Análise Estrutural de Lajes Pré-moldadas Produzidas Com Betão Reciclado

Universidade Federal de Alagoas UFAL Centro de Tecnologia CTEC

Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil PPGEC rea de Concentrao: Estruturas

ANLISE ESTRUTURAL DE LAJES PR-MOLDADAS PRODUZIDAS COM CONCRETO

RECICLADO DE CONSTRUO E DEMOLIO

HELIO GUIMARES ARAGO

ORIENTADOR: PROF. DR. FLVIO BARBOZA DE LIMA

CO-ORIENTADOR: PROF. DR. PAULO ROBERTO LOPES LIMA

Macei, 2007

ii

HELIO GUIMARES ARAGO

ANLISE ESTRUTURAL DE LAJES PR-MOLDADAS PRODUZIDAS COM CONCRETO

RECICLADO DE CONSTRUO E DEMOLIO

Dissertao apresentada ao

programa de Ps-graduao em

Engenharia Civil da Universidade

Federal de Alagoas como requisito

parcial para obteno do ttulo de

Mestre em Engenharia Civil.

rea de concentrao: Estruturas

ORIENTADOR: PROF. FLVIO BARBOZA DE LIMA

CO-ORIENTADOR: PROF. PAULO ROBERTO LOPES LIMA

Macei, 2007

FICHA CATALOGRFICA Bibliotecria: Maria Ligia Toledo de Lima Cavalcanti CRB/4-510

A659a Arago, Helio Guimares. Anlise estrutural de lajes pr-moldadas produzidas com concreto reciclado de construo e demolio / Helio Guimares Arago Macei, 2007. xv, 109 f. : il., figs., tabs. Orientador: Flvio Barbosa de Lima. Co-Orientador: Paulo Roberto Lopes Lima. Dissertao (mestrado em Engenharia Civil : Estrutura) Universidade Federal de Alagoas. Centro de Tecnologia. Macei, 2007. Bibliografia: f. 88-91. Anexos. F. [92]-109.

1. Materiais de construo. 2. Construo civil Reciclagem 3. Resduos de construo e demolio. 4. Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.). 5. Concreto com agregados reciclados. I. Ttulo.

CDU: 691

iv

AGRADECIMENTOS

A Deus, que me deu fora e sabedoria, necessrias para a concluso

deste trabalho.

A minha esposa Uilma, pela compreenso, carinho e incentivo, dedicados

ao longo desta caminhada, fundamentais para a concretizao deste sonho.

Aos meus pais, Elio e Mara, pelo apoio total e irrestrito em todas as fases

da minha vida, pela educao e pelo exemplo de vida.

Aos meus irmos Lvia e Helder, pelo companheirismo de sempre e pelas

palavras de incentivo.

A minha sobrinha Ayane, pelos momentos de descontrao e

brincadeiras.

A minha sogra Dilma, ao meu sogro Jos Carlos, aos meus cunhados

Robson Torres e Neto, e as minhas cunhadas Lara e Maria Clara, pelo carinho.

Ao meu orientador, Prof. Dr. Flvio Barboza de Lima, por sua dedicao,

sabedoria, respeito e amizade.

Ao meu co-orientador, Prof. Dr. Paulo Roberto Lopes Lima, por sua

dedicao, amizade, sabedoria e indispensvel ajuda nas realizaes dos

ensaios.

Aos professores Geraldo Barros Rios e Clodoaldo Freitas, por terem

despertado em mim, ainda na graduao atravs de aulas magnficas, o

interesse pela rea de estruturas.

Engenheira Professora Msc Julianne Carvalho, pela indicao no

mestrado.

funcionria Clo, pelo acompanhamento constante das nossas

atividades.

todos os professores do curso de mestrado, pelas valiosas informaes

passadas durante o curso.

Aos colegas Osvaldo, Karivaldo, Luciano, Pedro, Andresson e Lucas, que

tornaram o convvio o mais agradvel possvel durante todo o perodo do curso.

Aos professores do curso de construes prediais do CEFET-UNED/SE

pelo grande apoio. colega professora do CEFET-UNED/SE, Ana Patrcia, pela indicao no

mestrado.

v

Ao amigo Luciano Melo que durante o primeiro ano do curso em Macei,

tornou sua companhia agradvel e inesquecvel.

Fundao de Amparo Pesquisa do Estado da Bahia, pelo auxlio

pesquisa, indispensveis para a realizao dos ensaios. Aos funcionrios do laboratrio de Tecnologia da Universidade Estadual

de Feira de Santana, pelo apoio na execuo dos ensaios.

vi

RESUMO

A utilizao do concreto reciclado com substituio dos agregados naturais por

agregados reciclados oriundos do beneficiamento do resduo de construo e

demolio (RCD) uma das alternativas mais promissoras para reduo do

impacto ambiental e do consumo de energia do setor da Construo Civil. No

entanto, para que essa soluo seja aplicada em larga escala preciso que

esse novo material possa ser utilizado na produo de elementos estruturais,

que representam a maior parcela do consumo do concreto. Neste trabalho, foi

avaliado experimentalmente o comportamento mecnico de lajes pr-

moldadas, atravs do ensaio de vigas T e de lajes pr-moldadas de concreto

armado, submetidas a ensaio de flexo em 4 pontos, produzidas com concreto

reciclado utilizando 50% e 100% de substituio do agregado natural por

reciclado. Buscando avaliar e verificar a viabilidade tcnica da utilizao de

RCD no concreto para a produo de tais elementos. Verifica-se que o

emprego do concreto reciclado com 50% e 100% de substituio dos

agregados grados e midos, vivel para a fabricao de lajes pr-moldadas.

Palavras-Chave: concreto reciclado; resduo de construo e demolio; elementos estruturais.

vii

ABSTRACT

The use of recycled concrete with substitution of the natural aggregate by

recycled aggregate from construction and demolition waste (CDW) is one of the

most promising alternatives for reduction of the environmental impact of the

construction industry. However, for this solution be applied in wide scale it is

necessary that new material can be used in the production of structural

elements, which represent the largest portion of the concrete consumption. In

this work, the mechanical behaviour of flags and T beams, formed by a precast

element and a layer of reinforced concrete, submitted to flexural test. To

produce the upper concrete layer recycled aggregates were used. The

substitution rates of fine and coarse natural aggregate for recycled ones were

50% and 100%.

Keywords: recycled concrete, construction and demolition waste, structural elements.

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - O edifcio do meio ambiente; 1 edifcio do Reino Unido a incorporar

a tecnologia de concreto usinado com a utilizao de agregados

reciclados. (LEVY e HELENE, 2002)...................................................6

Figura 2 - Piso de alta resistncia do Laboratrio de Cardinton construdo

especialmente para analisar o efeito causado por substituio em

massa de 20% de agregados reciclados de concreto e alvenaria de

baixa qualidade (LEVY e HELENE,

2002)....................................................................................................7

Figura 3 - Demolio do piso existente no terreno da Obra do condomnio

Villagio Maia (CAPELLO-2006) ..........................................................8

Figura 4 - Usina de reciclagem no canteiro da obra do condomnio Villagio

Maia (CAPELLO-2006) ......................................................................9

Figura 5 - Contramarcos de janelas produzidos com RCD e empregados na

obra do condomnio Villagio Maia (CAPELLO-2006) ........................9

Figura 6 - Laje formada por vigotas pr-moldadas (BORGES,

1997)...............................................................................................12 Figura 7 - Sees transversais de lajes pr-moldadas - NBR 14859-1-(ABNT-

2002) ..............................................................................................13

Figura 8a Habitao popular executada com laje pr-moldada tipo trilho na

cidade de Aracaju-SE. .................................................................14

Figura 8b Detalhe da vigota pr-moldada tipo trilho utilizada em habitao

popular. .......................................................................................14

Figura 9 - Seo transversal da laje pr-moldada com vigotas tipo trilho em

concreto armado. ...........................................................................15

Figura 10 - Elementos de Enchimento - NBR 14859-1-(ABNT-2002)...............16

Figura 11 - Dimenses, em cm, do bloco cermico utilizado............................17

Figura 12 Representao esquemtica do escoramento de uma laje pr-

moldada..........................................................................................18

Figura 13 - Escoramento de lajes pr-moldadas. .............................................19

Figura 14 - Laje nervurada sem o elemento de enchimento (ATEX do

Brasil)...........................................................................................20

ix

Figura 15 - Detalhe de uma laje nervurada.......................................................21

Figura 16 - Seo T equivalente para as lajes pr-moldadas. .........................24

Figura 17- Situaes analisadas (CARVALHO e FIGUEIREDO -2004) ........26

Figura 18 Domnios de estado limite ltimo de uma seo transversal..........28

Figura 19 Seo T com mesa comprimida....................................................29

Figura 20 Seo T com a mesa e parte da nervura comprimidos..................30

Figura 21 - Curvatura de um elemento fletido...................................................32

Figura 22 - Viga em concreto armado simplesmente apoiada sob aes de

servio- (CARVALHO e FIGUEIREDO 2004) ................................34

Figura 23 - Grfico momento x deslocamento de um elemento de concreto

armado sob flexo...........................................................................35

Figura 24 - Seo no estdio I, sem considerar a presena da armadura........37

Figura 25- Seo no estdio I, com armadura. .................................................38

Figura 26 - Seo no estdio II, com armadura longitudinal As........................39

Figura 27 - Caracterizao gravimtrica do resduo..........................................41

Figura 28 - Agregado grado reciclado.............................................................42

Figura 29 - Agregado mido reciclado...............................................................42

Figura 30 Seo T utilizada no ensaio............................................................45

Figura 31 Seo T aps a moldagem antes do ensaio..................................46

Figura 32 Forma de madeira utilizada para a moldagem da viga T...............47

Figura 33 Seo da laje..................................................................................48

Figura 34 Laje aps a moldagem...................................................................48

Figura 35 Armao da vigota..........................................................................49

Figura 36 Armadura de distribuio................................................................49

Figura 37 Frma utilizada para a moldagem da laje.......................................50

