estudo do pavimento trreo de uma edificao que contm nove lajes. Elas foram lanadas nos softwares com as mesmas informaes, os mesmos elementos estruturais e utilizando parmetros de dimensionamento similares. Aps os clculos, detalharam-se as armaduras pelos dois critrios. Como resultado, obtiveram-se diferenas de consumo, de 42% e 69% nos programas C e B em relao ao programa computacional A que foi o que resultou em menor consumo para armadura nica em cada direo (1 critrio); e 15% e 59%, nos softwares C e B respectivamente, em relao ao mesmo software A para armadura detalhada por faixas de momento fletor (2 critrio).

    Palavras-Chave: Lajes macias. Detalhamento. Armaduras positivas. Softwares.

    1. INTRODUO

    Lajes macias so estruturas laminares com superfcie mdia plana, solicitadas

    predominantemente por foras perpendiculares ao seu plano mdio (FUSCO,1995,

    p. 237), executadas em concreto armado, onde armaduras de ao embutidas no

    concreto conferem maior resistncia trao, esforo que apenas o concreto no

    resiste (ROCHA,1999). Consequentemente, onde houver esforos internos dessa

    natureza, deve-se posicionar a armadura. Como o concreto tem boa resistncia

    compresso, pode ser utilizado em lajes e vigas sujeitas ao esforo de flexo

    (LEONHARDT e MONNIG, 1977).

    Fusco (1995, pg. 56), ao abordar sobre as armaduras, destaca que :

    [...] muito importante entender que a segurana de uma estrutura depende de modo fundamental do arranjo de suas armaduras. No basta que na

    mailto:jair.3c@gmail.com

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    armadura seja empregada uma quantidade suficiente de ao. indispensvel que o ao empregado absorva efetivamente todos os esforos de trao que possam comprometer a segurana da pea. Para isto, o arranjo deve ser adequado ao tipo de pea em questo.

    No detalhamento das armaduras de lajes, num perodo anterior s normas vigentes,

    as barras eram dispostas de diferentes maneiras. Em um dos arranjos, as

    armaduras eram dobradas e aproveitadas para resistirem aos momentos negativos.

    Em outra forma de detalhamento, posicionavam-se armaduras em cada direo,

    independentemente das armaduras negativas (ROCHA, 1999). Ainda, em uma

    variao deste ltimo, as armaduras positivas poderiam ser dispostas de forma

    alternada. A Figura 1 ilustra esses tipos de detalhamento.

    Figura 1 Diferentes detalhamentos de armaduras utilizados em lajes macias.

    (a) Armaduras positivas dobradas e aproveitadas para resistirem aos momentos negativos

    (b) Armaduras positivas nicas em cada direo

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    (c) Armaduras positivas dispostas de forma alternada

    Fonte: Do autor, 2017.

    Atualmente, o detalhamento das armaduras e o dimensionamento da estrutura so

    concebidos por programas de clculo, encontrados em grande quantidade no

    mercado. Mas, apesar da existncia desses recursos, deve-se levar em

    considerao a experincia e o conhecimento do engenheiro (SOUZA, 2014).

    Os programas computacionais de clculo, se comparados a outros mtodos mais

    simplificados, fornecem para uma estrutura um comportamento fsico muito similar

    ao que ocorre na vida prtica da construo civil (VERGUTZ e CUSTDIO, 2010).

    Com o avano desses programas e equipamentos, o clculo estrutural ficou mais

    refinado, permitindo, por exemplo, determinar com grande facilidade as diferentes

    faixas de momento fletor atuantes numa laje macia e, por consequncia, variar a

    armadura de combate flexo numa mesma.

    O mtodo utilizado pelos softwares o de analisar as solicitaes atravs do

    Mtodo dos Deslocamentos com formulao matricial de prtico espacial,

    transmitindo os esforos atravs de barras ligadas por ns (SOUZA, 2014).

