Lajes Mistas... Luciano Carvalhais Gomes 2001

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS Escola de Engenharia

Departamento de Engenharia de Estruturas

ESTUDO DO SISTEMA DE LAJES MISTAS COM FRMA DE AO INCORPORADA EMPREGANDO CONCRETO

ESTRUTURAL LEVE

Dissertao apresentada como requisito parcial

para a obteno do grau de Mestre

em Engenharia de Estruturas

por

Luciano Carvalhais Gomes

Novembro de 2001

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

ESCOLA DE ENGENHARIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA DE ESTRUTURAS

"ESTUDO DO SISTEMA DE LAJES MISTAS COM FRMA DE AO INCORPORADA EMPREGANDO CONCRETO ESTRUTURAL

LEVE"

Luciano Carvalhais Gomes

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, como parte dos requisitos necessrios obteno do ttulo de "Mestre em Engenharia de Estruturas".

Comisso Examinadora: ____________________________________ Prof. Jos Mrcio Fonseca Calixto DEES/UFMG - (Orientador) ____________________________________ Prof. Armando Csar Campos Lavall DEES/UFMG ____________________________________ Prof. Arlene Maria Sarmanho Freitas UFOP

Belo Horizonte, 12 de novembro de 2001

EPGRAFE

Aprender descobrir aquilo que j se sabe.

Fazer demonstrar que voc sabe.

Ensinar mostrar aos outros que eles sabem tanto quanto voc.

ANNIMO

DEDICATRIA

Dedico este trabalho s pessoas mais importantes da minha vida:

Aos meus pais, Luiz e Lucinda, e s minhas irms Patrcia e

Joice por ajudarem-me a transpor os obstculos da vida, sempre

confiantes que dias melhores viro.

Claudia, pela companhia, amizade e carinho.

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador, Prof. Jos Mrcio Fonseca Calixto, pela sua disciplina, organizao,

cooperao e disponibilidade de auxiliar-me com os seus preciosos conhecimentos na

realizao desta pesquisa.

METFORM S.A. e Central Beton Ltda. por viabilizarem o estudo atravs do

fornecimento dos materiais e da infra-estrutura necessria.

Aos engenheiros Roberval Pimenta, Rodrigo Monteiro, Cristina Belchior da

METFORM e Guilherme Gallo da Central Beton; aos funcionrios dos laboratrios de

estrutura da UFMG e da UFOP, pela ajuda fundamental durante as etapas de

instrumentao, concretagem e ensaio da pesquisa.

Ao meu amigo Marcus Vinicius Vidigal, pela ajuda durante a fase dos ensaios dos

corpos de prova de concreto.

FAPEMIG, FIEMG e METFORM S. A. pela bolsa de estudos recebida, dando

uma tranqilidade financeira para o perfeito andamento da pesquisa.

Deus por ter me dado a vida.

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento e a resistncia de um sistema de

lajes mistas com frma de ao incorporada empregando concreto estrutural leve. Laje

mista com frma de ao incorporada consiste de uma laje tendo em sua face inferior

uma chapa de ao, via de regra, com mossas, que utilizada como frma permanente

capaz de suportar o peso do concreto antes de sua cura, alm das cargas de construo.

Aps a cura do concreto, os dois materiais combinam-se estruturalmente e a frma de

ao aproveitada como armadura positiva da laje. O concreto estrutural leve foi

produzido usando-se tcnicas convencionais, apenas substituindo-se o agregado grado

por argila expandida. Para o perfil metlico foi empregado o Steel Deck MF-75 da

METFORM S.A. Prottipos de diferentes dimenses foram fabricados e ensaiados em

laboratrio aps a cura do concreto na condio de simplesmente apoiados e submetidos

a um modo de carregamento simtrico. O estudo dos comportamentos carga x flecha

no meio do vo, carga x deslizamento relativo de extremidadee carga x deformao

no steel deck revelou um comportamento similar em relao s lajes mistas fabricadas

com concreto de densidade usual. A anlise comparativa com o sistema empregando

concreto convencional em termos do modo e carga de ruptura, incluindo, inclusive, o

clculo da capacidade resistente atravs do mtodo semi emprico m e k, mostrou

boa correlao entre os resultados obtidos nos dois casos.

ABSTRACT

The results of an experimental investigation on the behavior and strength of one-way

single span composite slabs with ribbed decking and lightweight concrete are presented.

The lightweight structural concrete was produced employing conventional techniques

and substituting the coarse aggregate by expanded clay. Prototypes with different

dimensions were built with steel deck MF 75 manufactured by METFORM S. A . The

specimens were tested, after the concrete curing, in a simply supported condition with

two line loads equidistant of each support. The test results indicate a similar behavior in

comparison to composite slabs with normal weight concrete. Similar results were also

obtained with respect to failure mode and ultimate load capacity, including the

estimation of design loads through the semi-empirical m and k method.

I

SUMRIO

LISTA DE TABELAS ...............................................................................................V

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................VII

SIMBOLOGIA ..........................................................................................................XII

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

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

1.2 - Justificativa da pesquisa.............................................................................4

1.3 - Objetivos ....................................................................................................5

1.4 - Descrio resumida dos captulos ..............................................................6

CAPTULO 2 - REVISO BIBLIOGRFICA .......................................................7

2.1 - Introduo ..................................................................................................7

2.2 - Reviso de literatura sobre lajes mistas estudos realizados no exterior........................................................................................................10

2.3 - Reviso bibliogrfica sobre lajes mistas estudos realizados no Brasil....14

2.4 - Reviso bibliogrfica sobre o concreto estrutural leve ..............................19

CAPTULO 3 - CARACTERIZAO E FABRICAO DOS PROTTIPOS ...27

3.1 - Introduo ..................................................................................................27

3.2 - Caractersticas gerais..................................................................................27

3.3 - Materiais utilizados ....................................................................................28

3.3.1 - Frma de ao ...........................................................................................28

3.3.2 - Concreto estrutural leve...........................................................................32

3.4 - Processo de execuo dos prottipos .........................................................42

II

CAPTULO 4 - ENSAIOS DOS PROTTIPOS E INSTRUMENTAO ..........44

4.1 - Introduo ..................................................................................................44

4.2 - Aparato de carga.........................................................................................44

4.3 - Instrumentao ...........................................................................................46

4.3.1 - Carga aplicada .........................................................................................46

4.3.2 - Deslizamento relativo de extremidade ....................................................48

4.3.3 - Flecha no meio do vo.............................................................................49

4.3.4 - Deformaes no steel deck ..................................................................49

4.3.5 - Deformaes no concreto........................................................................51

4.4 - Procedimento dos ensaios ..........................................................................52

CAPTULO 5 - APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS ..............53

5.1 - Introduo ..................................................................................................53

5.2 - Apresentao dos resultados ......................................................................53

5.2.1 - Srie C .....................................................................................................53

5.2.2 - Srie E .....................................................................................................55

5.2.3 - Srie G.....................................................................................................56

5.3 - Anlise dos resultados................................................................................58

5.3.1 - Srie C .....................................................................................................58

5.3.2 - Srie E .....................................................................................................64

5.3.3 - Srie G.....................................................................................................69

5.4 - Resumo dos resultados de todos os prottipos...........................................74

CAPTULO 6 - ANLISE COMPARATIVA COM AS LAJES MISTAS FABRICADAS COM CONCRETO CONVENCIONAL ............75

6.1 - Introduo ..................................................................................................75

6.2 - Srie A x prottipo 1..................................................................................75

6.3 - Srie B x prottipo 2 ..................................................................................79

6.4 - Srie C x prottipo 7 ..................................................................................83

6.5 - Srie D x prottipo 8..................................................................................86

6.6 - Srie G x prottipo 5..................................................................................89

6.7 - Clculo da resistncia nominal ao cisalhamento longitudinal mtodo m e k..........................................................................................92

III

6.7.1 - Prottipos fabricados com concreto leve empregando steel deck de espessura igual a 0,80 mm.......................................................................92

6.7.2 - Prottipos fabricados com concreto leve empregando steel deck de espessura igual a 1,25 mm.......................................................................96

6.7.3 - Prottipos fabricados com concreto leve e com concreto convencional empregando steel deck de espessura igual a 0,80 mm .........................99

6.7.4 - Prottipos fabricados com concreto leve e com concreto convencional empregando steel deck de espessura igual a 1,25 mm .........................101

6.8 - Resistncia de clculo ao cisalhamento longitudinal .................................104

CAPTULO 7 - CONCLUSES E RECOMENDAES .....................................107

7.1 - Introduo ..................................................................................................107

7.2 - Concluses .................................................................................................108

7.2.1 - Dosagem do concreto estrutural leve ......................................................108

7.2.2 - Propriedades mecnicas do concreto estrutural leve ...............................109

7.2.3 - Comportamento e resistncia das lajes mistas confeccionadas com concreto estrutural leve...........................................................................110

7.3 - Recomendaes para estudos futuros.........................................................111

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................................112

APNDICE A TABELA DE RESULTADOS ......................................................116

A.1 - Introduo..................................................................................................116

A.2 - Tabelas ......................................................................................................117

APNDICE B APRESENTAO GRFICA DOS RESULTADOS...................131

B.1 - Introduo..................................................................................................131

B.2 - Relao carga x flecha no meio do vo.....................................................131

B.3 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade ............................139

