DIRETRIZES PARA O PROJETO E EXECUÇÃO DE LAJES MISTAS DE ...· sistemas estruturais em concreto armado

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INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLGICAS DO ESTADO DE SO PAULO

CELSO DELIBERATO

DIRETRIZES PARA O PROJETO E EXECUO DE LAJES MISTAS DE CONCRETO E CHAPAS METLICAS TRAPEIZOIDAIS

(STEEL DECK)

So Paulo

2006

CELSO DELIBERATO

DIRETRIZES PARA O PROJETO E EXECUO DE LAJES MISTAS DE CONCRETO E

CHAPAS METLICAS TRAPEIZOIDAIS

(STEEL DECK)

Dissertao apresentada ao Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo IPT, para obteno do ttulo de Mestre em Habitao: Planejamento e Tecnologia. rea de concentrao: Planejamento, Gesto e Projeto Orientador Ercio Thomaz

So Paulo

2006

Ficha Catalogrfica

Elaborada pelo Departamento de Acervo e Informao Tecnolgica do Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo - IPT

D353d Deliberato, Celso

Diretrizes para o projeto e execuo de lajes mistas de concreto e chapas metlicas trapezoidais (steel deck). / Celso Deliberato. So Paulo, 2006. 135p. Dissertao (Mestrado em Habitao: Planejamento e Tecnologia) - Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo. rea de concentrao: Planejamento, Gesto e Projeto. Orientador: Prof. Dr. Ercio Thomaz 1. Laje mista 2. Concreto armado 3. Ao 4. Chapa metlica trapezoidal 5. Steel deck 6. Segurana estrutural 7. Resistncia ao fogo 8. Proteo contra incndio 9. Edificaes 10. Tese I. Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo. Centro de Aperfeioamento Tecnolgico II. Ttulo

06-114 CDU 69.073(043)

AGRADECIMENTOS

H inmeros seres humanos que tem por sua prpria natureza colaborar com

seus semelhantes, nas mais diferentes formas (financeira, moral, intelectual, etc).

Aos que recebem o auxlio tem por dever no mnimo, o de agradecer, principalmente

daqueles em que foi recebido de forma gratuita, espontnea e sem alarde.

Assim, preliminarmente, peo desculpas aos que deveriam ser lembrados

nominalmente e no o foram, e nesse instante espero que vossos espritos sejam

envolvidos com o mesmo carinho, respeito e dedicao dadas minha pessoa.

Aos que minha memria no deixa falhar, os meus mais sinceros

agradecimentos e se, hoje tenho alegria por este trabalho, com certeza tudo

comeou no sorriso que me foi oferecido por vocs no inicio deste singelo trabalho.

Face particularidade com que cada um participou durante a minha jornada

tenho a necessidade de citar trs pessoas. Em primeiro, quero agradecer ao

engenheiro que nos ajudou com sua grande experincia e conhecimentos tcnicos

conquistados ao longo de sua vida profissional. Ao Prof. Dr. Ercio Thomaz por seu

incentivo, dedicao, pacincia e generosidade.

A seguir, agradeo ao amigo de jornadas mais antigas que com sua forma de

ser, avesso divulgao da gratido que outras pessoas tem por ele, nesta

oportunidade tenho a necessidade de expor a minha e declarar o meu muito

obrigado ao meu precioso amigo Antonio Carlos Cappabianco.

Em terceiro, ao ser humano que muito auxiliou na manuteno do meu bem

pessoal mais precioso que a sade, suas primeiras palavras a mim dirigidas esto

gravadas at hoje, neste momento eu as retorno estou tranqilo, estou entre

amigos. Muito obrigado Prof. Henrique Vailati Neto.

Na esfera domstica tenho a necessidade de agradecer pela pacincia, pela

generosidade e pelas oportunidades no compartilhadas e declarar muito obrigado

aos meus filhos e esposa. Caso eu tenha algum crdito na espiritualidade solicito ao

Grande Arquiteto do Universo que retribua a todos vocs tudo o que a mim foi

dispensado com enorme carinho.

RESUMO

As razes que motivaram a realizao deste trabalho DIRETRIZES PARA O

PROJETO E EXECUO DE LAJES MISTAS DE CONCRETO E CHAPAS

METLICAS TRAPEZOIDAIS tem sua origem na dificuldade de encontrar

informaes adequadamente reunidas ao seu estudo.

