Aula 2 - Estruturas de Concreto 3.pdf

7/21/2019 Aula 2 - Estruturas de Concreto 3.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/aula-2-estruturas-de-concreto-3pdf 1/58

10/02/2015Estruturas de Concreto III – Prof. Wallison Barbosa

UDF – Centro Universitário

Estruturas de Concreto III

Aula 2: Sistema estrutural em lajes sem vigas




Conteúdo: Introdução

Sistema de lajes sem vigas

Armaduras de cisalhamento

Vantagens dos sistemas de lajes sem vigas Desvantagens dos sistemas de lajes sem vigas

Histórico

Efeitos de momentos desbalanceados

Dimensionamento da armadura de flexão




Introdução Segundo a Norma Brasileira NBR 6118:2014, lajes-cogumelo

são lajes apoiadas em pilares com capitéis e lajes lisas são as

apoiadas diretamente em pilares sem capiteis.

Nos sistemas mais simples e tradicionais, de maneira geral,

as lajes apoiam-se em vigas e estas nos pilares.




Sistemas de lajes sem vigas Introdução

Perspectiva esquemática de um painel de laje sem viga




Sistemas de lajes sem vigas Sistemas estruturais em concreto armado

Sistema Estrutural deLajes com vigas

Sistema Estrutural comLajes Cogumelo




Sistemas de lajes sem vigas Capiteis e ábacos

Lajes sem vigas(cogumelo) com capitel e ábaco na ligação com o pilar

Lajes Cogumelo




Sistemas estruturais em lajes sem vigas Sistemas estruturais em concreto armado

Sistema Estrutural com Lajes Lisas




Sistemas estruturais em lajes sem vigas Sistemas estruturais em concreto armado

Lajes lisas em edifícios




Sistemas estruturais em lajes sem vigas Peculiaridades dos sistemas de lajes sem vigas

Na ligação das lajes com o pilar, consequentemente, existe uma

força cortante de grande intensidade, que provoca altas tensões

de cisalhamento e pode causar a ruína da laje, caracterizada pelo

fenômeno chamado de punção.

Fenômeno da punção: ruptura abrupta e frágil;




Sistemas estruturais em lajes sem vigas Em virtude da dificuldade de execução dos capiteis e dos

ábacos, principalmente das formas, além de resultar em tetos

não lisos(descontínuos), é conveniente evitar essas soluções

para combater as tensões de punção na ligação. Outras

soluções existem, conforme se verá, como a utilização dearmaduras transversais na região da laje próxima ao pilar.




Sistemas estruturais em lajes sem vigas Lajes aliviadas ou nervuradas

Pavimento de lajes nervuradas sem vigas





Os vazios podem ser criados com caixões perdidos, normalmente

de madeira, blocos cerâmicos, de concreto celular, de poliestireno

expandido (isopor e com fôrmas de polipropileno (cabacinhas).





Sistema Estruturalcom lajes lisas

Sistema Estrutural com lajeslisas nervuradas





Pavimento de laje sem vigas em faixas, seguindo as direções dos pilares





Dimensões recomendadas para lajes nervuradas sem vigas




Armaduras de cisalhamento Tipos de armaduras de cisalhamento




Armaduras de cisalhamento Tipos de armaduras de cisalhamento




Armaduras de cisalhamento Distribuição das armaduras de cisalhamento




Armaduras de cisalhamento Distribuição das armaduras de cisalhamento




Vantagens das lajes sem vigas Os sistemas de lajes sem viga apresentam uma série de

vantagens em relação aos convencionais, essas vantagens

resultam em uma diminuição do tempo de execução, uma

melhora na qualidade do edifício e, em algumas situações,

podem levar à redução do custo da estrutura.




Vantagens das lajes sem vigas Redução nos custos com materiais e

mão de obra;

Maior flexibilidade de layout;

Melhoria da qualidade final e diminuição

de revestimentos;

Simplificação na execução das formas e

cimbramento;

Simplificação na concretagem;

Simplificação das instalações prediais;

Figura 1.1 - Lajes apoiadas sobre pilares.(a)Laje Cogumelo, (b) Laje nervurada,(c) Laje Lisa. (Naaman, PrestressedConcrete Analysys and Design, 2004)




Vantagens das lajes sem vigas Formas para sistema com vigas:




Vantagens das lajes sem vigas Formas para sistema sem vigas:




Desvantagens dos sistemasde lajes sem vigas Possibilidade de punção da laje

pelos pilares.