B.4 - Relao carga x deformao no steel deck................................................143

B.5 - Relao carga x deformao no concreto..................................................150

IV

APNDICE C CLCULO DA FLECHA TERICA ...........................................154

C.1 - Introduo..................................................................................................154

C.2 - Momento de inrcia da seo no fissurada..............................................154

C.3 - Momento de inrcia da seo fissurada.....................................................156

C.4 - Flecha terica ............................................................................................157

APNDICE D FOTOGRAFIAS ............................................................................158

V

LISTA DE TABELAS

2.1 - Exigncias para concreto estrutural leve ASTM C 330................................20

3.1 - Caractersticas dos prottipos ..........................................................................28

3.2 - Dimenses e propriedades geomtricas por metro de largura do Steel Deck MF - 75 ..........................................................................................29

3.3 - Propriedades mecnicas da chapa utilizada na fabricao do Steel Deck MF - 75 ..........................................................................................30

3.4 - Massa especfica do concreto...........................................................................34

3.5 - Propriedades mecnicas do concreto ...............................................................38

3.6 - Anlise comparativa entre os resultados obtidos para o concreto estrutural leve e o concreto de densidade usual ..............................................................41

5.1 - Deformao correspondente ao incio do escoamento do ao da frma utilizada ............................................................................................................62

5.2 - Resumo dos resultados obtidos nos ensaios dos prottipos ............................74

6.1 - Dados geomtricos e resultados dos ensaios dos prottipos das sries A, B e G..................................................................................................93

6.2 - Resultados da anlise de regresso linear dos prottipos das sries A, B e G..................................................................................................94

6.3 - Dados geomtricos e resultados dos ensaios dos prottipos das sries C e D ......................................................................................................96

6.4 - Resultados da anlise de regresso linear dos prottipos das sries C e D ......................................................................................................97

6.5 - Dados geomtricos e resultados dos ensaios dos prottipos desta pesquisa (sries A, B e G), de MELO e de SILVA.........................................................99

6.6 - Valores de usV calculados atravs do m e k encontrado por MELO ..........100

6.7 - Dados geomtricos e resultados dos ensaios dos prottipos desta pesquisa (sries C e D), de MELO e de SILVA.............................................................102

6.8 - Valores de usV calculados atravs do m e k encontrado por MELO ..........103

6.9 - Valores nominais para os parmetros m e k.................................................104

7.1 - Composio dos traos utilizados e propriedades do concreto no estado fresco...............................................................................................109

A.1 - Resultados obtidos para o prottipo 1 Srie A...........................................117

VI

A.2 - Resultados obtidos para o prottipo 2 Srie A.........................................118

A.3 - Resultados obtidos para o prottipo 3 Srie B.........................................119

A.4 - Resultados obtidos para o prottipo 4 Srie B.........................................120

A.5 - Resultados obtidos para o prottipo 5 Srie C.........................................121

A.6 - Resultados obtidos para o prottipo 6 Srie C.........................................122

A.7 - Resultados obtidos para o prottipo 7 Srie D.........................................123

A.8 - Resultados obtidos para o prottipo 8 Srie D.........................................124

A.9 - Resultados obtidos para o prottipo 9 Srie E .........................................125

A.10 - Resultados obtidos para o prottipo 10 Srie E .........................................126

A.11 - Resultados obtidos para o prottipo 11 Srie F .........................................127

A.12 - Resultados obtidos para o prottipo 12 Srie F .........................................128

A.13 - Resultados obtidos para o prottipo 13 Srie G.........................................129

A.14 - Resultados obtidos para o prottipo 14 Srie G.........................................130

VII

LISTA DE FIGURAS

1.1 - Formas tpicas de ligao em lajes mistas .......................................................3

2.1 - Esquema de carregamento adotado em vrias pesquisas .................................8

2.2 - Ensaios de continuidade da laje mista (a) Situao I (b) Situao II ...............18

3.1 - Caractersticas do perfil de ao utilizado .........................................................29

3.2 - Dimenses dos corpos de prova usados nos ensaios de caracterizao do ao do perfil metlico.......................................................................................30

3.3 - Relao tenso x deformao axial - espessura 0,80 mm................................31

3.4 - Relao tenso x deformao axial - espessura 1,25 mm................................31 3.5 - Detalhe da colocao dos transdutores axiais e transversal .............................37

3.6 - Detalhe do transdutor axial ..............................................................................37

3.7 - Detalhe do transdutor transversal.....................................................................37

3.8 - Relao tenso x deformao do Trao I Idade de 270 dias .........................39

3.9 - Relao tenso x deformao do Trao III Idade de 43 dias.........................40

3.10 - Relao tenso x deformao Concreto leve versus concreto normal ..........41

4.1 - Esquema de aplicao de carga utilizado nos ensaios .....................................45

4.2 - Detalhe da chapa de ao e da tira de borracha sob uma das linhas de carga....45

4.3 - Detalhe da chapa de ao e da tira de borracha sob a outra linha de carga .......46

4.4 - Detalhe da clula de carga utilizada nos ensaios ............................................47

4.5 - Detalhe do anel dinamomtrico utilizado nos ensaios.....................................47

4.6 - Detalhe da medida do deslizamento relativo de extremidade..........................48

4.7 - Detalhe da medida da flecha no meio do vo ..................................................49

4.8 - Localizao das sees transversais onde foram medidas as deformaes no steel-deck .................................................................................................50

4.9 - Detalhe da localizao dos extensmetros no steel-deck .............................50

4.10 - Detalhe da localizao dos extensmetros no concreto...................................51

5.1 - Fissuras observadas nos prottipos da srie A D ..........................................54

5.2 - Fissuras observadas nos prottipos das sries E e F ........................................56

5.3 - Fissuras observadas nos prottipos da srie G.................................................57

5.4 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie C Prottipo 5......................58

VIII

5.5 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie C Prottipo 6......................59

5.6 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie C Prottipo 5 ........................................................................................60

5.7 - Relao carga x deformao no steel deck Srie C Prottipo 5.................61

5.8 - Relao carga x deformao no concreto Srie C Prottipo 5...................63

5.9 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie E Prottipo 9 ......................64

5.10 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie E Prottipo 10 ....................64

5.11 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie E Prottipo 9 ........................................................................................66

5.12 - Relao carga x deformao no steel deck Srie E Prottipo 9.................68

5.13 - Relao carga x deformao no concreto Srie E Prottipo 9...................69

5.14 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie G Prottipo 13....................70

5.15 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie G Prottipo 14....................70

5.16 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie G Prottipo 14......................................................................................71

5.17 - Relao carga x deformao no steel deck Srie G Prottipo 14 ..............72

5.18 - Relao carga x deformao no concreto Srie G Prottipo 14 ................73

6.1 - Relao carga x flecha no meio do vo - Srie A x Prottipo 1 ......................76

6.2 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie A x Prottipo 1........................................................................................77

6.3 - Relao carga x deformao na onda inferior do steel deck Srie A x Prottipo 1........................................................................................78

6.4 - Relao carga x deformao na onda superior do steel deck Srie A x Prottipo 1........................................................................................79

6.5 - Relao carga x flecha no meio do vo - Srie B x Prottipo 2 ......................80

6.6 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie B x Prottipo 2 ........................................................................................81

6.7 - Relao carga x deformao na onda inferior do steel deck Srie B x Prottipo 2 ........................................................................................82

6.8 - Relao carga x deformao na onda superior do steel deck Srie B x Prottipo 2 ........................................................................................82

6.9 - Relao carga x flecha no meio do vo - Srie C x Prottipo 7 ......................83

6.10 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie C x Prottipo 7........................................................................................84

6.11 - Relao carga x deformao na onda inferior do steel deck Srie C x Prottipo 7........................................................................................85

IX

6.12 - Relao carga x deformao na onda superior do steel deck Srie C x Prottipo 7........................................................................................85

6.13 - Relao carga x flecha no meio do vo - Srie D x Prottipo 8 ......................86

6.14 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie D x Prottipo 8........................................................................................87

6.15 - Relao carga x deformao na onda inferior do steel deck Srie D x Prottipo 8........................................................................................88

6.16 - Relao carga x deformao na onda superior do steel deck Srie D x Prottipo 8........................................................................................88

6.17 - Relao carga x flecha no meio do vo - Srie G x Prottipo 5 ......................89

6.18 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade Srie G x Prottipo 5........................................................................................90

6.19 - Relao carga x deformao na onda inferior do steel deck Srie G x Prottipo 5........................................................................................91

6.20 - Relao carga x deformao na onda superior do steel deck Srie G x Prottipo 5........................................................................................91

6.21 - Resistncia ltima nominal ao cisalhamento longitudinal dos prottipos das sries A, B e G ...........................................................................................95

6.22 - Comparao das curvas de resistncia ltima nominal ao cisalhamento longitudinal dos prottipos das sries A, B e G e dos prottipos 1 a 6 (MELO)............................................................................................................96

6.23 - Resistncia ltima nominal ao cisalhamento longitudinal dos prottipos das sries C e D ................................................................................................97

6.24 - Comparao das curvas de resistncia ltima nominal ao cisalhamento longitudinal dos prottipos das sries C e D e dos prottipos 7 a 12 (MELO)............................................................................................................98