Figura 38 a) Frma da vigota.............................................................................51

Figura 38 b) Espaadores plsticos...................................................................51

Figura 39 - Betoneira utilizada para a fabricao dos concretos......................51

Figura 40 Moldagem das vigotas. ..................................................................52

Figura 41 Ensaio de abatimento de cone.......................................................52

Figura 42 Mesa vibratria utilizada para adensamento das vigotas...............53

Figura 43 Vigotas aps a vibrao.................................................................53

Figura 44 Laje pronta para ser concretada.....................................................54

Figura 45 Concretagem da Laje.....................................................................55

x

Figura 46 Adensamento da laje atravs de vibrador......................................55

Figura 47 Transporte da laje at o local do ensaio........................................56

Figura 48 Momento do posicionamento da laje no local do ensaio................57

Figura 49 Detalhe do iamento.......................................................................57

Figura 50 Esquema de carregamento das vigas T........................................58

Figura 51 Esquema de carregamento das lajes.............................................59

Figura 52 Sistema de aquisio de dados......................................................60

Figura 53 Rotao do elemento estrutural no apoio.......................................61

Figura 54 Esquema de carregamento das vigas T.........................................62

Figura 55 Aparato utilizada no ensaio da viga T. ....................................62

Figura 56 Instrumentao utilizada no ensaio da viga T.........................63 Figura 57 - Esquema de carregamento das lajes.............................................63

Figura 58 Aparato utilizado no ensaio das lajes...........................................64

Figura 59 Laje com deflexo excessiva..........................................................65

Figura 60 Grfico momento x deslocamento para as trs vigas T.................67

Figura 61 Grfico momento x deslocamento experimental e terico da viga T

produzida com concreto de referncia............................................71


produzida com concreto reciclado com 50% de substituio.........71


produzida com concreto reciclado com 100% de substituio.......72

Figura 64 Grfico momento x deslocamento para as sries L1, L2, L3.........74

Figura 65 Deslocamentos verticais na direo longitudinal das lajes L1, L2, L3

at a flecha limite de 8,0 mm..........................................................77

Figura 66 Grfico momento x deslocamento experimental e terico da srie

L1.................................................................................................79


L2.................................................................................................79


L3.................................................................................................80

Figura 69 - Grfico fora x deslocamento transversal para os 3 tipos

de painis (LATTERZA-1998) ..................................................81

Figura 70 - Configurao das fissuras da laje de referncia ............................82

xi

Figura 71 - Fotografia da laje de referncia fissurada. .....................................82

Figura 72 - Configurao das fissuras da laje produzida com concreto RCD-

50%.................................................................................................83

Figura 73 - Fotografia da laje RCD-50% fissurada. ..........................................83

Figura 74 - Configurao das fissuras da laje produzida com concreto RCD-

100%...............................................................................................84

Figura 75 - Fotografia da laje RCD-100% fissurada..........................................84

xii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Altura total da laje - NBR 14859-1(ABNT-2002) .............................15

Tabela 2 - Dimenses, em cm, padronizadas dos elementos de enchimento

NBR 14859-1-(ABNT-2002). .............................................................16

Tabela 3 - Limites de deslocamentos para aceitabilidade sensorial - NBR-6118

(ABNT-2004). ....................................................................................23

Tabela 4 Massa especfica e mdulo de finura dos agregados ....................43

Tabela 5 Traos dos concretos. .....................................................................43

Tabela 6 - Valores de resistncia compresso e mdulo de elasticidade dos

concretos.........................................................................................44

Tabela 7 Caractersticas de cada srie..........................................................45

Tabela 8 Dimenses reais das sees T ensaiadas......................................46

Tabela 9 Caractersticas das vigas T..............................................................66

Tabela 10 Cargas de servio terica e experimental. ....................................67

Tabela 11 Caractersticas das Lajes...............................................................73

Tabela 12 Cargas de servio terica e experimental......................................73

Tabela 13 Espaamento mdio entre as fissuras e quantidade total de

fissuras das lajes..........................................................................85

xiii

LISTA DE SMBOLOS

% Porcentagem

< Menor

Menor ou igual

Maior ou igual

a Deslocamento veritical-Flecha

a/c Relao gua/cimento

As rea de ao

bf Largura colaborante da mesa

bw Largura da nervura

cm Centmetro

dmed Altura til mdia

Ec Mdulo de elasticidade secante do concreto

Es Mdulo de deformao longitudinal do ao

fc Resistncia compresso do concreto

fct Resistncia trao direta do concreto

g Grama

g/cm Gramas por centmetro cbico

GPa Giga Pascal

kg Quilograma

kg/m Quilogramas por metro cbico

m Metro

m Metro cbico

mm Milmetro

MPa Mega Pascal

xiv

LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

AGR Agregado Grado Reciclado

AMR Agregado Mido Reciclado

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambienta

CP V-ARI Cimento Portland de alta resistncia inicial

EPS Poliestireno Expandido

ELS Estado Limite de Servio

NBR Norma Brasileira Registrada

RCD Resduo de Construo e Demolio

UEFS Universidade Estadual de Feira de Santana

UFAL Universidade Federal de Alagoas

xv

SUMRIO

AGRADECIMENTOS .............................................................................................iv

RESUMO ................................................................................................................vi

ABSTRACT ............................................................................................................vii

LISTA DE FIGURAS ...............................................................................................viii

LISTA DE TABELAS ..............................................................................................xii

LISTA DE SMBOLOS ............................................................................................xiii

LISTA DE ABREVIATURAS ...................................................................................xiv

CAPTULO 1 - INTRODUO ........................................................................................ ..1

1.1 Consideraes iniciais ....................................................................................1

1.2 Objetivos ..........................................................................................................2

1.3 Estrutura da dissertao ..................................................................................2

CAPTULO 2 CONCRETO COM AGREGADOS RECICLADOS ............................4

2.1 Histrico ...........................................................................................................4

2.2 Aplicaes .......................................................................................................6

2.3 Propriedades mecnicas do concreto reciclado ............................................10

CAPTULO 3 - LAJES FORMADAS POR ELEMENTOS PR-MOLDADOS ..........12

3.1 Conceitos ......................................................................................................12

3.2 Prescries Construtivas ..............................................................................15

3.2.1 Altura Total .........................................................................................15

3.2.2 Elementos de Enchimento ..................................................................16

3.2.3 Execuo ............................................................................................17

xvi

3.3 Anlise Estrutural de Lajes Pr-moldadas ....................................................20

3.3.1 Lajes Nervuradas ...............................................................................20

3.3.2 Critrios de Dimensionamento ...........................................................24

3.3.3 Momento Limite para uma seo T ...................................................27

3.3.4 Armadura Longitudinal .......................................................................30

3.3.5 Clculo da armadura da mesa ...........................................................31

3.3.6 Clculo da armadura de cisalhamento ..............................................31

3.4. Deflexes de Lajes ......................................................................................32

3.4.1 Introduo ...........................................................................................32

3.4.2 Clculo de flechas em vigas segundo a NBR6118:2004 ....................35

CAPTULO 4 - MATERIAIS E MTODOS...............................................................41

4.1 Materiais .......................................................................................................41

4.1.1 Agregado Reciclado ...........................................................................41

4.1.2 Concreto .............................................................................................43

4.2 Produo dos Elementos Estruturais ............................................................44

4.2.1 Vigas T ...............................................................................................45

4.2.2 Lajes ...................................................................................................47

4.3 Mtodos de Ensaio .......................................................................................58

4.3.1 Ensaio das Vigas T ............................................................................61

4.3.2 Ensaio das Lajes ................................................................................63

CAPTULO 5 - APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS .....................66

5.1 Anlise das Vigas T ......................................................................................66

5.2 Anlise das Lajes ..........................................................................................72

CAPTULO 6- CONSIDERAES FINAIS .............................................................86

6.1 Concluses ...................................................................................................86

6.2 Sugestes para Futuras Pesquisas ..............................................................87

REFERENCIAS.......................................................................................................88

ANEXO Exemplos Numricos ..............................................................................92

1

CAPTULO 1 INTRODUO 1.1 CONSIDERAES INICIAIS

A gerao e a disposio de resduos slidos provenientes de

construes e demolies um dos graves problemas urbanos atuais,

refletindo diretamente na qualidade ambiental dos municpios.

Recentemente, um processo de conscientizao ambiental, aliada

necessidade de reduo de custos, vem se instalando no pas, refletindo-se na

indstria da construo civil que atravs da implantao de programas de

gesto pela qualidade, procura diminuir a gerao de resduos, ou mesmo

reaproveit-los no prprio canteiro de obra. Aliado a isso, a Resoluo do

CONAMA n 307/2002, obriga, por parte dos geradores, a correta destinao e

beneficiamento do resduo da construo e demolio que no poder ser

dispostos em aterros de resduos domiciliares, em reas de bota-fora, em

encostas, corpos dgua, lotes vagos e em reas protegidas por lei. O reuso do

material reciclado pode ser feito na pavimentao urbana, fabricao de

blocos, fabricao de lajes pr-moldadas e outras aplicaes.

Nesse cenrio, a reciclagem surge como uma das formas de soluo para

o problema gerado pelo entulho, tornando-o novamente utilizvel,

principalmente no prprio setor da construo civil, onde h grande

potencialidade de absoro desses resduos. Procurando definir usos para os

reciclados grados e midos, como agregados para concreto, com os devidos

cuidados e restries que lhes cabem, este trabalho tem como objetivo

principal estudar a viabilidade do uso de concreto reciclado de construo e

demolio (RCD) para produo de lajes pr-moldadas. O material a ser

desenvolvido se aplica execuo de lajes pr-moldadas de piso e forro em

habitaes de interesse social, que possuem um ou mais pavimentos.

As lajes pr-moldadas so elementos construtivos bastante utilizados em

alguns tipos de habitaes de interesse social, j que esse sistema estrutural,

formado por vigotas e elementos de enchimento pr-fabricados, um sistema

que serve de forma para a capa de concreto que moldada no local da obra,

alm de ser um sistema de fcil montagem, e consumir uma quantidade

reduzida de escoras. A incorporao do RCD na produo de elementos de

2

concreto pr-moldados poder reduzir significativamente o consumo de energia

e o consumo de agregados naturais.