Redução da rigidez global da

edificação; Momentos elevados na Ligação

Laje-Pilar

Complicada armação na região dos

pilares;

Maiores deslocamentostransversais;

Maior consumo de concreto e aço;

Colapso por punção em Garagem Comercial(Christchurch CBD, New Zealand)

Colapso do Tropcana Casino. (www.CTLGroup.com)




Desvantagens dos sistemas de lajes sem vigas

Figura 1.4 - Colapso parcial do edifício Pipers Row Car Park (FERREIRA, 2010)

Figura 1.5 – Colapso total de Edifício(Reinsurance Company, Munich, Germany )

Figura 1.6 - Colapso do Tropicana Casino; ParkingGarage - 2003 ( www.CTLGroup.com)

Figura 1.7 - Colapso do L'Ambiance Plaza– 1987 (www.failures.wikispaces.com)




Desvantagens das lajes sem vigas Punção: deve ser verificada de acordo com o item 19.5 da

NBR 6118:2014.

Punção em Lajes lisas de concreto armado




Desvantagens das lajes sem vigas Modelos locais:

Pilares de Canto, de borda e centrais




Desvantagens das lajes sem vigas Lajes sem armadura para força cortante

Perspectivas esquemáticas de superfícies de ruína devidas à punção em ligações laje-pilar em lajes lisas




Desvantagens das lajes sem vigas Colapso progressivo

Colapso progressivo no edifício Skyline Plaza (1973)



10/02/2015Estruturas de Concreto III –

Prof. Wallison Barbosa

Desvantagens das lajes sem vigas Armadura contra colapso progressivo

Colapso de uma ligação laje-pilar sem e com armadura de pós-puncionamento





Desvantagens das lajes sem vigas Colapso progressivo:

Para garantir a ductilidade local e a consequente proteção contra

o colapso progressivo, a NBR 6118:2014, no item 19.5.4,

estabelece que a armadura de flexão inferior que atravessar o

contorno C deve estar suficientemente ancorada além doperímetro C’.

Asf yd≥FSd






Armadura contra colapso progressivo






Colapso parcial do edifício Pipers Row Car Park, Wolverhampton (1997)





Desvantagens das lajes sem vigas Armadura contra colapso progressivo

A armadura de flexão inferior, mesmo com curva acentuada, é

capaz de suportar a laje, após ruptura por punção. Essa

capacidade foi comprovada em ensaios.





Protensão em elementos de concreto Lajes planas (sem vigas) protendidas

Efeito da protensão em elementos fletidos: situaçõesparcial e final





Protensão em elementos de concreto Lajes planas(sem vigas) protendidas

Seção transversal da ligação laje-pilar em laje protendida





Vigas de borda Sistema com vigas apenas nas bordas do pavimento

Evitam a ocorrência de punção nos pilares externos

Reduzem os deslocamentos transversais nas bordas das lajes;

Estabilidade lateral da edificação;





Desenvolvimento histórico Ensaios de Pralong et al., 1979





Desenvolvimento histórico Ensaios de Birkle, 2004





Desenvolvimento histórico Ensaios de Guandalini, 2005





Momentos desbalanceados Devem ser cuidadosamente estudadas as ligações das lajes

com os pilares, com especial atenção aos casos em que não

haja simetria de forma ou carregamento da laje em relação ao

apoio;

Pilares de canto e de borda (NBR 6118:2007-Item 14.7.8).