6.25 - Comparao da resistncia ltima nominal ao cisalhamento longitudinal de todos os prottipos com a reta calculada atravs do m e k encontrado por MELO..............................................................................................................101

6.26 - Comparao da resistncia ltima nominal ao cisalhamento longitudinal de todos os prottipos com a reta calculada atravs do m e k encontrado por MELO..............................................................................................................103

B.1 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie A Prottipo 1.....................131

B.2 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie A Prottipo 2.....................132

B.3 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie B Prottipo 3 .....................132

B.4 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie B Prottipo 4 .....................133

B.5 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie C Prottipo 5 .....................133

B.6 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie C Prottipo 6 .....................134

X

B.7 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie D Prottipo 7.....................134

B.8 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie D Prottipo 8.....................135

B.9 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie E Prottipo 9 .....................135

B.10 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie E Prottipo 10 ...................136

B.11 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie F Prottipo 11....................136

B.12 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie F Prottipo 12....................137

B.13 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie G Prottipo 13...................137

B.14 - Relao carga x flecha no meio do vo Srie G Prottipo 14...................138

B.15 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie A ...................139

B.16 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie B ...................139

B.17 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie C ...................140

B.18 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie D ...................140

B.19 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie E....................141

B.20 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie F....................141

B.21 - Relao carga x deslizamento relativo de extremidade - Srie G ...................142

B.22 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie A Apoio fixo.................143

B.23 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie A Apoio mvel .............143

B.24 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie B Apoio fixo .................144

B.25 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie B Apoio mvel..............144

B.26 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie C Apoio fixo .................145

B.27 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie C Apoio mvel..............145

B.28 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie D Apoio fixo.................146

B.29 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie D Apoio mvel .............146

B.30 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie E Apoio fixo .................147

B.31 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie E Apoio mvel..............147

B.32 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie F Apoio fixo..................148

B.33 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie F Apoio mvel ..............148

B.34 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie G Apoio fixo.................149

B.35 - Relao carga x deformao no steel deck - Srie G Apoio mvel .............149

B.36 - Relao carga x deformao no concreto - Srie A ........................................150

B.37 - Relao carga x deformao no concreto - Srie B.........................................150

B.38 - Relao carga x deformao no concreto - Srie C.........................................151

XI

B.39 - Relao carga x deformao no concreto - Srie D ........................................151

B.40 - Relao carga x deformao no concreto - Srie E.........................................152

B.41 - Relao carga x deformao no concreto - Srie F .........................................152

B.42 - Relao carga x deformao no concreto - Srie G ........................................153

C.1 - Seo geomtrica da frma de ao ..................................................................154

C.2 - Flecha terica no meio do vo dos prottipos.................................................157

D.1 - Detalhe da concretagem dos prottipos ..........................................................158

D.2 - Detalhe da aplicao de carga nos prottipos .................................................159

D.3 - Detalhe 1 do relgio medidor do deslizamento de extremidade.....................159

D.4 - Detalhe 2 do relgio medidor do deslizamento de extremidade.....................160

D.5 - Detalhe do relgio medidor da flecha no meio do vo ...................................160

D.6 - Detalhe 1 dos extensmetros da frma de ao................................................161

D.7 - Detalhe 1 dos extensmetros da frma de ao................................................161

D.8 - Detalhe do sistema de aquisio de dados dos ensaios das lajes ....................162

D.9 - Detalhe do deslizamento relativo de extremidade ocorrido............................162

D.10 - Detalhe da mquina de ensaios dos corpos de prova de concreto...................163

D.11 - Detalhe de um ensaio de um CP de concreto sendo realizado........................163

D.12 - Detalhe do sistema de aquisio de dados dos ensaios dos CPs....................164

D.13 - Detalhe 1 dos extensmetros utilizados nos CPs de concreto .......................164



XII

SIMBOLOGIA

Letras minsculas

b - largura unitria da laje;

bd - largura nominal do Steel Deck MF-75;

d - altura efetiva da laje;

dd - altura do Steel Deck MF-75;

cf - resistncia compresso do concreto determinada em cilindros;

fck - resistncia caracterstica compresso do concreto;

ctf - resistncia trao do concreto por compresso diametral;

h - altura total da laje;

m, k - constantes a serem determinadas a partir dos dados experimentais obtidos;

t - distncia do centro de gravidade da frma de ao extremidade superior do

concreto;

te - espessura de projeto do Steel Deck MF-75;

ycc - distncia da linha neutra da seo fissurada extremidade superior do concreto;

yuc - distncia da linha neutra da seo no fissurada extremidade superior do

concreto;

XIII

Letras maisculas

Ap - rea de ao do Steel Deck MF-75;

B - largura efetiva da laje;

sC - espao entre as nervuras do Steel Deck MF-75;

Ec - mdulo de elasticidade esttico secante do concreto;

sE - mdulo de elasticidade do ao da frma;

L - vo da laje;

L - vo de cisalhamento;

Icc - momento de inrcia da seo de concreto fissurada;

Isf - momento de inrcia da seo transversal do Steel Deck MF-75;

Iuc - momento de inrcia da seo de concreto no fissurada;

DESP - carga de deslizamento de extremidade de servio;

lajePP - peso prprio da laje mista;

uP - carga mxima de colapso;

utP - carga mxima total aplicada na laje mista;

usV - resistncia nominal ao cisalhamento longitudinal;

usdV - resistncia de clculo ao cisalhamento longitudinal

Vut - cisalhamento transversal experimental ltimo total;

Wd - peso prprio do Steel Deck MF-75;

Wp - carga de projeto uniformemente distribuda;

Wr - largura de uma onda baixa (nervura) do Steel Deck MF-75 medida na linha do

centro de gravidade da frma de ao;

Ycg - distncia do centro de gravidade extremidade inferior do Steel Deck MF-75;

XIV

Letras gregas

- peso especfico do concreto;

f - coeficiente de majorao de cargas;

e - deformao correspondente ao incio do escoamento do ao da frma;

c - massa especfica do concreto;

e - tenso de escoamento do ao da frma;

v - coeficiente de minorao da resistncia ao cisalhamento;

CAPTULO 1

INTRODUO

1.1 - CONSIDERAES INICIAIS

Por volta da dcada de 30, os engenheiros e projetistas norte-americanos

perceberam que muitas vantagens poderiam ser obtidas integrando as propriedades

estruturais de uma chapa de ao conformada a frio (comercialmente denominada Steel

Deck) com o concreto. Essa realizao foi estimulada no apenas pela procura

instintiva do homem por avanos tecnolgicos, como tambm por fatores econmicos.

O que parecia ser mais atraente era a capacidade da chapa de ao de servir como frma

para suportar o peso do concreto fresco mais a sobrecarga devida ao peso dos operrios

e equipamentos utilizados durante a construo, substituindo, dessa maneira, o processo

da frma de madeira que utilizava (e utiliza ainda) muitas escoras. Logo, verificou-se

que a forma da chapa facilitava tambm a passagem de dutos de diversas instalaes e a

fixao de forros.

At ento, a chapa de ao e o concreto trabalhavam separadamente sem que

houvesse uma ao composta entre os dois. Os perfis de chapas metlicas funcionavam

como frma permanente capaz de suportar o concreto antes da cura, a armadura e as

cargas de construo; a laje de concreto, depois de curada, era projetada para suportar

sozinha todas as cargas de servio. No se desejava, ento, combinar a frma de ao

com o concreto curado; nesse caso, diz-se que o piso no composto. Na prtica esse

tipo de piso, freqentemente, oferece algum grau de ao composta, sendo, entretanto,

de difcil avaliao. Essa ao composta produzida no prejudica a eficincia estrutural

do piso, porque, a remoo da frma de ao, se isto puder ser feito sem causar nenhum

dano ao concreto, no reduz a resistncia da laje. A frma de ao deixada por

convenincia ou por razes estticas.

CAPTULO 1 - INTRODUO 2

Comeam a surgir, na dcada de 40, os chamados sistemas de lajes mistas com

frma de ao incorporada, onde a laje de concreto e a chapa de ao trabalham em

conjunto para resistir aos esforos aplicados. A frma de ao deve, ento, ser capaz de

transmitir cisalhamento horizontal na interface com o concreto, passando a funcionar

como armadura positiva tal como nas lajes convencionais. Em caso de vos contnuos,

uma armadura adicional pode ser colocada na laje para resistir aos momentos negativos.

SCHUSTER (26) ressalta que armaduras na forma de telas soldadas tambm podem ser

providenciadas para resistir s tenses de retrao e temperatura ou para fornecer

continuidade sobre os apoios intermedirios. Se no existir uma vinculao mecnica

entre a chapa de ao e o concreto, a ao composta no considerada efetiva. O

comportamento misto entre os dois materiais conseguido por um ou mais dos

seguintes meios mostrados na Figura 1.1.