Dessa forma, o estudo do comportamento mecnico destes concretos

pr-moldados confeccionados a partir de agregados reciclados de RCD de

fundamental importncia para a utilizao segura dos mesmos e um avano na

questo ambiental, econmica e social da construo civil.

1.2 OBJETIVOS Os objetivos do presente trabalho so:

Demonstrar a potencialidade da utilizao do concreto reciclado, como

material estrutural.

Avaliar o desempenho estrutural, flexo, de lajes pr-moldadas

confeccionados com concretos utilizando-se a frao grada e mida do

material reciclado como substituio parcial ou total do material natural.

Verificar a validade da NBR 6118 (ABNT, 2004) para o

dimensionamento de peas estruturais fabricadas com concretos reciclados.

1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAO Esta dissertao foi estruturada em seis captulos, de forma a sintetizar

toda a pesquisa e esclarecer os principais aspectos trabalhados, como segue:

No captulo 1 apresenta-se a introduo do trabalho, os aspectos

relevantes do tema, os objetivos e apresentao da dissertao.

No captulo 2 feita uma reviso bibliogrfica sobre o concreto reciclado,

destacando-se o seu histrico, as sua propriedades mecnicas e aplicaes.

O captulo 3 trata das lajes formadas por elementos pr-moldados, neste

captulo so descritas algumas prescries construtivas e tambm feita uma

anlise estrutural de lajes pr-moldadas, verificando-se os critrios de

dimensionamento, a determinao da armadura longitudinal e o clculo de

flechas em lajes, segundo a NBR 6118 (ABNT, 2004).

O captulo 4 apresenta os materiais e mtodos. Descreve os materiais

utilizados no trabalho e os mtodos de ensaio para o estudo do comportamento

flexo das vigas T e das lajes pr-moldadas.

3

No captulo 5 feita a apresentao e anlise dos resultados dos ensaios.

Esta anlise consiste na comparao dos resultados dos ensaios flexo dos

elementos estruturais produzidos com concreto reciclados, com os elementos

estruturais produzidos com o concreto de referncia. feita ainda, uma anlise

terica do comportamento das vigas T e das Lajes, os resultados tericos

foram comparados com os resultados experimentais.

No captulo 6 so feitas as consideraes finais sobre os resultados

obtidos no trabalho, e em seguida, apresentam-se recomendaes para futuras

pesquisas.

Finalizando-se, apresentam-se as referncias utilizadas em todo o

desenvolvimento do trabalho, bem como um anexo com exemplos de

determinao de flechas em lajes produzidas com concretos convencionais e

lajes produzidas com concretos reciclados.

4

CAPTULO 2 CONCRETO COM AGREGADOS RECICLADOS

2.1 HISTRICO SCHULZ e HENDRICKS, citados por LEITE (2001), mostram registros da

utilizao de alvenaria britada para produo de concreto desde a poca dos

romanos. Igualmente nesta poca era usada uma mistura de argilas, cinzas

vulcnicas, cacos cermicos e pasta aglomerante de cal, que servia como uma

camada para pavimentos, sobre a qual efetuava-se o revestimento final do

pavimento (BRITO FILHO, citado por LEITE, 2001).

A produo de concretos com agregados reciclados ocorre a partir de

1928, quando comearam a ser desenvolvidas pesquisas de forma sistemtica,

para avaliar o efeito do consumo de cimento, consumo de gua e granulometria

dos agregados de alvenaria britada e de concreto. Porm a primeira aplicao

significativa de entulho reciclado, s foi registrada aps o final da 2 Guerra

Mundial, na reconstruo de cidades Europias, que tiveram seus edifcios

totalmente demolidos e o escombro ou entulho resultante, foi britado para

produo de agregados, visando atender demanda na poca WEDLER e

HUMMEL, citados por LEVY e HELENE, (2002). Com base neste fato LEVY e

HELENE,(2002) afirmam que 1946 marca o incio do desenvolvimento da

reciclagem de resduos de construo e demolio na construo.

Em 1977, no Japo, foram propostas as primeiras normas para utilizao

de agregado reciclado de concreto. Depois de 1982 as normas ASTM C 32-82

e C 125-79 incluram o agregado grado reciclado de concreto nas

especificaes de agregado para concreto (HANSEN, citado por LEITE, 2001).

A partir da dcada de 80, normas e recomendaes tambm entraram em vigor

nos Pases Baixos, na Dinamarca, na Rssia e na Alemanha, entre outros. E

mais estudos esto sendo desenvolvidos em outros pases como, Frana,

Espanha, Blgica, Noruega, Arbia Saudita, China, entre outros (QUEBAUD,

BALLISTA e MACHADO Jr., citados por LEITE, 2001).

No Brasil, o primeiro estudo sistemtico para a utilizao de resduos de

construo e demolio foi concludo em 1986, pelo arquiteto Tarcsio de Paula

Pinto. Sua pesquisa consistiu em estudar o uso do reciclado para produo de

argamassas (PINTO,1986).

5

Segundo HANSEN, citado por LIMA (1999), para que se aplique um

agregado no concreto preciso que este atenda s exigncias gerais de

algumas especificaes:

Deve ser suficientemente resistente para o uso no tipo de

concreto em que for empregado;

Deve ser dimensionalmente estvel conforme as modificaes de

umidade;

No deve reagir com o cimento ou com o ao usado nas

armaduras;

No deve conter impurezas reativas;

Deve ter forma de partculas e granulometria adequadas

produo de concreto com boa trabalhabilidade.

Para utilizao de material reciclado como agregado para concreto

devem ser realizadas misturas experimentais do mesmo modo que estas

misturas so feitas para concretos convencionais. Deve ser estabelecida a

quantidade de gua suficiente para garantir a trabalhabilidade da mistura,

porm, desde que no haja excesso de gua, fato que comprometeria o uso

racional de cimento para alcanar a resistncia desejada a um custo

compatvel (LEITE, 2001).

As caractersticas dos concretos com reciclados variam mais que a de

concretos convencionais, pois alm das variaes ligadas relao a/c e ao

consumo de aglomerantes, h ainda as mudanas determinadas por variaes

na composio e outras caractersticas fsico-qumicas dos resduos reciclados.

Apesar disto, pode-se obter concretos com reciclado adequados a diversos

servios de construo, desde que se tomem cuidados com a produo do

agregado e do novo concreto (escolha do resduo, classificao e separao

dos contaminantes, controle de qualidade, adoo de procedimentos corretos

de aplicao, anlise das condies de exposio e outros cuidados) (LIMA,

1999).

6

2.2 APLICAES Como o concreto reciclado j vem demonstrando um bom desempenho

numa srie de usos em obras urbanas, com a obteno de custos bastante

vantajosos, possvel programar sua utilizao em concretos para: bases de

pavimentos, estruturas residenciais com fck < 20MPa e produo de artefatos

pr-moldados em concreto (tubos, lajes, blocos).

No Japo, dois teros do resduo de concreto demolido j utilizado para

pavimentao de rodovias. Todavia, j existe um plano para que seja

estimulado o uso deste resduo para produo de novos concretos (VSQUEZ

e BARRA, 2000). Muitos pases esto adotando esta soluo: utilizar cada vez

mais os resduos de construo, e tentar incorpor-lo em usos cada vez mais

nobres.

A partir de 1988 a Comunidade Europia executou um grande nmero de

obras em concreto obtido a partir de agregados reciclados, de concreto, de

alvenaria, assim como da mistura de ambos. Algumas dessas obras so obras

de grande porte como pode ser visto nas Figuras 1 e 2 (LEVY e HELENE,

2002).

Figura 1 - O edifcio do meio ambiente; 1 edifcio do Reino Unido a incorporar a tecnologia de concreto usinado com a utilizao de agregados reciclados

(LEVY e HELENE, 2002)

7

Figura 2 - Piso de alta resistncia do Laboratrio de Cardinton construdo

especialmente para analisar o efeito causado por substituio em massa de 20% de agregados reciclados de concreto e alvenaria de baixa qualidade.

(LEVY e HELENE, 2002)

No Brasil, as administraes municipais de algumas cidades como Belo Horizonte e cidades do interior paulista, tem recorrido a reciclagem de resduos

de construo e demolio como forma de equacionar o problema da gerao

de entulhos, que vem se transformando em problema de grandes propores

nas maiores metrpoles do pas.

LATTERZA (1998), realizou um estudo com a utilizao de concreto

produzido com agregado grado reciclado na fabricao de painis leves de

vedao. Neste estudo foram feitas avaliaes do desempenho dos painis nos

ensaios flexo com a finalidade de se obter uma aplicao prtica do

concreto reciclado. O autor concluiu que o emprego do agregado grado

reciclado em substituio, total ou em parte, do equivalente natural em

concretos de baixa resistncia perfeitamente vivel.

Em Guarulhos, interior de So Paulo, um piso de concreto com 12.500m3

de volume existente no terreno onde foi construdo o condomnio Villaggio

Maia, foi totalmente reciclado, sendo o agregado utilizado sob a forma de

blocos de fundao e de concreto, muros, lajes, contramarcos de janelas e

outros pr-moldados (Figuras 3 a 5 ), (CAPELLO, 2006).

8

Ainda segundo CAPELLO (2006), uma situao semelhante aconteceu

numa obra da Racional Engenharia, no centro do Rio de Janeiro. A construo

do edifcio Torre Almirante, com 36 pavimentos, implicou na demolio de um

esqueleto de nove pavimentos, o que gerou 7 mil m3 de entulho. A construtora

montou uma usina de reciclagem que produziu toda a pavimentao da obra e

ainda blocos de concreto que foram utilizados de fato na construo do edifcio.

Em Curitiba, um projeto-piloto do governo local possibilitou a construo de

uma creche a partir dos resduos gerados na prpria obra, incrementados por

sobras de outras construes feitas pela empresa Enjiu, vencedora da licitao.