Pilares de centro;





Momentos desbalanceados

Ligação laje-pilar sujeita à momentodesbalanceado

Transferência de momentos em ligação laje-pilar segundo modelo de bielas e tirantes





Dimensionamento da armadura de flexão –

Lajeslisas

Fissuras de flexão em laje lisa em Edifício garagem





Dimensionamento das armaduras de flexão emlajes lisas

Espessura mínima permitida para as lajes lisas:

15 cm;

12 cm apenas no caso lajes de cobertura não em balanço;

16 cm no mínimo para lajes lisas protendidas;






Método Elástico;

Teoria das placas delgadas;

Método Plástico; Charneiras plásticas;






Método Elástico:

Equilíbrio de elementos infinitesimais;

Coeficiente de poisson do concreto: ν = 0,2;





Dimensionamento dasarmaduras de flexão

em lajes lisas

Método dos pórticos

equivalentes

Arranjos de pilares simples;

Esbeltez L/h deve ser

menor que 60;

No caso de piso com

sobrecargas igual ousuperior a 3kN/m² - esbelte

(L/h) menor que 40.

Sistema em lajes lisas – Análise quanto àflexão





Dimensionamento das armaduras de flexão –

Lajes lisas

Dimensionamento à flexão – NBR 6118:2014 – Item 14.7.8:

A análise estrutural de lajes lisas e cogumelo deve ser realizada

mediante emprego de procedimento numérico adequado, por

exemplo, diferenças finitas, elementos finitos e elementos decontorno.

Regime elástico – Pórticos Múltiplos nas direções ortogonais para

obtenção dos esforços solicitantes;

Pilares dispostos em filas ortogonais






Lajes lisas

Dimensionamento à flexão – NBR 6118:2014:

Sistema em lajes lisas – Análise quanto à flexão






Lajes lisas


Faixas de laje para distribuição dos esforços nos pórticos múltiplos – NBR6118:2014






Lajes lisas


Para cada pórtico deve ser considerada a carga total. A

distribuição dos momentos, obtida em cada direção, segundo as

faixas da laje deve ser feita da seguinte maneira:

45% dos momentos positivos para as duas faixas internas;

27,5% dos momentos positivos para cada uma das faixas

externas;

25% dos momentos negativos para as duas faixas internas;

37,5% dos momentos negativos para cada uma das faixas

externas. Conforme a figura a seguir





Dimensionamento dasarmadura de flexão –

Lajes lisas

Dimensionamento à flexão

– NBR 6118:2007:

Adota-se o mesmo tipo de

arranjo nas duas direções.

Arranjo das armaduras (Fusco, 2007)






Lajes lisas


Protensão:

Geralmente apenas em parte da armadura;

Geralmente na faixa dos pilares

Na armadura da face inferior da laje, usando armadura passiva

nas restantes posições





Dimensionamentodas armaduras de

flexão – Lajes lisas

Dimensionamento à

flexão – NBR 6118:2007:

Vigas de apoio apenas

na periferia da laje lisa:

A armadura na direção

y é disposta como se

não houvesse a vigade borda.

Lajes com uma borda apoiada (Fusco, 2007)





Critérios usuais de projeto Dimensionamento à flexão – NBR 6118:2014:

Lajes contínuas armadas em uma única direção:

Esforços calculados como em vigas contínuas;

Nos vãos, os momentos positivos são tomados com valores

pelo menos iguais ao do tramo engastado;

Em edifícios, quando ao longo das lajes contínuas existir a

relação Lmenor ≥ 0,8.Lmaior podem ser adotados os valores

aproximados mostrados na figura a seguir:





Critérios usuais de projeto





Critérios usuais de projeto Espessura mínima das lajes

Espessura das lajes apoiadas nas bordas;

h ≥ 5 cm – lajes de cobertura não em balanço;

h ≥ 7 cm – lajes de piso e lajes em balanço;

h ≥ 12 cm – lajes destinadas à passagem de veículos;

Espessura mínima das lajes-cogumelo (lajes de concreto

armado):

h ≥ 12 cm – lajes de cobertura não em balanço;

h ≥ 15 cm – demais casos; Lajes de concreto protendido: h ≥ 16 cm;



Critérios usuais de projeto Armaduras:

Diametro das barras Ø ≤ h/10;

Armadura de distribuição das lajes armadas numa só direção:

As,dist ≥ 1/5 As,principal;

As,dist ≥0,9 ²/3 /

Espaçamento da armadura principal na região de maiores momentos: s

≤ 20 cm;

Lajes armadas em uma direção: ≤ 20 ≤ 2 ℎ

Espaçamento da armadura de distribuição: st ≤ 33 cm;

Documents

Aula 2 - Estruturas de Concreto 3.pdf