As vantagens desse sistema de piso misto so muitas, a comear pelo fato do

Steel Deck servir como frma para o concreto fresco e permanecer em definitivo no

local, o que elimina os custos com a desforma. Pode, igualmente, ser utilizado como

plataforma de trabalho suportando as cargas provenientes da construo (materiais,

ferramentas, operrios, etc.), fazendo com que os apoios temporrios (escoras) sejam

abolidos ou reduzidos. Alm disso, o Steel Deck, por ser leve, fcil de ser manejado

e posicionado, reduzindo o tempo de instalao e, devido sua forma nervurada,

fornece um sistema de laje mista de peso menor que os outros sistemas de pisos, o que

resulta em uma economia substancial no custo da fundao. H uma certa facilidade,

tambm, na instalao de dutos de diversos tipos e na fixao de forros. Outra vantagem

que, depois do endurecimento do concreto, o Steel Deck aproveitado como

armadura positiva da laje e, to logo seja colocado no lugar, pode atuar como um

diafragma efetivo de cisalhamento no plano horizontal.


a) Ligaes mecnicas fornecidas por salincias e reentrncias (mossas) na alma e/ou

na mesa do perfil da chapa (embossments e indentations);

b) Ligaes por atrito em perfis de chapas modelados numa forma reentrante;

c) Ancoragens de extremidade fornecidas por conectores tipo stud bolt, ou, por

outro tipo de ligao local entre o concreto e a chapa metlica, somente em

combinao com (a) ou (b);

d) Ancoragem de extremidade obtida pela deformao das nervuras na extremidade da

chapa, somente em combinao com (b).

Figura 1.1 - Formas tpicas de ligao em lajes mistas

(a)

(b)

(c)

(d)


1.2 - JUSTIFICATIVA DA PESQUISA

O comportamento e a resistncia das lajes mistas vm sendo estudados na

Universidade Federal de Minas Gerais UFMG, em parceria com a METFORM S.A.,

fabricante da frma de ao, desde 1996. Dividiu-se o estudo em quatro etapas, gerando

diversas dissertaes de mestrado e inmeros trabalhos apresentados em congressos. Na

primeira etapa, o estudo foi feito para aplicao em construes metlicas, considerando

ou no conectores de extremidade (stud bolt) (MELO (23)); na segunda etapa,

pesquisou-se sua utilizao em estruturas convencionais de concreto armado (SILVA

(28)); na terceira, o efeito da continuidade no comportamento e resistncia foi analisado

(CAMPOS (15)). A quarta etapa corresponde a esta pesquisa, cujo objetivo ser

detalhado mais adiante.

Em todas as etapas j realizadas, o concreto utilizado nas lajes mistas tinha

massa especfica usual ( = 2400 kg/m3) e resistncia caracterstica compresso de 20 MPa. Para que o sistema de lajes mistas melhore ainda mais suas potencialidades no

competitivo mercado da construo civil, o emprego do concreto estrutural leve ( = 1800 kg/m3) apresenta-se como uma tima opo, devido s suas vrias vantagens,

tanto para a fase construtiva da laje quanto para a fase de utilizao. Na fase construtiva,

a reduo da massa especfica do concreto fresco de 2400 kg/m3 para 1800 kg/m3

implica em uma menor carga a ser resistida pela frma de ao. Como o Steel Deck,

nessa fase, resiste sozinho ao carregamento aplicado, vos maiores podero ser vencidos

por ele sem a necessidade de escoramentos, permitindo aumentar ainda mais a

flexibilidade no projeto de lajes com esse sistema construtivo. Na fase de utilizao, a

reduo da massa especfica do concreto possibilita uma maior capacidade portante para

as cargas de revestimento e sobrecargas de servio. Ou seja, aps o endurecimento do

concreto, sobrecargas maiores podero ser empregadas, haja vista que a carga

permanente correspondente ao peso prprio da laje mista ser menor. Ao mesmo tempo,

o carregamento das vigas e colunas, bem como da fundao do edifcio, ser menor,

permitindo uma economia maior de material, reduzindo, conseqentemente, o custo

final da edificao.


1.3 - OBJETIVOS

Esta pesquisa teve por finalidade avaliar o comportamento e a resistncia, aps

o endurecimento do concreto, de um sistema de lajes mistas com frma de ao

incorporada empregando-se concreto estrutural leve de massa especfica menor ou igual

a 1800 kg/m3. Dentro dessa meta trs objetivos foram estudados: o estudo da dosagem e

das propriedades mecnicas do concreto estrutural leve e o estudo do comportamento e

da resistncia das lajes mistas confeccionadas com este tipo de concreto.

Para efeito de dosagem, basicamente, analisou-se a substituio do agregado

grado britado por argila expandida. A dosagem final foi baseada nos resultados de

ensaios de densidade do concreto, consistncia no estado fresco e resistncia

caracterstica compresso.

O estudo das propriedades mecnicas incluiu a avaliao da resistncia

compresso e do mdulo de elasticidade esttico secante, bem como da relao entre os

dois para verificar se as expresses hoje utilizadas para o concreto de densidade usual

aplicam-se ao concreto estrutural leve.

Para pesquisar o comportamento e a resistncia das lajes mistas

confeccionadas com concreto estrutural leve, prottipos com diferentes combinaes de

comprimento, altura total da laje e espessura da frma de ao foram construdos e

testados em laboratrio, seguindo os critrios do EUROCODE 4: DRAFT EN 1994-1-

1:2001 (19) e do CANADIAN SHEET STEEL BUILDING INSTITUTE CSSBI (16).

As dimenses dos prottipos foram similares aos testados anteriormente por MELO

(23), o que permitiu tambm fazer uma anlise comparativa com as lajes mistas

fabricadas com concreto de densidade usual. O mesmo tipo de frma de ao foi

empregado para todos os prottipos, a saber, o Steel Deck MF 75 fabricado pela

METFORM S.A., nas espessuras nominais de 0,80 mm e 1,25 mm.


1.4 - DESCRIO RESUMIDA DOS CAPTULOS

O captulo 2 apresenta uma breve reviso bibliogrfica dos trabalhos mais

relevantes relacionados ao sistema de laje mista e ao concreto estrutural leve de modo a

fornecer uma melhor compreenso do comportamento estrutural da laje mista com

frma de ao incorporada e das propriedades e comportamento mecnico do concreto

estrutural leve. A caracterizao dos prottipos analisados, os materiais utilizados com

os respectivos ensaios de caracterizao e a descrio do processo de execuo e de

preparao para ensaio dos prottipos podem ser encontrados no captulo 3. O

procedimento adotado nos ensaios e o detalhamento do processo de instrumentao dos

prottipos so fornecidos no captulo 4. O captulo 5 apresenta os resultados obtidos nos

ensaios, alm de uma anlise do comportamento dos prottipos. O captulo 6 mostra os

principais aspectos que diferenciam ou que aproximam o comportamento do sistema de

lajes mistas fabricadas com concreto estrutural leve com as fabricadas com concreto

convencional, incluindo consideraes sobre o mtodo m e k para o clculo da

capacidade portante. Finalmente, as concluses do trabalho e recomendaes para

estudos futuros so encontradas no captulo 7.

CAPTULO 2

REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 - INTRODUO

O estudo do comportamento estrutural do sistema de laje mista feito atravs

da realizao de testes em laboratrio (SCHUSTER (27)). Descobertos os estados

limites mais relevantes, os pesquisadores desenvolvem modelos matemticos para

represent-los, utilizando as propriedades padres dos materiais envolvidos, chegando a

frmulas que prevem, com relativa preciso, o comportamento estrutural at o seu

colapso. Essas frmulas recebem fatores de majorao de carga e coeficientes de

minorao de resistncia adequados e devem ter o seu campo de aplicao claramente

definido, considerando a credibilidade e a necessria simplicidade para as aplicaes

prticas, sendo incorporadas pelas diversas normas e especificaes tcnicas tais como:

CSSBI (16), EUROCODE 4: DRAFT EM 1994-1-1:2000 (19), AMERICAN SOCIETY

OF CIVIL ENGINEERS ASCE (6), BRITISH STANDARD 5950: PART 4 BS

5950: PART 4 (13) e o ANEXO C da NBR 14323 (8), por exemplo. Embora os

modelos bsicos de anlise sejam geralmente os mesmos, os critrios adotados por essas

normas, podem apresentar algumas diferenas, principalmente nos fatores parciais de

segurana adotados em cada pas.

A Figura 2.1 mostra o esquema de aplicao de carga utilizado por

pesquisadores de vrios pases em experimentos envolvendo lajes mistas. Os prottipos

so ensaiados em vos simplesmente apoiados. Os tipos de colapsos so classificados

em: colapso por flexo; colapso por cisalhamento transversal ou vertical e colapso por

cisalhamento longitudinal (shear bond) (MELO (23)). Este ltimo modo de ruptura

o predominante e caracterizado pela formao de uma fissura no concreto, em

diagonal, sob ou prximo s linhas de carga, proveniente dos esforos de cisalhamento e

de momento nessa regio, seguido por uma falha da ligao entre as mossas da frma de

CAPTULO 2 - REVISO BIBLIOGRFICA 8

ao e o concreto, fazendo com que o conjunto, deck-concreto, na regio do vo de

cisalhamento, perca sua ao composta, ocorrendo, entre os mesmos, um deslizamento

horizontal relativo elevado.

Figura 2.1 - Esquema de carregamento adotado em vrias pesquisas

Nos EUA, os projetos de lajes mistas so baseados nas especificaes do

STEEL DECK INSTITUTE - SDI e do ASCE (6); no Canad, as especificaes do

CANADIAN SHEET STEEL BUILDING INSTITUTE CSSBI (16) fornecem os

critrios necessrios para o dimensionamento, baseados, principalmente, nos trabalhos

de SCHUSTER (27). A primeira norma europia, a BRITISH STANDARD 5950:

PART 4 BS 5950: PART 4 (13), surgiu em 1982; atualmente, o EUROCODE 4:

DRAFT EN 1994-1-1:2001 (19) trata do dimensionamento tanto da frma de ao

isolada quanto do conjunto deck-concreto. No Brasil, o ANEXO C da NBR 14323 (8)

trata do dimensionamento desse sistema estrutural.