Restos de material cermico como telhas e tijolos foram reaproveitados e

utilizados como emboo e argamassa para assentar tijolo.

Figura 3 - Demolio do piso existente no terreno da Obra do condomnio

Villagio Maia (CAPELLO-2006)

9

Figura 4 - Usina de reciclagem no canteiro da obra do condomnio Villagio

Maia (CAPELLO-2006)

Figura 5 - Contramarcos de janelas produzidos com RCD e empregados

na obra do condomnio Villagio Maia (CAPELLO-2006)

10

2.3 PROPRIEDADES MECNICAS DO CONCRETO RECICLADO a) Resistncia compresso Uma das propriedades mecnicas mais abordadas e que tem relevncia

na caracterizao do concreto no estado endurecido a resistncia

compresso. Pode-se correlacionar diversas propriedades do concreto, tais

como resistncia trao e abraso, e mdulo de deformao longitudinal

com a resistncia compresso.

Em concretos convencionais, produzidos com agregados naturais,

densos e resistentes, a resistncia compresso tem enorme influncia da

porosidade da matriz e da zona de transio. J em concretos reciclados, nos

quais valores de resistncia compresso tendem a ser inferiores a dos

convencionais, a ruptura se faz nos agregados, levando-os a serem o elemento

determinante nesta propriedade para esses concretos.

Todos os materiais dos quais o concreto composto afetam diretamente

a sua resistncia e o seu desempenho final. Assim, os agregados tambm so

extremamente importantes para anlise criteriosa das propriedades do

concreto. Qualquer variao dos materiais componentes do concreto merece

um estudo sistemtico e isso tambm se aplica ao agregado reciclado,

principalmente quando se pensa que eles correspondem at 80% de toda

mistura (LEITE, 2001).

Segundo XIAO, et. al. (2005), existe um decrscimo na resistncia

medida que se aumenta o teor de agregado reciclado. Comparando os valores

da mistura sem agregado reciclado e a com 100%, este decrscimo atinge

cerca de 19%.

LIMA (1999), em seus estudos, concluiu que as perdas de resistncia

dos concretos com reciclado em relao ao convencional mostraram-se

diferentes nas pesquisas nacionais (brasileiras), variando de inexistentes at

50%.

b) Resistncia trao No estudo elaborado por LATTERZA e MACHADO Jr. (2003), pode-se

concluir que a qualidade do agregado grado no influenciou os resultados dos

ensaios na graduao estudada (dimenso mxima de 9,5 mm). Para os

autores, os concretos com agregados reciclados tiveram desempenho igual, ou

ligeiramente superior, caso do concreto com 50% de substituio. Segundo os

11

autores, este fato, devido boa aderncia entre a pasta e o agregado

reciclado. Reforando essa hiptese, os autores observaram nos ensaios que

tanto na compresso diametral, quanto na flexo, as rupturas davam-se

atravs dos agregados.

SHETHAMARAI e MANOHARAN (2003), obtiveram, em seus estudos,

valores de resistncia trao de concretos reciclados de material cermico

menores que os valores do concreto convencional.

c) Mdulo de deformao longitudinal Para RAVINDRARAJAH, citado por LEVY (2001), o mdulo de

deformao longitudinal dos concretos com agregados reciclados menor do

que o dos concretos com agregados naturais e alm do mais esta diferena

maior para resistncias compresso mais elevadas. Tais redues podem

chegar a 40 % e quanto maior o teor de substituio do agregado grado

natural pelo reciclado, e quanto menor a resistncia dos concretos, maiores

so as redues observadas no mdulo do concreto reciclado em relao ao

de referncia, de acordo com LEITE (2001).

LATTERZA e MACHADO Jr. (2003), em seu estudo sobre concreto com

agregado grado reciclado, relataram que, quanto ao mdulo de deformao

longitudinal, no se observou variao entre o concreto de referncia e os

concretos contendo 100% e 50% de grados reciclados, ao contrrio da anlise

feita pelos autores quanto resistncia compresso. Isto pode ser devido

pasta que penetra nos poros superficiais dos reciclados, garantindo maior

interao entre a pasta e o agregado. A cura mida interna tambm pode

favorecer a aderncia entre a matriz de cimento e o agregado. Ainda segundo

os autores, para dimenso mxima dos gros de 9,5 mm, o comportamento,

quanto s propriedades elsticas, foi semelhante para os trs concretos (100%

reciclado; 100% natural; e 50% de reciclado e 50%de natural).

JUAN (2004), baseado em resultados de ensaios, estabeleceu as

seguintes equaes para o clculo do mdulo de elasticidade em concretos

reciclados com 50% e 100% de substituio :

3 %)50(.8936%)50( cmc fE = com %)50(cmf em MPa (1)

3 %)100(.7017%)100( cmc fE = com %)100(cmf em MPa (2)

12

CAPTULO 3 - LAJES FORMADAS POR ELEMENTOS PR-MOLDADOS

3.1 CONCEITOS

As lajes pr-moldadas so aquelas formadas por uma parte pr-moldada

de concreto armado (vigotas), um elemento de enchimento (bloco cermico ou

poliestireno expandido-EPS) e uma capa de concreto moldada no local (Figura

6).

Esse tipo de Laje um elemento estrutural amplamente usado em todas

as regies do pas, j que as vigotas e os elementos de enchimento, por serem

pr-fabricadas, so de fcil montagem e servem de forma para a capa de

concreto que moldada no local da obra. Essa caracterstica para esse tipo de

laje tambm traz reduo na quantidade de escoras utilizadas, quando

comparada com a laje macia.

Figura 6 - Laje formada por vigotas pr-moldadas (BORGES, 1997)

Estruturalmente as lajes formadas por vigotas pr-moldadas, em funo

de sua geometria, so consideradas lajes nervuradas, e apesar do grande

volume de concreto moldado no local, so caracterizadas como lajes pr-

moldadas, portanto, laje pr-moldada nervurada.

A Figura 7 apresenta as sees transversais para as lajes pr-moldadas

especificadas pela NBR 14859-1 (ABNT, 2002) .

13

a) Lajes com vigotas tipo trilho em concreto armado

b) Lajes com vigotas tipo trilho em concreto protendido

c) Lajes com vigotas tipo trelia

Figura 7: Sees transversais de lajes pr-moldadas

NBR 14859-1-(ABNT-2002)

As lajes mostradas nas Figuras 7a e 7c so as mais utilizadas, sendo a

laje com vigotas tipo trilho em concreto armado para vos menores, atingindo

um valor de at 5m, e a laje com vigota tipo trelia para vos maiores, atingindo

um valor de at 12m .

Neste trabalho sero abordadas as lajes formadas pelos seguintes

elementos: vigotas pr-moldadas tipo trilho, bloco cermico como elemento de

enchimento, armadura de distribuio e uma capa de concreto moldada no

local como mostra a Figura 7a. Elas so utilizadas em pequenas obras e em

obras de conjuntos habitacionais, como mostram as Figuras 8a e 8b.

14

Figura 8a Habitao popular executada com laje pr-moldada tipo trilho

na cidade de Aracaju-SE

Figura 8b Detalhe da vigota pr-moldada tipo trilho utilizada em

habitao popular

15

3.2 PRESCRIES CONSTRUTIVAS

3.2.1 ALTURA TOTAL A figura 9 mostra a seo transversal da laje pr-moldada com vigotas

tipo trilho em concreto armado, onde hc a altura da capa de concreto, ho a

altura do elemento de enchimento, As a armadura longitudinal da vigota e As

distribuio a armadura de distribuio da capa.

Figura 9 - Seo transversal da laje pr-moldada com vigotas tipo trilho

em concreto armado

Segundo a NBR 14859-1(ABNT-2002), as alturas totais das lajes (ho+hc)

variam, de acordo com as alturas de enchimento, como mostra a Tabela 1.

Outras dimenses podem ser utilizadas, desde que atendidas todas as

disposies da norma e que o fornecedor e comprador estejam de acordo.

Tabela 1-Altura total da laje - NBR 14859-1(ABNT-2002)

Altura do elemento de enchimento (ho) - cm Altura total da Laje (ho+hc) - cm

7,0 10,0; 11,0; 12,0

8,0 11,0; 12,0; 13,0

10,0 14,0; 15,0

12,0 16,0; 17,0

16,0 20,0; 21,0

20,0 24,0; 25,0

24,0 29,0; 30,0

29,0 34,0; 35,0

16

Neste trabalho foram utilizadas as lajes com altura total de 11cm, sendo

o valor de ho igual a 7cm e hc igual a 4 cm.

3.2.2 ELEMENTOS DE ENCHIMENTO Os elementos de enchimento devem ter as dimenses padronizadas,

definidas na Tabela 2 e Figura 10, podendo ser macios ou vazados e

compostos por materiais leves, suficientemente rgidos, que no produzam

esforos ao concreto e s armaduras.

Figura 10 - Elementos de Enchimento - NBR 14859-1-(ABNT-2002)

Tabela 2-Dimenses, em cm, padronizadas dos elementos de enchimento

NBR 14859-1-(ABNT-2002)

Altura (he) nominal 7,0 (mnima); 8,0; 9,5; 11,5; 15,5;

19,5; 23,5; 28,5

Largura (be) nominal 25,0 (mnima); 30,0; 32,0; 37,0;

39,0; 40,0; 47,0; 50,0 Comprimento (c) nominal 20,0 (mnima); 25,0

Abas de (av) 3,0 encaixe (ah) 1,5

No Brasil os elementos de enchimento mais utilizados so os produzidos

a partir de poliestireno expandido (EPS) e os blocos cermicos.

A Figura 11 mostra o elemento de enchimento adotado neste trabalho,

verifica-se que suas dimenses esto de acordo com as especificadas na

Tabela 2.