A engenharia da construo de edifcios vem se desenvolvendo atravs dos

sistemas estruturais em concreto armado e de ao, aps a segunda metade do

sculo passado os denominados sistemas mistos (concreto armado trabalhando em

conjunto com o ao) tem se desenvolvido de forma mais acentuada, tornando-se

mais uma opo construtiva.

No caso do sistema misto laje mista de concreto e chapa metlica trapezoidal no

utiliza as tradicionais frmas de madeira, pode em diversas oportunidades dispensar

os escoramentos durante a concretagem e ainda, as suas chapas metlicas

trabalham como armadura positiva aps a cura do concreto.

As particularidades deste sistema misto requerem um mtodo de dimensionamento

e execuo mais trabalhoso daquele utilizado em lajes convencionais de concreto

armado, assim, face s caractersticas que lhe so prprias, os conceitos deste

sistema misto, as exigncias estabelecidas pelas normas vigentes e sua execuo

adequada so indicadas neste trabalho acrescido de exerccios propostos de

dimensionamento.

Palavras-chave: Laje mista, Concreto armado, Ao, Chapa metlica trapezoidal, Steel deck, Segurana estrutural, Resistncia ao fogo,Proteo contra incndio,

Edificaes.

ABSTRACT

The reasons that motivated me to carry out this work, GUIDELINES FOR THE

PROJECT OF MIXED SLABS OF CONCRETE AND STEEL DECK have their

origins on the difficulty of finding adequate reunited pieces of information for its study.

Engineering for building construction has been developed through structural

system in reinforced concrete and steel. However, after the second half of the past

century, the ones called mixed systems (reinforced concrete working in a

combination with steel) have been developed more strongly; thus, becoming one

more building option.

In the case of mixed system concrete slab and steel deck it does not use

wood forms; it may dispense, in several cases, propping during concrete pouring,

and, yet, their metal sheets will function as a positive armature after the cure of the

concrete.

The peculiarities towards mixed system demand harder dimensional and

execution methods that those ones used in conventional reinforced concrete slabs.

Consequently, due to its own characteristics, the concepts of the mixed system, the

demanding set by the normative rules, as well as its adequate execution are pointed

at in this work, which also includes proposed exercises of dimensioning.

Key words: mixed slsab, reinforced concrete, steel, steel deck, structural safety, fire resistance, fire protection, building

Lista de ilustraes

Figura 1: Detalhamento do sistema misto laje mista de concreto e chapa metlica nervurada trapezoidal. (METFORM) ......................................19

Figura 2: Posicionamento da Armadura Complementar. .....................................24

Figura 3: Seo e dimenses do Steel Deck MF-75 (Metform).........................27

Figura 4: Armadura adicional sobre vigas principais (Metform) ...........................28

Figura 5: Largura mnima de apoio do steel deck (Metform). ..............................29

Figura 6: Continuidade das peas de Steel Deck sobre as vigas (Metform)........29

Figura 7: Seo e dimenses do Polydeck 59 (Perfilor)....................................31

Figura 8: Sees crticas (NBR 14.323, 1999).....................................................36

Figura 9: Permetro crtico para puno (NBR 14.323, 1999)..............................37

Figura 10: Distribuio de tenses para momento positivo linha neutra acima da face superior da frma (Queiroz; Pimenta; Da Mata,

2001) ....................................................................................................38

Figura 11: Distribuio de tenses para momento positivo linha neutra na frma metlica, abaixo da face superior da frma (Queiroz;

Pimenta; Da Mata, 2001)......................................................................39

Figura 12: Geometria Simplificada da Frma (Queiroz; Pimenta; Da Mata, 2001). ...................................................................................................41

Figura 13: Momento resistente aproximado (Queiroz; Pimenta; Da Mata, 2001). ...................................................................................................43

Figura 14: Dimenses da frma de ao e da laje de concreto (NBR 14432; 2001). ...................................................................................................46

Figura 15: Permetro crtico para puno (Queiroz; Pimenta; Da Mata, 2001). .....46

Figura 16: Seqncia de concretagem (SDI, 2000)...............................................52

Figura 17: Distribuio das cargas concentradas ou lineares................................54

Figura 18: Armadura de distribuio (NBR 14.323, 1999). ....................................56

Figura 19: Abertura na laje (Queiroz; Pimenta; Da Mata, 2001). ...........................56

Figura 20: Armaduras de reforos nas aberturas (Queiroz; Pimenta; Da Mata, 2001). ...................................................................................................60

Figura 21: Localizao das armaduras de reforo na regio da abertura (Manual da MetForm, 1997). ........................................