Bloco d

e apoio

Bloco d

e apoio

P


Todas as normas citadas afirmam que o comportamento estrutural da laje

mista no se altera com o uso do concreto estrutural leve, enfatizando, apenas, que

devem ser realizados ensaios especficos com esse tipo de concreto, seguindo as

mesmas recomendaes e metodologias aplicveis aos ensaios com concreto

convencional. A nica ressalva apresentada por essas normas na definio do que

venha ser concreto estrutural leve. Elas recomendam que, nesse caso, sejam feitas

consultas s principais especificaes internacionais sobre o assunto, a fim de se

confeccionar o concreto estrutural leve dentro de padres aceitveis.

Dessa maneira, em uma primeira etapa de estudo, procurou-se adquirir o

conhecimento bsico do comportamento estrutural da laje mista como um todo, com a

finalidade de auxiliar nos ensaios realizados nesta pesquisa. Fez-se, portanto, uma

reviso da literatura internacional a respeito do assunto, inclusive, consultas a institutos

ligados diretamente aos materiais utilizados, como SDI (Steel Deck Institute), SCI

(Steel Construction Institute), AISC (American Steel Construction Institute), BSI

(British Steel Institute) e ACI (American Concrete Institute). Foram feitos contatos com

instituies de pesquisa com tradio no estudo de estruturas mistas, bem como com

fabricantes nacionais e internacionais do perfil de ao e com alguns pesquisadores de

renome na rea. Por fim foi realizado um estudo de anais de conferncias internacionais

sobre o tema.

No foi possvel encontrar, nessas consultas, nenhuma pesquisa realizada nos

mesmos moldes desta, j que as pesquisas encontradas, que utilizavam lajes mistas

empregando concreto estrutural leve, tinham concretos confeccionados com agregado

leve diferente do usado nesta pesquisa, ou, quando o agregado era o mesmo, no havia

dados anteriores, da mesma laje feita com concreto convencional, para serem

comparados.

Foi feito tambm, em uma segunda etapa de estudo, uma reviso da literatura e

consultas, semelhantes s indicadas anteriormente, a respeito da reologia do concreto

estrutural leve, com o intuito de garantir que os concretos leves confeccionados nesta

pesquisa estavam de acordo com as padronizaes internacionais vigentes.


Este captulo tem como meta apresentar uma breve reviso dos trabalhos mais

relevantes relacionados ao sistema de laje mista e ao concreto estrutural leve. Esta

reviso tem como objetivo apresentar a seqncia do desenvolvimento dos estudos

realizados, de modo a fornecer uma melhor compreenso do comportamento estrutural

da laje mista com frma de ao incorporada e das propriedades e comportamento

mecnico do concreto estrutural leve. Para tanto, a reviso foi dividida em trs partes:

reviso da literatura em fontes internacionais, estudos realizados no Brasil sobre as lajes

mistas e reviso bibliogrfica sobre o concreto estrutural leve.

2.2 - REVISO DE LITERATURA SOBRE LAJES MISTAS ESTUDOS

REALIZADOS NO EXTERIOR

A primeira publicao, significativa, sobre as lajes mistas foi feita por

FRIBERG (21), em 1954. O seu trabalho no s forneceu uma viso geral do

comportamento do perfil testado (Cofar), como, tambm, apresentou uma excelente

comparao de custos, entre as lajes mistas e as convencionais.

BRYL (14), em 1967, fez uma investigao sobre os diferentes tipos de chapas

de ao atuando de forma composta com o concreto. Baseado nesses testes, ele concluiu

que ocorria uma ruptura brusca nas lajes mistas que utilizavam chapas de ao sem

mossas, e, nas que tinham mossas, havia grandes deformaes at o colapso,

acompanhadas por um aumento considervel da capacidade de carga.

At 1967, vrios fabricantes de chapas de ao, utilizadas no sistema de laje

mista, atuavam no mercado dos Estados Unidos e Canad. Cada fabricante, empregando

princpios de engenharia tradicionais, desenvolvia o seu produto atravs de uma extensa

pesquisa independente, de forma que os rgos competentes de posse dos resultados

dessas pesquisas, aprovavam, ou no, a sua utilizao no sistema de laje mista. Em

muitos casos, eram pedidos testes adicionais do fabricante. Isso, obviamente, encarecia

o sistema, dificultando o seu uso. Reconhecendo esse fato e a necessidade de uma

norma para projeto e utilizao, o AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE

AISI, iniciou um projeto de pesquisa, em 1967, na IOWA STATE UNIVERSITY, sob a


direo de EKBERG e participao de SCHUSTER (26), onde foi dada uma nfase

particular para encontrar um critrio de resistncia ltima. A partir de ento, vrias

pesquisas foram realizadas, incluindo dissertaes de mestrado e teses de doutorado.

Um fato significativo dos resultados dessas pesquisas foi o modo de ruptura das lajes

mistas testadas. Na grande maioria das vezes, os prottipos romperam por cisalhamento

longitudinal ( shear bond ).

Em abril de 1984, com objetivos de elaborar tabelas de sobrecarga, vos

mximos admissveis e identificar parmetros que influenciassem a resistncia

caracterstica de um sistema de lajes mistas utilizando o perfil de ao P-2430-12HB,

cuja geometria e propriedades mecnicas so similares ao perfil utilizado nesta

pesquisa, SCHUSTER (27) realizou uma srie de ensaios em lajes bi-apoiadas,

empregando concreto de densidade usual, submetidas a carregamento simtrico. A

determinao da resistncia dessas lajes mistas foi baseada em seu estado limite ltimo,

sendo aproveitado os dados experimentais para o embasamento da teoria. Foram

ensaiados doze prottipos, com altura total e vos livres diferentes. O modo de ruptura

observado, em todos os ensaios, foi o cisalhamento longitudinal. Baseado nos resultados

experimentais obtidos, Schuster estabeleceu uma expresso semi-emprica para o

clculo da capacidade ao cisalhamento longitudinal, conhecida hoje como mtodo m e

k. Essa expresso originou as utilizadas no EUROCODE 4: DRAFT EN 1994-1-

1:2001 (19), CSSBI (16) e ASCE (6) e exprime uma relao linear dada por:

+= k

L1mdbV'us

, ( 2.1 )

onde:

usV a resistncia nominal ao cisalhamento longitudinal, em kN/m;

b a largura da laje, em m;

d a altura efetiva da laje, em mm;

L o vo de cisalhamento, em mm; e

m e k so parmetros determinados a partir dos resultados experimentais.


O mtodo consiste em reescrever a equao acima na forma:

kXmY += , ( 2.2 )

onde

'L1X = ( 2.3 )

e

dbV

Y ut

= . ( 2.4 )

Na Equao 2.4, utV o cisalhamento transversal ltimo total obtido nos

ensaios, por metro de largura de laje. Com os valores de X e Y em mos faz-se uma

anlise de regresso linear empregando o mtodo dos mnimos quadrados, obtendo,

desse modo, os parmetros m e k. Desta forma a expresso para determinao da

resistncia de clculo ao cisalhamento longitudinal, em kN/m, fica dada por:

+= k

'L1mdbV vusd , ( 2.5 )

onde v o coeficiente de minorao da resistncia ao cisalhamento longitudinal.

O valor do vo de cisalhamento L para projeto, segundo o EUROCODE 4:

DRAFT EN 1994-1-1:2001 (19), deve ser tomado igual a:

L/4 para carregamento uniformemente distribudo em todo o vo;

A distncia entre a carga concentrada e o apoio mais prximo para duas cargas

iguais e simetricamente dispostas;

Para outros arranjos de carregamento, incluindo a combinao de carregamentos

distribudos e cargas concentradas assimtricas, uma avaliao deve ser feita

baseada em resultados de testes ou pode ser igual ao momento fletor mximo

dividido pela maior reao no apoio.

O mtodo m e k, apesar de ser um critrio de clculo adequado para o

sistema de lajes mistas, no baseado em nenhum modelo analtico. Assim quando as


dimenses dos elementos, os materiais, ou os modos de carregamentos diferem daqueles

usados nos ensaios, devem ser feitas algumas hipteses conservadoras, como, por

exemplo, o clculo do vo de cisalhamento, L, para carregamento uniformemente

distribudo. Alm disso, o mtodo no permite a considerao explicita das

contribuies das ancoragens de extremidade ou de armaduras longitudinais de reforo

na resistncia final das lajes. Para levar em conta estes aspectos, O EUROCODE 4:

DRAFT EN 1994-1-1:2001 (19) prope o mtodo da interao parcial como alternativa

ao mtodo m e k. Esse mtodo analtico e portanto permite que se considerem as

contribuies explcitas das ancoragens de extremidade e o uso de armaduras

longitudinais de reforo, como alternativas para aumentar a resistncia ao cisalhamento

longitudinal do sistema de laje mista. Segundo o EUROCODE 4: DRAFT EN 1994-1-

1:2001 (19), ele s deve ser utilizado em lajes que tenham um comportamento dctil,

isto , em lajes cuja carga ltima excede em 10% ou mais a carga que causa o

deslizamento de extremidade de servio (0,5 mm).