17

Figura 11 - Dimenses, em cm, do bloco cermico utilizado

3.2.3 EXECUO Os elementos pr-moldados, nas fases de montagem e concretagem, so

elementos resistentes do sistema, e possuem a capacidade de suportar, alm

de seu peso prprio, a ao dos elementos de enchimento, do concreto da

capa e de uma pequena carga acidental. Dessa maneira, o escoramento

necessrio para executar uma laje desse tipo no requer um grande nmero de

pontaletes ou escoras (Figuras 12a, 12b e 13). Alm disso, para executar a

concretagem da capa no necessrio o uso de frmas, como o caso das

lajes macias de concreto, pois o elemento de enchimento possui essa funo.

30

1,5 1,5

3 7

20

18

a) Detalhe dos apoios e contraventamntos

b) Perspectiva

Figura 12 Representao esquemtica do escoramento de uma laje pr-

moldada

19

Figura 13 - Escoramento de lajes pr-moldadas

As principais vantagens desse sistema so:

a) Eliminao de frmas;

b) Reduo sensvel da quantidade de escoramentos;

c) Utilizao de elementos pr-moldados com armaduras pr-

incorporadas em ambiente industrial;

d) Rapidez de execuo.

Como desvantagens destacam-se valores dos deslocamentos

transversais, bem maiores que os apresentados pelas lajes macias e a

exigncia de um clculo rigoroso, caso seja necessrio a localizao de

paredes sobre a laje sem que exista uma viga como suporte.

20

3.3 ANLISE ESTRUTURAL DE LAJES PR-MOLDADAS

No dimensionamento da laje pr-moldada desconsidera-se a contribuio

do elemento de enchimento (bloco cermico ou EPS), que no tem funo

estrutural. Dessa forma, o elemento estrutural passa a ser composto de vigotas

mais a capa de concreto possuindo um comportamento semelhante ao de uma

laje nervurada.

3.3.1 LAJES NERVURADAS As lajes nervuradas so lajes moldadas no local ou com nervuras pr-

moldadas, cuja zona de trao para momentos positivos est localizada nas

nervuras entre as quais podem ser colocados materiais inertes, de forma a

tornar plana a superfcie externa. Os materiais inertes devem ter peso

especfico reduzido em comparao com o peso especfico do concreto,

podendo ser empregados blocos cermicos, blocos de concreto leve ou isopor.

Alternativamente, como mostra a Figura 14, os espaos entre as nervuras

podem ser preenchidos com frmas industrializadas que, aps sua retirada,

deixam vista as nervuras da laje.

Figura 14 - Laje nervurada sem o elemento de enchimento

(ATEX do Brasil)

21

De uma maneira geral, as lajes nervuradas so usadas para vencer

grandes vos, sendo necessrio formar um sistema estrutural altamente

eficiente, constitudo por um conjunto de nervuras dispostas em uma ou duas

direes, com espaamentos regulares entre si.

A Figura 15 mostra o detalhe da seo transversal de uma laje nervurada,

onde hf a altura da capa de concreto, ht altura total (altura da capa + altura

da nervura), bw a largura da nervura, lo a distncia entre as nervuras e bf

a largura efetiva da mesa da seo T.

Figura 15 - Detalhe de uma laje nervurada

De acordo com a NBR-6118 (ABNT, 2004), no clculo de lajes nervuradas

devem ser observadas as seguintes prescries:

A espessura da mesa, quando no houver tubulaes horizontais

embutidas, deve ser maior ou igual a 1/15 da distncia entre

nervuras e no menor que 3 cm.

O valor mnimo absoluto deve ser 4 cm, quando existirem

tubulaes embutidas de dimetro mximo 12,5 mm.

A espessura das nervuras no deve ser inferior a 5 cm.

Nervuras com espessura menor que 8 cm no devem conter

armadura de compresso.

Para o projeto das lajes nervuradas devem ser obedecidas as seguintes

condies:

a) para lajes com espaamento entre eixos de nervuras

menor ou igual a 65 cm, pode ser dispensada a verificao da flexo da mesa,

e para a verificao do cisalhamento da regio das nervuras, permite-se a

considerao dos critrios de laje;

22

b) para lajes com espaamento entre eixos de nervuras entre

65 cm e 110 cm, exige-se a verificao da flexo da mesa e as nervuras devem

ser verificadas ao cisalhamento como vigas; permite-se essa verificao como

lajes se o espaamento entre eixos de nervuras for at 90 cm e a largura mdia

das nervuras for maior que 12 cm;

c) para lajes nervuradas com espaamento entre eixos de

nervuras maior que 110 cm, a mesa deve ser projetada como laje macia,

apoiada na grelha de vigas, respeitando-se os seus limites mnimos de

espessura.

Na definio da seo transversal da laje nervurada feita uma analogia

em que a capa de concreto moldado in loco uma laje macia e as nervuras

formam um conjunto de vigas. Utilizando-se os preceitos da NBR 6118 (ABNT-

2004), a parte de laje a ser considerada como elemento de viga ser

determinada, conforme nomenclatura da Figura 15, a partir da seguinte

expresso:

1.2 bbb wf += (3)

Onde:

loa

b5,01,0

1

O valor de lo dado pela distncia entre as nervuras. E o parmetro a

depende da distncia entre momentos fletores nulos, podendo ser estimado em

funo do comprimento do vo terico L do tramo, considerado atravs das

seguintes expresses:

- tramo simplesmente apoiado:................................. a = 1,00.L

- tramo com momento em uma s extremidade:....... a = 0,75.L

- tramo com momentos nas duas extremidades: ...... a = 0,60.L

- tramo em balano: .................................................a = 2.L

Conhecido o carregamento atuante, os esforos solicitantes nas lajes

isoladas unidirecionais podem ser obtidos considerando o modelo de viga bi-

apoiada e quando houver continuidade nos apoios intermedirios, pode ser

utilizado o modelo de viga contnua desde que se tenha segurana da

capacidade da laje em transmitir os momentos fletores negativos.

Mesmo que a laje tenha sido dimensionada simplesmente apoiada,

23

recomendada a adoo de uma armadura construtiva sobre os apoios, e com

isto reduzir a fissurao da mesma nestas regies.

O dimensionamento feito verificando a segurana das lajes nervuradas

em relao aos estados limites, de acordo com os preceitos da NBR-6118

(ABNT-2004).

Na verificao do estado limite de deformao excessiva, deve ser

utilizada a combinao quase permanente das aes, podendo ser escrita da

seguinte maneira:

qkgkserd FFF 2, += (4) Onde:

serdF , o valor de clculo das aes para combinaes de servio

gkF aes permanentes, podendo ser peso prprio da laje, peso de

alvenarias e revestimentos, etc.

qkF aes principais acidentais, podendo ser cargas variveis, sobrecarga

de utilizao, etc.

2 o fator de reduo de combinao quase freqente para ELS

Os deslocamentos mximos (flechas) medidos a partir do plano que

passa pelos apoios esto limitados aos valores fornecidos pela NBR-6118

(ABNT-2004). A Tabela 3 mostra os limites dos deslocamentos para

aceitabilidade sensorial.

Tabela 3 - Limites de deslocamentos para aceitabilidade sensorial - NBR-

6118 (ABNT-2004)

Tipo de efeito Razo da

limitao

Exemplo Deslocamento

a considerar

Deslocamento

limite

Visual Deslocamentos

visveis em

elementos

estruturais

Total 250/l Aceitabilidade

sensorial

Outro Vibraes

sentidas no

piso

Devido a

cargas

acidentais

350/l

.

24

3.3.2 CRITRIOS DE DIMENSIONAMENTO Uma vez obedecidas as prescries da NBR-6118 (ABNT-2004) para

lajes nervuradas, o clculo da laje pr-moldada pode ser feito como se as

vigotas mais a capa de concreto fossem vigas com seo transversal em forma

de T conforme indicado na Figura 16.

Figura 16 - Seo T equivalente para as lajes pr-moldadas.

25

Segundo o item 5.4 da NBR 14859-1(ABNT-2002), as vigotas devem ter

uma largura mnima tal que resulte, quando montadas em conjunto com os

elementos de enchimento, uma nervura com largura mnima de 4,0cm.

Para identificar um processo de clculo que possa ser utilizado com

facilidade, segurana e que resulte em valores prximos aos reais para

pavimentos com lajes formadas por vigotas pr-moldadas, foi realizado por

CARVALHO e FIGUEIREDO (2004) um estudo terico que traz uma anlise

detalhada sobre o comportamento de trs situaes diferentes (Figura17):

a) Laje pr-moldada composta de elementos totalmente

independentes, ou seja, a laje modelada como se fosse um

conjunto de vigas simplesmente apoiadas onde a capa de

concreto apenas aumenta a largura da mesa e, no proporciona

rigidez na direo transversal;

b) Laje pr-moldada devidamente solidarizada com a capa de

concreto;

c) Laje Macia.

Na Figura 17 as vigas V1, V2, V3 e V4 foram consideradas indeslocveis

na vertical, para efeito de clculo.

26

Figura 17- Situaes analisadas (CARVALHO e FIGUEIREDO -2004)

27

Verificou-se que os deslocamentos so maiores quando todos os

elementos trabalham de forma isolada caso a e menores quando se

considera o efeito de placa caso c. A laje pr-moldada caso b apresentou

um comportamento intermedirio, porm bem mais prximo do caso a

elementos isolados.

Com base nos resultados anteriores FLRIO (2004) conclui que

perfeitamente aceitvel a considerao de lajes unidirecionais nervuradas pr-

moldadas comportando-se como elementos independentes, justificando o

emprego de um modelo matemtico simplificado, que consiste em um conjunto

de vigas paralelas que trabalham praticamente independentes para o

dimensionamento flexo e a verificao do estado de deformao excessiva.

Ensaios realizados por PIETRO (1993) mostraram que as deflexes reais

em lajes pr-moldadas com vigotas tipo trilho foram menores que as tericas

calculadas atravs do modelo de vigas isoladas, considerando-as como vigas

de seo T com o valor de bf igual ao intereixo resultante da interao da

nervura com capeamento.