    Vergutz e Custdio (2010) explicam que

    os Prticos Espaciais so idealizaes de estruturas de barras distribudas no espao, geralmente formando quadros fechados, que podem receber carregamentos em qualquer direo, o que possibilita a avaliao global da estrutura, formada por vigas, pilares e lajes.

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    De acordo com Martha (1994), a formulao matricial pelo Mtodo dos

    Deslocamentos de estruturas aporticadas o prprio Mtodo dos Elementos Finitos

    na sua formulao em deslocamentos.

    Sejam realizados por softwares ou por outros mtodos de clculo, a NBR 6118:2014

    destaca que os detalhamentos das armaduras devem sempre respeitar as

    quantidades necessrias, mnimas e mximas exigidas, segundo a teoria de

    concreto estrutural, bem como os critrios de detalhamento prescritos por ela.

    Neste contexto, o objetivo do presente trabalho avaliar dois critrios de

    detalhamento das armaduras positivas de combate flexo de lajes macias

    bidirecionais (detalhamento com armadura nica em cada direo e detalhamento

    por faixas de momentos fletores). Para isso, utilizaram-se e compararam-se trs

    softwares, analisando qual critrio o mais econmico no clculo da taxa de

    armadura, sempre respeitando a segurana estrutural.

    2. MATERIAIS E MTODOS

    2.1 MATERIAIS

    Neste estudo, utilizaram-se trs softwares comerciais de clculo:

    A, verso 2016.d desenvolvido na Espanha, calcula, dimensiona e detalha

    estruturas de concreto armado. Neste software, a estrutura trabalha toda em

    conjunto como prtico espacial.

    B, verso V10 Plena Demonstrativa desenvolvido no Brasil, assim como o

    primeiro software, utilizado para o clculo e dimensionamento de estruturas

    de concreto armado. Emprega o modelo de prtico espacial e grelha 3D para

    anlise dos esforos e deslocamentos.

    C, verso 19.11 desenvolvido no Brasil, calcula, analisa, dimensiona e

    detalha estruturas de concreto armado e protendido. Tambm utiliza o

    mtodo de grelhas e prtico espacial, semelhante ao segundo software.

    Os trs programas detalham e dimensionam seguindo as exigncias de normas

    selecionadas, como a NBR 6118:2014 utilizada neste trabalho.

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    Foi elaborado no software AutoCad, verso estudantil, um projeto piloto que

    compreende pavimento trreo, segundo pavimento, cobertura e reservatrio

    elevado. Para melhor atender aos objetivos propostos nesta pesquisa, utilizou-se a

    planta de forma do trreo que contm nove lajes, como mostra na Figura 2.

    Figura 2 Planta baixa do pavimento trreo do projeto estudado.

    Fonte: Do autor, 2017.

    2.2 MTODOS

    Para a realizao dos clculos, configuraram-se os softwares para concreto tipo

    C25, coeficiente de segurana de 1,4 para o concreto e esforos e 1,15 para o ao

    CA50 e CA60. Para as cargas permanentes e acidentais na estrutura, seguiram-se

    os critrios da NBR 6120/1980 apresentados na Tabela 1. Para o dimensionamento

    da estrutura, seguiu-se a NBR 6118/2014, que tambm foi utilizada para definir o

    cobrimento das armaduras das lajes (2,5 cm nos trs softwares). A ao do vento foi

    desconsiderada.

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    Tabela 1 Cargas permanentes e acidentais utilizadas.

    Pavimento Categoria de Uso Sobrecarga

    (KN/m) Carga Permanente

    (KN/m)

    Cobertura do Reservatrio Edifcio Residencial 0,50 1,20

    Apoio do Reservatrio Edifcio Residencial 0,50 1,20

    Cobertura Edifcio Residencial 0,50 1,50

    2 Pavimento Edifcio Residencial 1,50 1,80

    Trreo Edifcio Residencial 1,50 1,80

    Fundao Edifcio Residencial 0,00 0,00

    Fonte: Do autor, 2017.

    Na sequncia, foram lanados os pilares com dimenses de 20x40 cm, as vigas com

    sesso transversal de 15x60 cm e as lajes com espessuras