VAN HOVE (30), em julho de 1991, com objetivos idnticos ao de Schuster,

mas utilizando o perfil de ao CF70/0,9 e empregando concreto estrutural leve com

agregado de escria de alto forno, realizou duas sries de ensaios com quatro prottipos

para cada srie, usando lajes biapoiadas submetidas a carregamento simtrico. Em todos

os ensaios, foi observado o mesmo modo de ruptura: cisalhamento longitudinal. Com os

resultados experimentais obtidos, o autor determinou os valores de m e k

caractersticos ao perfil de ao e concreto utilizado, e a partir desses valores, fez as

tabelas de sobrecarga e de vos mximos admissveis.

Em 1995, WRIGHT E EVANS (31) discutiram as trs fases do

comportamento estrutural das lajes mistas, ou seja, a ao durante a etapa construtiva, a

ao laje mista e a ao viga mista. Para a pesquisa foi usado o perfil de ao CF46 e

concreto estrutural leve com agregado de escria de alto forno. Os autores verificaram

que durante a etapa construtiva, caso a laje seja submetida a altos nveis de

carregamento concentrado, h possibilidade de flambagem local da mesa superior do

perfil de ao e/ou o escoamento de sua parte inferior, levando a estrutura ao colapso. O

comportamento de laje mista descrito por WRIGHT E EVANS, como a ao


estrutural desenvolvida pelo travamento mecnico entre a chapa de ao e o concreto,

proporcionado principalmente pelas mossas. Esse travamento assegura laje resistncia

longitudinal, sendo a perda dessa resistncia, a causa de todas as rupturas observadas

pelos autores. Notou-se, tambm, que a resistncia transversal, responsvel pela

capacidade portante do sistema em seu prprio plano, garantida pelo uso de conectores

soldados s vigas perifricas, o que caracteriza a chamada ao de viga mista.

Ainda em 1995, foi publicada pela EUROPEAN CONVENTION FOR

CONSTRUCTIONAL STEELWORK ECCS (20) a primeira edio do Design

Manual for Composite Slabs, um manual prtico de dimensionamento para estruturas

mistas aoconcreto. O manual se baseia nos captulos 7, 10 e anexo E do EUROCODE

4 (18) e na parte 1.3 do EUROCODE 3 (17), fornecendo consideraes especiais sobre

o efeito diafragma, proteo contra incndio, isolamento acstico, aberturas nas lajes e

proteo contra corroso do perfil de ao, alm de detalhes construtivos da aplicao do

sistema de lajes mistas a estruturas de concreto armado, concreto protendido e madeira.

A maior parte da publicao dedicada aos mtodos de clculo das lajes mistas,

enfocando dados relativos aos materiais, carregamentos e verificao dos estados

limites.

2.3 - REVISO BIBLIOGRFICA SOBRE LAJES MISTAS ESTUDOS

REALIZADOS NO BRASIL

A utilizao de sistemas mistos no Brasil tem aumentado consideravelmente,

tanto em edifcios como em pontes. A NBR 8800/86 (10) foi a primeira norma brasileira

a tratar de sistemas mistos, abordando as vigas mistas, sem, no entanto, fazer referncia

a pilares mistos, lajes mistas e ligaes mistas viga/pilar. Atualmente, o Anexo C da

NBR 14323 (8) trata do dimensionamento das lajes mistas.

Como j foi dito, o comportamento e a resistncia das lajes mistas vm sendo

estudados na Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG, em parceria com a

METFORM S.A., fabricante da frma de ao, desde 1996. O estudo foi dividido em

quatro etapas: na primeira, foi verificada a aplicao do sistema em construes


metlicas, considerando ou no conectores de extremidade (stud bolt); na segunda,

pesquisou-se sua utilizao em estruturas convencionais de concreto armado; na

terceira, o efeito da continuidade foi analisado; na quarta etapa, que esta pesquisa, foi

avaliado o comportamento e a resistncia das lajes mistas empregando-se o concreto

estrutural leve. As dissertaes de mestrado geradas a partir das trs primeiras etapas,

so resumidas a seguir.

Na primeira etapa, em 1999, prottipos com diferentes combinaes de

espessura total de laje, vo de cisalhamento e espessura da frma de ao, foram

construdos e testados em laboratrio por MELO (23), seguindo os critrios do CSSBI

(16) e do EUROCODE 4 (18). As dimenses dos prottipos foram variadas de modo a

cobrir satisfatoriamente a faixa de parmetros que afetam a resistncia dessas lajes.

Empregou-se o mesmo tipo de frma metlica para todos os prottipos, o Steel Deck

MF 75, fabricado pela METFORM S.A., nas espessuras nominais de 0,80 mm e 1,25

mm. O concreto utilizado era de densidade usual com resistncia caracterstica

compresso ( ckf ) de 20 MPa. Os ensaios de caracterizao das propriedades mecnicas

do concreto foram feitos em idades superiores a 28 dias juntamente com os ensaios das

lajes: a resistncia do concreto obtida esteve sempre acima do valor especificado.

Telas soldadas foram colocadas a uma distncia de aproximadamente 20 mm

do topo da laje mista, para evitar fissuras devido retrao do concreto. (SCHUSTER

(27)). Os prottipos foram moldados totalmente apoiados, como recomenda o

EUROCODE 4 (18), por ser considerada a situao mais desfavorvel.

A Figura 2.1, vista anteriormente, mostra o esquema de aplicao de carga

utilizado nos ensaios. Os prottipos foram ensaiados em vos simplesmente apoiados.

Um sistema de vigas metlicas transmitia a carga ao prottipo, de modo que duas cargas

concentradas lineares, dispostas simetricamente, fossem aplicadas. Eram aplicados

incrementos de carga de forma gradual e crescente at a carga ltima do prottipo ser

atingida.


Os resultados dos ensaios revelaram que aps a fissurao do concreto, o

sistema apresenta um comportamento com interao parcial entre o concreto e a frma

de ao, devido ao rompimento da aderncia qumica entre os mesmos e incapacidade

da aderncia mecnica proporcionada pelas mossas, uma vez acionadas, em transmitir o

cisalhamento total entre o perfil de ao e a laje de concreto, gerando um deslizamento

relativo entre esses elementos. Com o aumento gradual da carga, a interao parcial se

deteriora continuamente, fazendo com que o concreto da regio do vo de cisalhamento

perca sua ao composta com a frma de ao. Essa falha indicada por um elevado

deslizamento horizontal relativo entre a frma de ao e o concreto, na extremidade do

prottipo, e resulta no colapso por cisalhamento longitudinal (shear bond). Esse modo

de ruptura foi encontrado em todos os prottipos ensaiados.

Como todos os prottipos romperam por cisalhamento longitudinal,

determinou-se uma expresso para o clculo da capacidade resistente ltima das lajes

mistas de acordo com o mtodo semi-emprico m e k, apresentado por SCHUSTER

(27) e utilizado tanto pelo EUROCODE 4 (18) quanto pelo CSSBI (16). Foram feitas

verificaes tambm utilizando o mtodo da interao parcial proposto pelo

EUROCODE 4 (18). Com os valores dos parmetros m e k, foi gerada uma tabela

unificada de carga e vos mximos admissveis para dimensionamento dessas lajes em

construes metlicas. Os efeitos da presena de conectores de extremidade, stud bolt,

tambm foi analisado. Com esses conectores houve um aumento siginificativo da

capacidade portante das lajes, porm, o modo de colapso foi o mesmo observado nos

prottipos sem conectores.

O sucesso da utilizao das lajes mistas nas construes metlicas criou um

ambiente propcio aplicao do sistema em estruturas usuais de concreto armado.

Ento, SILVA (28), no mesmo ano de 1999, analisou tanto o aspecto construtivo quanto

o comportamento e a resistncia dessas lajes para essa nova finalidade, sendo esta a

segunda etapa da pesquisa.

Em estruturas convencionais de concreto armado, as lajes e vigas de um

pavimento, em regra, so concretadas em uma nica etapa, posterior execuo dos


pilares. Para que esse mesmo procedimento fosse feito no caso das lajes mistas com

frma de ao incorporada, o Steel Deck deveria ser interrompido nas faces laterais das

vigas, ou seja, ele no poderia penetrar nas vigas de concreto. Baseado nesse fato, o

processo executivo escolhido foi o de acrescentar s frmas das faces laterais das vigas

duas abas horizontais para apoio e fixao do Steel Deck atravs de rebites. Esse

mtodo se revelou de fcil execuo e seguro, no ocorrendo nenhum deslizamento do

Steel Deck durante a concretagem.