3.3.3 MOMENTO LIMITE PARA UMA SEO T Segundo a NBR 6118 (ABNT-2004) o estado limite ltimo para uma viga

de concreto armado caracterizado quando a distribuio das deformaes na

seo transversal pertencer a um dos domnios definidos na Figura 18. Os

domnios representam as diversas possibilidades de runa da seo. A cada

par de deformaes especficas de clculo c e s correspondem um esforo

normal, se houver, e um momento fletor atuantes na seo.

28

Figura 18 Domnios de estado limite ltimo de uma seo transversal

Para a determinao da resistncia de clculo de uma dada seo

transversal, preciso saber em qual domnio est situado o diagrama de

deformaes especficas de clculo dos materiais (ao e concreto).

O dimensionamento de uma pea em concreto armado deve

preferencialmente, ser feito no domnio 3, j que nesta situao, a deformao

da armadura tracionada pelo menos igual deformao de incio de

escoamento. Assim, a ruptura do concreto ocorre simultaneamente com o

escoamento da armadura. Esta a situao desejvel para projeto, pois os

dois materiais so aproveitados inteiramente e, alm disso, no h risco de

runa no avisada.

As peas que chegam ao estado ltimo no domnio 3 so chamadas de

normalmente armadas na fronteira entre os domnios 3 e 4.

O domnio 3 limitado pela condio

lim3lim3

0035,0XdXyd

=

(5)

Resultando na posio limite da linha neutra

0035,00035,0lim3+

=ydd

X

(6)

Utilizando a distribuio retangular simplificada para as tenses de

compresso proposta pela NBR 6118 (ABNT-2004) em substituio ao

29

diagrama parbola-retngulo, onde a altura do retngulo dada por 0,8X (X

a posio da linha neutra), a seo estar comprimida desde a borda superior

at uma profundidade igual a 0,8Xlim.

Para hf 0,8Xlim , apenas a mesa estar comprimida e, neste caso, o

dimensionamento idntico ao de uma seo retangular com largura bf e altura

h como mostra a Figura 19.

Figura 19 Seo T com mesa comprimida

Para esta situao, atravs das equaes de equilbrio, tem-se que o

momento limite dado por:

cdfd XdXbM )(8,0 limlimlim = (7)

Onde:

limX a posio da linha neutra

fb a largura da mesa

d a altura til

cd tenso de compresso do concreto

Com hf < 0,8Xlim tem-se a mesa e parte da nervura comprimidos,

conforme mostra a Figura 20. Para esta situao o valor do momento limite

dado pela equao (8).

30

Figura 20 Seo T com a mesa e parte da nervura comprimidos

cdd ZAZAM )( 2211lim += (8)

3.3.4 ARMADURA LONGITUDINAL A quantidade de armadura longitudinal, para as sees transversais em

forma de T, conhecidos o valor da profundidade da linha neutra (Xlim), a tenso

de compresso no concreto ( cd ), a largura da mesa ( fb ) e o tipo de ao ( ydf ),

determinada, a partir do equilbrio das foras atuantes na seo de acordo

com o domnio 3 estabelecido pela NBR-6118 (ABNT, 2004), conforme so

apresentadas nas equaes (9) e (10). Para hf 0,8Xlim :

yd

cdfS f

XbA

lim8,0= (9)

31

Para hf < 0,8Xlim :

yd

cdS f

AAA

)( 21 += (10)

3.3.5 CLCULO DA ARMADURA DA MESA Segundo a NBR 14859-1(ABNT-2002), deve ser colocada uma armadura

de distribuio posicionado na capa, nas direes transversal e longitudinal,

para a distribuio das tenses oriundas de cargas concentradas e para o

controle da fissurao. Essa armadura deve ter seo de no mnimo 0,9 cm2/m

para os aos CA-25, de 0,6cm2/m para os aos CA-50 e CA-60 e tela soldada

contendo pelo menos trs barras por metro.

3.3.6 CLCULO DA ARMADURA DE CISALHAMENTO Para as lajes nervuradas com espaamento entre eixos de nervuras

menor ou igual a 65 cm (a grande maioria das lajes pr-moldadas), as nervuras

podem ser verificadas ao cisalhamento com critrios de lajes. Neste ltimo

caso os estribos podero ser dispensados desde que 1wuwd .

Sendo

dbV

w

dwd .

= (11)

rdwu k )402,1( 11 += (12)

Onde

ctdrd f25,0= (13)

dbAs

w .1 = (14)

Para elementos onde 50% da armadura inferior no chega

at o apoio: 1=k

Para os demais casos: dk = 6,1 , no menor que 1 , com

d em metros.

32

L

3.4 DEFLEXES DE LAJES 3.4.1 INTRODUO Para as vigas que possuem comportamento elstico linear, o valor do

mximo deslocamento imediato pode ser determinado atravs da linha elstica

do elemento fletido, admitindo-se as hipteses iniciais de pequenos

deslocamentos, das sees permanecerem planas aps a deformao e

tambm a possibilidade de ser desprezada a parcela de deformao devida ao

efeito de esforo cortante.

Seja uma viga prismtica sujeita flexo pura, a curvatura da superfcie

neutra pode ser expressa por (Figura 21):

Figura 21 - Curvatura de um elemento fletido

EIxM

dxyd )(2

2

= (15)

Onde:

M(x) Momento fletor ;

E Mdulo de elasticidade;

I Momento de inrcia da seo transversal.

33

A partir da equao (15), o clculo do maior deslocamento definido

como flecha pela NBR 6118 (ABNT,2004) em uma laje unidirecional

submetida a 2 cargas concentradas, considerando a altura constante e o

modelo de viga isolada resulta:

)43(.24

22 ulIE

Macs

= (16)

Onde:

a = maxy = Flecha mxima

uPM .= (17)

sendo :

P Carga concentrada

u - Distncia entre o apoio e a carga

l Vo da viga

csE Mdulo de elasticidade secante do concreto dado por:

fckEcs 4760= ( fck em MPa) (18)

I - Momento de Inrcia

No caso das peas em concreto armado a determinao da flecha atravs

da equao (16) precisa ser corrigida, pois o material no homogneo, e

mesmo sob aes de servio, existe a possibilidade da viga ter parte do

concreto fissurado, o que diminui a rigidez das sees nessas regies. Sendo

assim, uma viga em concreto armado pode trabalhar parte no estdio I e parte

no estdio II (Figura 22).

34

Figura 22 - Viga em concreto armado simplesmente apoiada sob aes

de servio- (CARVALHO e FIGUEIREDO 2004)

No estdio I o concreto resiste s tenses de trao juntamente com a

armadura e o diagrama de tenses no concreto linear. Para momentos

maiores que o momento de fissurao (Mr) a partir do qual podem surgir

fissuras de flexo na seo, o concreto tracionado no tem a capacidade de

resistir s tenses, admitindo-se assim que toda a trao seja resistida pelo

ao, essa situao chamada de estdio II puro. A inrcia dessas sees

nessa situao so menores que as no estdio I .

O comportamento momento x deflexo de elementos estruturais de

concreto armado sujeitos flexo esquematizado na Figura 23.

35

Figura 23 - Grfico momento x deslocamento de um elemento de concreto

armado sob flexo

O trecho entre 0 e Mr representa o estdio I, sendo Mr o momento de

fissurao. O trecho entre Mr e My caracteriza o estdio II e o trecho acima de

My mostra o escoamento da armadura.

Verifica-se portanto que as sees de peas em concreto armado

trabalham nos estdios I ou II quando so solicitadas pelas aes de servio,

e como em uma viga existem sees trabalhando nas duas situaes, sua

rigidez influenciada pelo momento e pelo grau de fissurao do concreto.

Assim, para a determinao da flecha imediata necessrio obter uma inrcia

que reflita essa condio e possibilite a soluo da equao (16).

3.4.2 CLCULO DE FLECHAS EM VIGAS SEGUNDO A NBR6118-2004 A separao entre o estdio I e o estdio I I definida pelo momento de

fissurao Mr. Esse momento pode ser calculado pela seguinte expresso

aproximada:

t

cctr y

IfM

..= (19)

My

Mr

r y

M

36

Onde:

o fator que correlaciona aproximadamente a resistncia trao na

flexo com a resistncia trao direta: = 1,2 para sees T ou duplo T.

= 1,5 para sees retangulares;

ty a distncia do centro de gravidade da seo fibra mais

tracionada;

cI o momento de inrcia da seo bruta;

ctf - a resistncia trao direta do concreto; dado por:

3/23,0 fckfct = (20)

Para uma avaliao aproximada da flecha imediata em vigas, pode-se

utilizar a expresso de rigidez equivalente dada a seguir:

IcEIMaMrIc

MaMrEEI csIIcseq

+

=

33

1)( (21)

onde:

III - o momento de inrcia da seo fissurada de concreto no estdio II,

calculado com cs

e EEs

= ; (22)

Ma - o momento fletor na seo crtica do vo considerado, momento

mximo no vo para vigas biapoiadas ou contnuas e momento no apoio

para balanos, para a combinao de aes considerada nessa avaliao;

Mr - o momento de fissurao do elemento estrutural, cujo valor deve

ser reduzido metade no caso de utilizao de barras lisas;

Ecs - o mdulo de elasticidade secante do concreto.

Para a soluo da equao (21) necessrio determinar as equaes

para o clculo das propriedades geomtricas de uma seo T.

37

a) Seo T no estdio I, sem considerar a presena da armadura

(Figura 24).

Figura 24 - Seo no estdio I, sem considerar a presena da armadura

rea da seo Geomtrica

hbhbbA wfwfg .).( += (23)

Centro de Gravidade:

g

wf

wf

cg A

hbh

bb

y22

)(22

+

= (24)

Momento de inrcia flexo: 2233

2..

2).(

12.

12).(

+

++

=

hyhb

hyhbb

hbhbbIg cgw

fcgfwf

wfwf (25)

38

b) Seo T no estdio I, com armadura total As (Figura 25).