Uma vez que o perfil no penetrava nas vigas de extremidade, barras de ao,

previamente colocadas dentro da laje, foram empregadas para a transferncia dos

esforos da frma de ao para as vigas. Para o clculo da rea necessria dessas barras,

bem como de seus comprimentos dentro da laje e das vigas, utilizaram-se as prescries

da norma brasileira NBR 6118 (11). Para a verificao do comportamento e da

resistncia das lajes, foram realizados ensaios de dez prottipos, variando a altura total,

o vo livre e o vo de cisalhamento da laje, alm da espessura da frma de ao. Os

valores empregados e os procedimentos dos ensaios foram os mesmos utilizados por

MELO (23). O concreto utilizado foi de densidade usual, tendo sido especificado uma

resistncia caracterstica compresso ( ckf ) maior ou igual a 20 MPa. Posteriormente,

foram determinadas as resistncias compresso e o mdulo de elasticidade esttico

secante (Ec) do concreto, em datas coincidentes com a realizao dos ensaios dos

prottipos. Os resultados ficaram sempre acima do especificado. Para as barras de

transferncia dos esforos empregaram-se trs diferentes bitolas, 3,4; 5,0 e 6,3 mm. As

bitolas de 3,4 e 5,0 mm eram de ao tipo CA-60, enquanto as de 6,3 mm do tipo CA 50.

Devido semelhana das lajes testadas nesta etapa com a anterior, foi possvel

fazer uma anlise comparativa entre os resultados obtidos. Essa anlise revelou que os

sistemas de lajes mistas aplicados em estruturas convencionais de concreto armado, do

ponto de vista da capacidade de carga e dos parmetros relativos ao estado limite de

utilizao, tm comportamento equivalente aos aplicados em estruturas metlicas sem

conectores de extremidade (stud bolt), atingindo, da mesma maneira, o colapso por

cisalhamento longitudinal (shear bond). Ao se fazer verificao do clculo da

resistncia ao cisalhamento longitudinal atravs do mtodo "m e k", chegou-se a


resultados praticamente iguais para os dois sistemas, o que comprova a viabilidade

estrutural da aplicao das lajes mistas a estruturas prediais em concreto armado, sendo

possvel a utilizao das mesmas tabelas de dimensionamento empregadas para as

construes metlicas. importante frisar que em nenhum ensaio verificou-se a ameaa

de runa na ligao da laje com as vigas de concreto, o que fortalece a hiptese de que

as barras tiveram a atividade necessria para cumprir o seu papel na transferncia dos

esforos de cisalhamento longitudinal da laje mista para as vigas de extremidade.

Na terceira etapa, em 2001, CAMPOS (15) avaliou o comportamento e a

resistncia da laje mista contnua. Foi realizada, tambm, uma anlise comparativa dos

resultados obtidos com aqueles encontrados nas etapas anteriores.

A etapa experimental consistiu em ensaios de prottipos construdos em escala

natural e submetidos a diferentes condies de carregamentos. Os ensaios foram feitos

conforme mostra a Figura 2.2.

Figura 2.2 Ensaios de continuidade da laje mista (a) Situao I (b) Situao II

900 mm 900 mm 900 mm 900 mm

600 mm 600 mm 600 mm 600 mm 600 mm 600 mm

3600 mm

3600 mm

P P

P P P P

(a)

(b)


Foram testados trs prottipos para cada situao. Para a situao I, utilizou-se

vo de cisalhamento igual a 900 mm e lajes com altura total igual 180 mm; para a

situao II, vo de cisalhamento igual 600 mm e lajes com altura total igual 140 mm.

Nos dois casos, foram utilizadas frmas de ao com espessura nominal de 0,80 mm. A

escolha das caractersticas geomtricas dos prottipos e do esquema de carga se baseou

nos ensaios previamente realizados nas etapas anteriores. Foi utilizado concreto de

densidade usual, tendo sido especificado uma resistncia caracterstica compresso

( ckf ) maior ou igual a 20 MPa. Ao se fazer os ensaios de caracterizao das

propriedades mecnicas do concreto, juntamente com os ensaios das lajes, a resistncia

do concreto obtida esteve sempre acima do valor especificado.

A armadura negativa, posicionada sobre o apoio intermedirio, foi

dimensionada em funo do momento na seo central da laje. Para clculo do valor do

momento, foi empregado o valor ltimo do esforo cortante de extremidade obtido nos

ensaios das lajes simplesmente apoiadas de mesmas caractersticas geomtricas e

mesmo vo de cisalhamento.

A anlise dos resultados revelou um aumento significativo na capacidade

portante da laje, em relao aos prottipos similares simplesmente apoiados. Durante os

testes, um nico modo de ruptura foi observado: combinao de cisalhamento

longitudinal (shear bond) com escoamento da armadura negativa na regio do apoio

intermedirio.

2.4 - REVISO BIBLIOGRFICA SOBRE O CONCRETO ESTRUTURAL

LEVE

Concreto estrutural leve, segundo o ACI 211 (1), um concreto estrutural em

todos os sentidos, exceto que, por razes de economia do custo total, o concreto feito

com agregados leves, sendo, portanto, seu peso especfico aproximadamente igual a

dois teros do peso especfico do concreto feito com agregados naturais tpicos. Desde

que o objetivo primordial o baixo peso e no a resistncia, as especificaes limitam o

peso especfico mximo permissvel do concreto. Uma vez que o agregado altamente


poroso tambm tende a reduzir bastante a resistncia do concreto, as especificaes

exigem uma resistncia compresso mnima aos 28 dias, para assegurar a qualidade

estrutural do concreto.

O Guia de Concreto Estrutural com Agregado Leve do ACI 213R-87 (2)

define concreto estrutural com agregado leve como concretos leves tendo resistncia

compresso aos 28 dias acima de 17 MPa e massa especfica, seca ao ar, no excedendo

1850 kg/m3. O concreto pode conter somente agregado leve, ou, por diversas razes,

uma combinao de agregados leves e normais. Do ponto de vista da trabalhabilidade e

outras propriedades, uma prtica habitual usar areia comum como agregado mido e

limitar o tamanho nominal mximo do agregado grado leve a 19 mm. De acordo com o

mtodo ASTM C 330 (5), os agregados leves midos e grados no devem ter massa

especfica no estado solto seco maior do que 1120 kg/m3 e 880 kg/m3, respectivamente.

A especificao contm ainda as exigncias requeridas para os agregados com respeito

granulometria, s substncias deletrias e s propriedades do agregado para execuo do

concreto, tais como resistncia, retrao por secagem e durabilidade do concreto

contendo o agregado.

As exigncias das normas ASTM C 330 (5), para resistncias compresso e

trao e para massa especfica unitria do concreto estrutural leve, so mostrados na

Tabela 2.1.

Tabela 2.1 - Exigncias para concreto estrutural leve ASTM C 330

17601680

176016801600

1840 2,32,12,1

282117

2,22,12,0

Combinao de areia natural com agregado leve

282117

Massa especfica seca ao ar mx. aos 28 dias

(kg/m3)

Resistncia trao por compresso diametral mnima aos 28 dias

(MPa)

Resistncia compresso mnima aos 28 dias

(MPa)Todos os agregados leves


Em relao aos agregados leves, a caracterstica essencial a elevada

porosidade, que resulta numa baixa massa especfica aparente. Alguns agregados leves

so encontrados ao natural; outros so produzidos a partir de materiais naturais ou de

subprodutos industriais. Os principais agregados naturais so a diatomita, a pedra

pomes, a escria, as cinzas vulcnicas e os tufos; com exceo da diatomita, todos tm

origem vulcnica. Os agregados leves, para concreto estrutural, fabricados a partir de

materiais naturais so: a argila, a vermiculita e a ardsia expandidas.

A argila expandida, que foi o agregado leve utilizado nesta pesquisa,

produzida, segundo ROSSO (25), por um tratamento trmico adequado que provoca um

estado semiplstico, conhecido, tambm, como ponto de vitrificao incipiente. Elas

se expandem aumentando seu volume de 5 a 6 vezes, em conseqncia da formao de

gases no interior da massa do material, formando, assim, uma estrutura altamente

porosa ao resfriar-se. Para ocorrer o fenmeno necessrio que as argilas contenham

alguns componentes produtores de gases no momento em que o estado semiplstico

alcanado. Reaes de carbonatos e sulfetos, decomposio de compostos que contm

gua ou compostos orgnicos, decomposio ou reduo de xidos frricos, so os

processos qumicos responsveis pelo desenvolvimento de gases, quando as argilas

alcanam a temperatura de vitrificao incipiente. Embora o fenmeno no seja ainda

perfeitamente definido, sabe-se que sem os componentes acima indicados ele no

ocorre; portanto, se a argila for desprovida desses elementos eles devero ser

adicionados. A expanso, contudo, realizada somente se o material adquirir

viscosidade suficiente para resistir tenso dos gases. As temperaturas necessrias para

a expanso variam de 1100 a 1400C, com o pH maior que 5 e composio qumica

tpica semelhante da pedra pomes com contedo de slica da ordem de 59%. As argilas

expandidas podem ser produzidas como clnker numa grelha mvel de sinterizao, ou,

como agregado de forma arredondada em processo de pelotizao, calcinao e

expanso em forno rotativo. O segundo processo produz material de qualidades

superiores.

De acordo com MEHTA E MONTEIRO (22), exame de corpos de prova

rompidos de concreto com agregado leve, aps o ensaio de trao, por compresso

diametral, revelam claramente que, ao contrrio do concreto convencional, o agregado e


no a zona de transio geralmente o componente mais fraco do sistema. Ele ainda

ressalta que, comparado ao concreto convencional, o concreto com agregado leve tem

maior movimentao causada pela umidade, isto , maior grau de retrao por secagem

e fluncia. Em geral, lanamento, compactao e acabamento de concreto com agregado

leve requerem esforo relativamente menor; conseqentemente, mesmo abatimentos de

50 a 70 mm podem ser suficientes para obter uma trabalhabilidade similar do concreto

normal, com abatimentos de 100 a 125 mm.

A elevada capacidade de absoro do agregado leve tambm importante na

fase de mistura. Quando se coloca na betoneira uma certa quantidade de gua, a

quantidade de gua disponvel para molhagem do cimento e para a hidratao depende

da quantidade que absorvida pelo agregado leve. Isso varia bastante, desde zero,

quando o agregado tenha sido previamente encharcado durante um tempo considervel,

at uma quantidade muito grande, dependendo do tipo de agregado quando ele seco

em estufa. Entre esses dois extremos, o agregado seco ao ar colocado na betoneira

provavelmente deve absorver entre 70 kg e 100 kg de gua por metro cbico de

concreto, segundo o ACI 304 (3).

NEVILLE (24) ressalta que existe uma dificuldade insupervel na

determinao da quantidade de gua livre em concretos com agregados leves. Em

conseqncia, no pode ser estabelecida a relao gua/cimento com base na gua livre

da mistura: a relao gua/cimento baseada na gua total no tem sentido, pois a gua

absorvida pelo agregado no tem influncia na formao de poros capilares, que tm

efeito sobre a resistncia. Por outro lado, para um dado agregado, existe uma ampla

relao entre o teor de cimento do concreto e a resistncia compresso. Como o

cimento tem massa especfica muito maior do que o agregado leve, para cada agregado,

a resistncia aumenta com um aumento de massa especfica, mas, dependendo do tipo

de agregado, um concreto de 20 MPa, pode necessitar entre 260 kg e 330 kg de cimento

por metro cbico de concreto; resistncias compresso maiores exigem teores muitos

altos de cimento; por exemplo, para 70 MPa necessrio um total de 630 kg de

materiais cimentcios. Como no caso dos concretos com massa especfica usual, o fumo


de slica melhora a resistncia dos concretos leves. Outros materiais cimentcios

tambm podem ser incorporados aos concretos leves.

Em geral, para uma mesma resistncia de concreto, o teor de cimento em

concretos leves maior do que em concretos convencionais; a altas resistncias o

aumento de cimento pode chegar a mais de 50%. Um elevado teor de cimento dos

concretos leves significa que ele tem uma relao gua/cimento baixa, embora

desconhecida, de modo que a resistncia da matriz alta. As partculas de agregado

grado so relativamente fracas e sua resistncia pode ser um fator limitador da

resistncia do concreto em funo do fendilhamento que ocorre nessas partculas na

direo normal da carga aplicada. No entanto, no existe uma relao definida entre a

resistncia do agregado e a resistncia do concreto.

Uma importante caracterstica do agregado leve a boa aderncia entre o

agregado e a pasta hidratada de cimento que o envolve, sendo conseqncia de vrios

fatores. Em primeiro lugar, a textura spera da superfcie de muitos agregados leves

resulta em um intertravamento mecnico entre os dois materiais. De fato, muitas vezes,

ocorre uma certa penetrao da pasta de cimento para o interior dos poros abertos na

superfcie das partculas de agregado grado. Em segundo lugar, os mdulos de

elasticidade das partculas de agregado leve e da pasta de cimento no so muito

diferentes. Em conseqncia, no so induzidas tenses diferenciais entre os dois

materiais pelas cargas aplicadas ou por variaes trmicas ou higroscpicas. Em terceiro

lugar, a gua absorvida pelo agregado no momento da mistura se torna, com o tempo,

disponvel para a hidratao do cimento no hidratado remanescente. NEVILLE (24)

ressalta que, como boa parte dessa hidratao adicional ocorre na regio da interface

agregado-pasta, torna-se mais forte a aderncia entre o agregado e a matriz.

O mdulo de elasticidade, de acordo com NEVILLE (24), pode ser expresso

em funo da resistncia compresso. No entanto, devido melhor aderncia da pasta

com as partculas, o concreto com agregado leve apresenta uma ao combinada

particularmente boa, de modo que as propriedades elsticas do agregado tm maior

influncia sobre o mdulo de elasticidade do concreto do que no caso de concretos com

agregados normais. Como as propriedades elsticas do agregado no so influenciadas


pelo teor de vazios e, portanto, nem pela massa especfica aparente, o mdulo de

elasticidade do concreto com agregado leve pode ser expresso em funo da massa

especfica do concreto, bem como da sua resistncia compresso.

Para resistncias de at 41 MPa, o ACI 318-99 (4) apresenta uma expresso

para o mdulo de elasticidade esttico secante do concreto, Ec, dada por:

'c

5,16c f1043E = , ( 2.6 )

onde:

cE = mdulo de elasticidade esttico secante, em GPa;

= massa especfica do concreto, em kg/m3, e

'cf = resistncia compresso determinada em cilindros, em MPa.

Essa expresso vlida para valores de massa especfica entre 1440 kg/m3 e

2480 kg/m3.

Quanto aos concretos leves com resistncia entre 60 MPa e 100 MPa, a

relao entre o mdulo de elasticidade e a resistncia compresso parece ser melhor

representada pela expresso proposta por ZHANG E GJORV (32):

5,13,0

cc 2400f5,9E

= . ( 2.7 )

Os termos da expresso acima so os mesmos da relao proposta pelo ACI

318-99.

NEVILLE (24) indica que em concretos feitos com argila expandida ou cinza

volante sinterizada encontraram-se valores do mdulo de elasticidade entre 18 GPa e 26

GPa, isto , tipicamente 12 GPa menos do que concretos com agregados naturais tpicos

com iguais resistncias, no intervalo entre 50 MPa e 90 MPa. O mdulo de elasticidade

menor dos concretos leves permite maiores deformaes finais do que os concretos

convencionais com igual resistncia.


Analisando agora a permeabilidade do concreto estrutural leve, NEVILLE (24)

afirma que, como geralmente descontnuo o sistema de poros dos agregados leves, a

porosidade das prprias partculas do agregado no tem influncia sobre a

permeabilidade do concreto, que baixa em relao ao concreto convencional. Essa

baixa permeabilidade devida a vrios fatores: menor relao gua/cimento na pasta,

melhora na qualidade da regio da interface em torno do agregado de modo que no se

formam percursos mais fceis em volta do agregado e melhor compatibilidade do

mdulo de elasticidade do agregado e da matriz resultando em uma menor

microfissurao sob carga ou por efeito de variaes trmicas. Alm disso, o suprimento

de gua pelo agregado possibilita o prosseguimento da hidratao do cimento com uma

conseqente reduo da permeabilidade.

Outra caracterstica importante do concreto estrutural leve, de acordo com

NEVILLE (24), a sua baixa condutividade trmica e baixo coeficiente de dilatao

trmica, que reduz o aumento da temperatura da armadura em caso de incndio. A

combinao desses dois fatores benfica no caso de exposio ao fogo. Alm disso, o

agregado estvel a temperaturas elevadas, tendo ele mesmo sido processado a uma

temperatura acima de 1100C.

Da anlise sobre as aplicaes do concreto estrutural leve em edificaes,

nota-se que, embora ele custe mais do que o concreto convencional (cerca de 10 a 15%)

por metro cbico, a estrutura pode custar menos, como resultado da reduo do peso

prprio e do menor custo das fundaes. A construo, em concreto leve, do tabuleiro

da ponte So Francisco - Oakland Bay, em 1936, resultou na economia de 3 milhes de

dlares em ao. Desde ento, numerosos tabuleiros de pontes em concreto leve foram

construdos em todo o mundo. A resistncia no o fator de maior importncia em lajes

de pisos; portanto, uma grande quantidade de agregado leve usada para reduzir o peso

prprio do concreto em pisos de edifcios altos. Um exemplo dessa aplicao o Lake

Point Tower, em Chicago, Illinois, construdo em 1968, com 71 pavimentos. As lajes de

piso, do segundo ao septuagsimo andar e a rea da garagem foram executadas em

concreto moldado in loco, com uma massa especfica de 1730 kg/m3 e uma resistncia

compresso aos 7 dias de 20 a 22 MPa. O Australian Square, em Sidney, Austrlia,

terminado em 1967, uma torre circular (50 pavimentos), de 184 m de altura, e 42,5 m


de dimetro. Uma economia de 13% no custo da construo foi conseguida, com o uso

de 30 000 m3 de concreto leve nas vigas e lajes acima do stimo andar. O concreto tinha

uma resistncia compresso mdia de 34 MPa e uma massa especfica mdia de 1792

kg/m3, aos 28 dias. O One Shell Plaza, em Houston, Texas, construdo em 1969, uma

estrutura toda em concreto leve, de 52 pavimentos. Caso tivesse sido usado concreto de

densidade usual, somente uma estrutura com 35 andares poderia ter sido projetada com

segurana, devido ao limite de capacidade portante do solo ( MEHTA E MONTEIRO

(22) ).

CAPTULO 3

CARACTERIZAO E FABRICAO DOS

PROTTIPOS

3.1 - INTRODUO

Neste capitulo, ser apresentada a especificao dos prottipos analisados,

compreendendo suas principais caractersticas. Detalham-se, tambm, os materiais

utilizados com os respectivos ensaios de caracterizao. Por fim, uma descrio do

processo de execuo e de preparao para ensaio dos prot

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Lajes Mistas... Luciano Carvalhais Gomes 2001