Figura 25- Seo no estdio I, com armadura

A relao entre os mdulos de elasticidade do ao e do concreto

calculada atravs da equao (22).

rea da seo homogeneizada

)1.(.).( ++= ewfwfh AshbhbbA (26)

Onde

321 sss AAAAs ++= (27)

Centro de Gravidade:

h

medewf

wf

h A

dAshbh

bb

y

).1(22

)(22

++

=

(28)

Onde:

321

332211 )()()(

sss

sssmed AAA

dAdAdAd

++++

= (29)

39

Momento de inrcia flexo:

22233

)).(1.(2

..2

).(12.

12).(

medhehwf

hfwfwfwf dyAs

hyhb

hyhbb

hbhbbIg +

+

++

=

(30)

c) Seo no estdio II, com armadura total As (Figura 26)

Figura 26 - Seo no estdio II, com armadura longitudinal As

Linha neutra em servio - (XII)

0322

1 =++ aXaXa IIII (31)

Sendo:

=

21bwa (32)

Asbbha ewff += )(2 (33)

)(2

2

3 wff

emed bbh

Asda = (34)

40

1

31222

24

aaaaa

X II

= (35)

Momento de inrcia

Para XII < hf

23

, )(.3.

medIIeIIf

IIx dXAsXb

I += (36)

Para XII > hf

2233

, ).(.2).(

3.

12).(

dXAsh

XbbXbhbb

I IIef

IIwfIIwfwf

IIX +

++

= (37)

41

CAPTULO 4 MATERIAIS E MTODOS

4.1 MATERIAIS

4.1.1 AGREGADO RECICLADO

O material utilizado na produo do concreto reciclado foi beneficiado e

caracterizado por LIMA, et. al. (2007) com resduos obtidos na cidade de Feira

de Santana. Para a caracterizao dos agregados foram coletadas quatro

amostras em dois bairros do municpio de Feira de Santana - Ba, totalizando 20 3m de resduos de construo e demolio. A Figura 27 mostra a

caracterizao gravimtrica do resduo utilizado.

Figura 27 - Caracterizao gravimtrica do resduo

Considerando apenas o material inerte que corresponde a 49,05% da

amostra total, 55,49% equivale argamassa, 26,49% a material cermico,

16,73% a concreto e, finalmente, 1,28% rocha. Os agregados grados e midos, obtidos aps o beneficiamento e

britagem do entulho, utilizados na fabricao do concreto so mostrados nas

Figuras 28 e 29.

42

Figura 28 - Agregado grado reciclado

Figura 29 - Agregado mido reciclado

43

A Tabela 4 apresenta a massa especfica e o mdulo de finura dos

agregados utilizados na produo dos concretos.

Tabela 4 Massa especfica e mdulo de finura dos agregados

AMR - Agregado Mido Reciclado AGR - Agregado Grado Reciclado

MF Mdulo de Finura

A taxa de absoro do AMR foi de 21% e a do AGR foi de 10%, com uma

taxa de compensao de 40% para os dois agregados.

4.1.2 CONCRETO

Foram produzidos trs tipos de concreto: o primeiro foi chamado de

concreto REF e corresponde ao concreto de referncia produzido com

agregados naturais, o segundo foi denominado RCD-50 e foi produzido com

50% de substituio dos agregados naturais midos e grados pelos

respectivos agregados reciclados, e por fim o terceiro concreto denominado

RCD-100 que foi produzido com 100% de substituio dos agregados naturais

midos e grados pelos respectivos agregados reciclados.

Os traos utilizados para a produo dos concretos foram elaborados

para concretos com uma resistncia compresso de 20MPa aos 28 dias, com

um teor de argamassa de 62%. A Tabela 5 mostra o trao para cada tipo de

concreto.

Todos os concretos utilizados foram confeccionados com o cimento CP-V-

ARI, com s = 3,13 g/cm3 .

Tabela 5 Traos dos concretos.

Trao unitrio em massa (Kg) Concreto Cimento Areia Fina

60% Areia Lavada

40% AMR Brita

9,5mm AGR a/c

REF 1,00 1,91 1,27 - 2,57 - 0,80 RCD-50 1,00 0,95 0,64 1,59 1,28 1,28 0,98

RCD-100 1,00 - - 3,10 - 2,50 1,15

Agregados s (g/cm3) MF Areia Fina 2,61 1,68

Areia Lavada 2,64 2,69 Brita 9,5mm 2,76 5,43

AMR 2,51 2,56 AGR 2,55 6,08

44

Foram realizados em todas as sries ensaios de resistncia

compresso dos concretos com 7, 14 e 28 dias e de mdulo de elasticidade

aos 28 dias. Os resultados so apresentados na Tabela 6.

Tabela 6 - Valores de resistncia compresso e mdulo de elasticidade dos concretos

Concreto

fc 7dias (MPa)

fc 14dias (MPa)

fc 28dias (MPa)

E 28 dias (GPa)

REF 17,8 20,7 24,25 32,1 RCD 50 15,2 17,4 22,7 22,6

RCD 100 14,0 17,9 20,5 20,9 Verifica-se atravs da Tabela 6, que os concretos reciclados (RCD50 e

RCD100) possuem resistncia compresso e mdulo de elasticidade aos 28

dias, menores que o concreto de referncia (REF), e quanto maior a

substituio dos agregados naturais por agregados reciclados, maior a

diferena da resistncia compresso e do mdulo de elasticidade aos 28dias

dos concretos reciclados em relao ao concreto de referncia.

4.2 PRODUO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

O programa experimental consistiu em duas partes. Inicialmente, para se

avaliar o comportamento das vigas T formadas a partir de vigotas tipo trilho,

produzidas por fabricantes da cidade de Feira de Santana, mais uma capa de

concreto, foram moldadas no laboratrio da Universidade Estadual de Feira de

Santana (UEFS), trs vigas que foram submetidas a ensaios de flexo aos 7

dias, com carregamento aplicado nos teros do vo. Os modelos foram

classificados da seguinte forma: srie T1, srie T2 e srie T3. Em seguida foram moldadas trs lajes pr-moldadas formadas por vigotas

e capa de concreto produzidas no laboratrio da UEFS. As lajes foram

submetidas ensaios de flexo aos 14 dias e foram classificadas da seguinte

forma: srie L1, srie L2 e srie L3. A Tabela 7 mostra as caractersticas de cada srie produzida.

45

Tabela 7 Caractersticas de cada srie

Denominao da Srie

Tipo de Elemento

Concreto da Vigota

Concreto da Capa

Teor de Substituio

T1 Viga T Convencional Convencional -

T2 Viga T Convencional Reciclado 50%

T3 Viga T Convencional Reciclado 100%

L1 Laje Convencional Convencional -

L2 Laje Reciclado Reciclado 50%

L3 Laje Reciclado Reciclado 100%

4.2.1-VIGAS T

a) Dimenses Foram executadas trs sries (T1, T2 eT3) , com dimenses previstas de

30 cm de largura e 300 cm de comprimento, e altura total de 11cm. Na Tabela

8 so apresentadas as dimenses reais, aps o processo de moldagem, das

sries. Na Figura 30 apresenta-se a seo tpica da viga T utilizada nos

ensaios e na Figura 31 aps a moldagem em laboratrio.

Figura 30 Seo T utilizada no ensaio

46

Figura 31 Seo T aps a moldagem antes do ensaio

Tabela 8 Dimenses reais das sees T ensaiadas

Sries bf (cm) hc (cm) ho (cm) ht (cm) b (cm) Srie T1 33,00 4,30 7,00 11,30 9,18 SrieT2 33,00 4,70 7,00 11,70 9,07 Srie T3 33,00 4,00 7,00 11,00 9,12

b) Frma e Armadura

Para a moldagem das capas de concreto foram utilizadas frmas de

madeira (Figura 32).

A armao das vigotas tipo trilho foi composta por 2 barras de 5,0 mm na

parte inferior e 1 barra de 5,0 mm na parte superior determinada pelo

fabricante. A armadura de distribuio colocada na capa de concreto foi de

5,0 mm a cada 20 cm.

Vigota

Capa de concreto

47

Figura 32 Frma de madeira utilizada para a moldagem da viga T

c) Vigotas As vigotas tipo trilho utilizadas nas trs sries foram produzidas com

concreto convencional e foram adquiridas j moldadas a partir de um fabricante

da cidade de Feira de Santana.

4.2.2 LAJES

a) Dimenses Foram executadas lajes, com dimenses previstas de 100 cm de largura e

300 cm de comprimento. A Figura 33 apresenta a seo tpica da laje utilizada

nos ensaios e a Figura 34 aps a moldagem em laboratrio.

Armadura de distribuio

Frma de Madeira

48

Figura 33 Seo da laje

Figura 34 Laje aps a moldagem

49

b) Armadura A armao das vigotas tipo trilho foi composta por 2 barras de 5,0mm na

parte inferior e 1 barra de 5,0 mm na parte superior , a armadura de distribuio

colocada na capa de concreto foi de 5,0mm a cada 20cm, como mostram as

Figuras 35 e 36.

Figura 35 Armao da vigota

Figura 36 Armadura de distribuio


50

c) Frma Para a moldagem das lajes de concreto foram utilizadas frmas de

madeira dispostas junto s laterais dos modelos e nos apoios. Para dar a altura

desejada nos apoios, as vigotas pr-moldadas e os elementos de enchimento

foram colocados sobre barrotes de madeira espaados a cada oitenta

centmetros, o que simulou os pontaletes utilizados como escoras na

construo das lajes (Figuras 37a e 37b).

a) Frma de Madeira

b) Laje posicionada na frma

Figura 37 Frma utilizada para a moldagem da laje

Barrotes

Frma de madeira

51

As frmas utilizadas para a moldagem das vigotas foram metlicas com

seo transversal tipo trilho como mostra a Figura 38a. Para garantir o

cobrimento das armaduras espaadores plsticos foram colocados de modo a

evitar o contato com a frma. (Figura 38 b).

Figura 38 a) Frma da vigota Figura 38 b) Espaadores plsticos

d) Moldagem, Adensamento e Cura. Aps a montagem das armaduras nas frmas metlicas foram feitas as

moldagens das vigotas para cada tipo de srie (L1, L2 e L3). O concreto foi

fabricado em betoneira de capacidade 320 L e depois transportado atravs de

carrinhos e lanados nas frmas com conchas metlicas (Figuras 39 e 40).

Figura 39 - Betoneira utilizada para a fabricao dos concretos

Espaadores

52

Figura 40 Moldagem das vigotas.

Ensaios de abatimento do tronco de cone foram realizados antes de cada

lanamento para a verificao da trabalhabilidade de cada concreto. (Figura

41).

Figura 41 Ensaio de abatimento de cone

53

O adensamento das vigotas foi feito atravs de uma mesa vibratria

conforme mostram as Figuras 42 e 43.

Aps a concretagem, as vigotas permaneceram nas frmas por 7 dias e

a cura se deu com a umidificao peridica dos elementos com o uso de uma

mangueira.

Figura 42 Mesa vibratria utilizada para adensamento das vigotas

Figura 43 Vigotas aps a vibrao

54

A montagem da laje constituiu nas seguintes etapas (Figura 44):

Posicionamento das vigotas pr-moldadas;

Colocao dos elementos de enchimento;

Colocao do ganchos (2 barras de 12.5mm) para a movimentao;

Colocao da armadura de distribuio.

Figura 44 Laje pronta para ser concretada. Assim como nas vigotas, o concreto para cada capa foi fabricado em

betoneira, transportado atravs de carrinhos e lanados nas frmas com ps e

conchas metlicas como mostra a Figura 45.

O trao utilizado na fabricao dos concretos das vigotas e das capas das

lajes de cada srie foi o mesmo utilizado para a produo das vigas T e est

apresentado na Tabela 5.

Ganchos

Enchimento Vigotas


55

Figura 45 Concretagem da Laje

A figura 46 mostra o adensamento das lajes feito com a utilizao de um

vibrador de agulha. Para a laje produzida com concreto reciclado com 100% de

substituio (L3), verificou-se uma grande dificuldade na moldagem da capa,

pois a absoro dos agregados tornou o concreto seco e pouco trabalhvel.

Aps a concretagem, as lajes permaneceram nas frmas por 7 dias e a

cura se deu com a umidificao peridica dos elementos com o auxlio de uma

mangueira.

Figura 46 Adensamento da laje com o uso de vibrador

56

e) Transporte das Lajes Para a Posio do Ensaio Como as faixas de lajes no foram construdas na sua posio definitiva

de ensaio, foi necessria a utilizao de um dispositivo para iamento e

transporte (Figuras 47 e 48).

O dispositivo de iamento foi composto basicamente por vigas de ao,

correntes, cintas de tecido e um prtico mvel unidos de tal forma com a laje

que, quando iados, os esforos que surgem na laje so iguais queles

existentes no momento do ensaio (Figura 49).

As lajes foram iadas da seguinte maneira:

Primeiro, duas cintas de tecido foram amarradas nos ganchos

existentes nas extremidades da laje.

Posteriormente essas cintas foram fixadas em ganchos soldados

na mesa inferior da viga metlica.

Por fim, uma cinta foi amarrada na mesa superior da viga metlica,

que se encontrava alinhada com o eixo longitudinal da laje, e

colocada sobre o gancho do prtico mvel.

Figura 47 Transporte da laje at o local do ensaio

57

Figura 48 Momento do posicionamento da laje no local do ensaio

Figura 49 Detalhe do iamento

Gancho do prtico mvel

Perfil Metlico Ganchos

Fitas

Prtico mvel

Prtico mvel

Bases

Modelo

Modelo

58

4.3 MTODOS DE ENSAIO Os ensaios flexo das vigas T e das lajes foram realizados no

Laboratrio de Estruturas da UEFS. A estrutura de reao das foras foi

composta por prtico metlico e uma laje de reao em concreto armado.

As vigas T e as Lajes foram submetidas ao de uma fora

concentrada, aplicada de cima para baixo, substituindo-se a fora

uniformemente distribuda por 2 foras concentradas, aplicadas

aproximadamente nos teros do vo, segundo o esquema de carregamento

mostrado nas Figuras 50 e 51.

A fora atuante foi aplicada atravs de um atuador hidrulico de

capacidade 250 kN, com uma velocidade de carregamento igual a 2 mm/min.

Figura 50 Esquema de carregamento das vigas T

Cargas concentradas (perfis metlicos)

Atuador Hidrulico

59

Figura 51 Esquema de carregamento das lajes

Durante cada etapa de aplicao da carga, foram registrados os

deslocamentos ocorridos e a fora relativa a eles. Um sistema de aquisio de

dados computadorizado registrou as leituras indicadas pela clula de carga e

pelos LVDTs de 100mm de curso. A Figura 52 mostra o sistema de aquisio

de dados.

Perfis metlicos

Atuador Hidrulico

60

Figura 52 Sistema de aquisio de dados

Os ensaios de flexo simples foram realizados considerando-se que os

elementos estruturais estariam simplesmente apoiados nas bases de apoio,

para garantir esta condio foram colocadas barras circulares de ao sobre os

perfis que liberaram movimento de rotao dos prottipos nos apoios, como

mostra a Figura 53.

Para no danificar o aparato utilizado com a ruptura dos elementos

estruturais, os ensaios foram finalizados quando o LVDT central marcou um

deslocamento correspondente a 40mm. Esse valor superior a qualquer dos

limites de deslocamento mximo permitidos pela normalizao brasileira.

61

Figura 53 Rotao do elemento estrutural no apoio

4.3.1 ENSAIOS DAS VIGAS T O ensaios foram realizados em prottipos de comprimento igual a 300 cm

apoiados em duas bases, definindo-se um vo terico de 270 cm, como mostra

a Figura 54.

Base de Concreto

Elemento Estrutural

Chapa de ao

Perfil Metlico

Barra cilndrica

62

Figura 54 Esquema de carregamento das vigas T

Para se fazer aplicao e medio da fora aplicada na viga T foi utilizada

uma clula de carga com capacidade de 5 kN.

Os deslocamentos transversais da seo T foram medidos por meio de

um transdutor linear de deslocamento (LVDT) posicionado no ponto central da

viga. As Figuras 55 e 56 mostram o aparato e a instrumentao utilizados no

ensaio das vigas T.

Figura 55 Aparato utilizado no ensaio da viga T

Atuador Hidrulico

Perfis Metlicos

Viga T

Base de apoio para a viga T

Prtico Metlico

LVDT

63

Figura 27 Instrumentao utilizada no ensaio.

Figura 56 Instrumentao utilizada no ensaio da viga T

4.3.2 ENSAIOS DAS LAJES As lajes produzidas com 300 cm de comprimento foram apoiadas em

bases de concreto. O vo terico resultante foi de 285 cm como mostra a

Figura 57.

Figura 57 - Esquema de carregamento das lajes

Clula de carga

Atuador Hidrulico

LVDT

64

No caso das lajes, para a aplicao e medio da fora foi utilizada uma

clula de carga com capacidade de 300 kN.

Os deslocamentos transversais das lajes foram medidos por meio de trs

transdutores lineares de deslocamento (LVDT) posicionados no ponto central, e

nos teros da laje.

A Figura 58 mostra todo o aparato utilizado no ensaio das lajes.

Figura 58 Aparato utilizado no ensaio das lajes

Prtico

Atuador

LVDT

Clula de Carga

Laje

65

A Figura 59 mostra a laje no momento do ensaio com uma deflexo

visivelmente excessiva.

Figura 59 Laje com deflexo excessiva

66

CAPTULO 5 APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS

5.1 ANLISE DAS VIGAS T

O desempenho, flexo, das trs vigas ensaiadas pode ser avaliado

atravs das Tabelas 9 e 10 e Figura 60.

A Tabela 9 mostra as caractersticas gerais de cada viga T e os valores

do momento de fissurao terico e experimental.

Tabela 9 Caractersticas das vigas T

VIGAS T Arma-dura

rea de ao

Momento de Inrcia (cm4)

XII (cm)

Mr (KN.m)

Mr (KN.m)

(mm) (cm2) Estdio I

Estdio II

Terico Experim.

A. Inf. 25.0 0,392 SRIE T1 A.Sup. 15.0 0,196 1940,67 335,54 1,86 0,33 0,43

REF. A. Distr.

35.0 0,588

A. Inf. 25.0 0,392 SRIE T2 A.Sup. 15.0 0,196 2168,67 403,11 1,98 0,32 0,45 RCD 50% A.

Distr. 35.0 0,588

A. Inf. 25.0 0,392 SRIE T3 A.Sup. 15.0 0,196 1813,37 391,57 2,06 0,29 0,35

RCD 100% A. Distr.

35.0 0,588

A Inf.- Armadura inferior da vigota A Sup.- Armadura superior da vigota A.Distrib. - Armadura de distribuio Mr Experim. Momento de fissurao experimental

A Tabela 10 apresenta os resultados das cargas de servio terica e

experimental determinadas a partir da flecha limite para os critrios de

aceitabilidade sensorial para vibraes sentidas no piso da NBR 6118 (ABNT,

2004). O valor da carga Pserv terico foi obtido a partir da equao (16) para

350/la =

67

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Deslocamento (mm)

Mom

ento

(KN.

m)

Tabela 10 Cargas de servio terica e experimental

VIGAS T fc (7dias) E (7dias) Pserv (KN) Pserv (KN) MPa GPa Terica Experimental

SRIE T1 REF.

17,8 20,0 0,97 1,63

SRIE T2 RCD 50%

15,2 18,8 1,02 1,79

SRIE T3 RCD 100%

14,0 15,0 0,82 1,33

Pserv = Carga de servio correspondente a flecha limite considerando os critrios de aceitabilidade sensorial para vibraes sentidas no piso da NBR 6118 (ABNT,2004) correspondente a l/350=2700/350=7,7mm

A determinao dos mdulos de elasticidade dos concretos aos sete dias

apresentados na Tabela 10, foi realizada atravs da equao (18)

Documents

Análise Estrutural de Lajes Pré-moldadas Produzidas Com Betão Reciclado