STEEL DECKSTEEL DECK

LAJES MISTASLAJES MISTAS

STEEL DECKSTEEL DECK

ENGENHARIA CIVIL – UFMGENGENHARIA CIVIL – UFMG

TECNOLOGIA DAS EDIFICAÇÕES III TECNOLOGIA DAS EDIFICAÇÕES III

COMPONENTES DO GRUPOCOMPONENTES DO GRUPO

BRUNO LAS CASASBRUNO LAS CASAS

FÁBIO PERDIGÃOFÁBIO PERDIGÃO

KELIANE FERREIRAKELIANE FERREIRA

NATÁLIA PUFFNATÁLIA PUFF

HISTÓRICOHISTÓRICO

Em meados de 1930, engenheiros Em meados de 1930, engenheiros norte americanos percebem norte americanos percebem vantagens na integração de vantagens na integração de chapas metálicas denominadas chapas metálicas denominadas Steel Deck com o concreto, tais Steel Deck com o concreto, tais como:como:

dispensa de utilização de fôrmas dispensa de utilização de fôrmas de madeira;de madeira; dispensa do uso de escoras;dispensa do uso de escoras; facilidade de passagem de dutos facilidade de passagem de dutos e fixação de forros;e fixação de forros; maior agilidade no processo maior agilidade no processo construtivo.construtivo.

Anteriormente eram usadas Anteriormente eram usadas fôrmas de aço juntamente com fôrmas de aço juntamente com concreto sem haver interação concreto sem haver interação entre as mesmas.entre as mesmas.Início de utilização da estrutura Início de utilização da estrutura com interação durante a década com interação durante a década de 40, a fôrma passa a servir como de 40, a fôrma passa a servir como armadura positiva da laje.armadura positiva da laje.

COMPORTAMENTO MISTO ENTRE O COMPORTAMENTO MISTO ENTRE O CONCRETO E A CHAPA DE AÇOCONCRETO E A CHAPA DE AÇO

(utilizar no mínimo dois)(utilizar no mínimo dois)

Estudos realizados no exterior, em Estudos realizados no exterior, em laboratórios, levaram à conclusão laboratórios, levaram à conclusão de existência de três tipos de de existência de três tipos de colapso:colapso:

ModeloModelo de estudosde estudos

TIPOS DE COLAPSOTIPOS DE COLAPSO

colapso por flexão;colapso por flexão; colapso por cisalhamento transversal colapso por cisalhamento transversal

ou vertical;ou vertical; colapso por cisalhamento colapso por cisalhamento

longitudinal (“shear bond”).longitudinal (“shear bond”).

FATORES DE SEGURANÇAFATORES DE SEGURANÇA ValoresValores diferenciados de coeficientes de diferenciados de coeficientes de

segurança segundo diferentes normas, tais segurança segundo diferentes normas, tais como:como:

STEEL DECK INSTITUTE - SDI e SCE, nos STEEL DECK INSTITUTE - SDI e SCE, nos EUA;EUA;

CANADIAN SHEET STEEL BUILDING CANADIAN SHEET STEEL BUILDING INSTITUTE – CSSBI, no Canadá;INSTITUTE – CSSBI, no Canadá;

EUROCODE 4: DRAFT EN 1994-1-1:2001, na EUROCODE 4: DRAFT EN 1994-1-1:2001, na Europa e Europa e

ANEXO C da NBR 14323ANEXO C da NBR 14323, no Brasil., no Brasil.

ESTUDOS NO EXTERIORESTUDOS NO EXTERIOR

Publicações significativas:Publicações significativas:FRIBERG (1954);FRIBERG (1954);BRYL (1967);BRYL (1967);Surgem pesquisas Surgem pesquisas independentes (por volta de independentes (por volta de 1970);1970);

Necessidade de Necessidade de normatização dos ensaios.normatização dos ensaios.Pesquisas no AMERICAN IRON Pesquisas no AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE (AISI), AND STEEL INSTITUTE (AISI), em 1967, lideradas por em 1967, lideradas por EKBERG e SCHUSTER.EKBERG e SCHUSTER.

São feitas várias pesquisas, São feitas várias pesquisas, observando um único E.L.U.:observando um único E.L.U.: RUPTURA POR CISALHAMENTO RUPTURA POR CISALHAMENTO LONGITUDINALLONGITUDINAL.. Desenvolvimento do método “m Desenvolvimento do método “m & k”.& k”.

Método “m & k”, gerou Método “m & k”, gerou expressões da expressões da CSSBI (2002) e CSSBI (2002) e EUROCODE 4 (2004).EUROCODE 4 (2004).

Vus: resistência nominal Vus: resistência nominal ao esforço cortante, em ao esforço cortante, em kN/m;kN/m;b: largura da laje, em m;b: largura da laje, em m;d: altura efetiva da laje, d: altura efetiva da laje, em mm;em mm;L’:o vão de cisalhamento, L’:o vão de cisalhamento, em mm;em mm;m e k: parâmetros m e k: parâmetros determinados a partir de determinados a partir de resultados dos ensaios.resultados dos ensaios.

Metodologia: Metodologia: reescrever a reescrever a equação anterior na formaequação anterior na forma

Com os valores de X Com os valores de X e Y faz-se uma e Y faz-se uma regressão linear regressão linear empregando o empregando o método dos mínimos método dos mínimos quadrados, obtendo, quadrados, obtendo, desse modo, os desse modo, os parâmetros m e k.parâmetros m e k.

Valores do vão de cisalhamento L’ para Valores do vão de cisalhamento L’ para projeto, segundo o EUROCODE 4 (2004):projeto, segundo o EUROCODE 4 (2004):

L/4 para carregamento uniformemente distribuído L/4 para carregamento uniformemente distribuído em todo o vão;em todo o vão;

distância entre a carga concentrada e o apoio mais distância entre a carga concentrada e o apoio mais próximo, para duas cargas iguais e simetricamente próximo, para duas cargas iguais e simetricamente dispostas;dispostas;

uma avaliação baseada nos resultados dos testes uma avaliação baseada nos resultados dos testes deve ser feita para outros arranjos de deve ser feita para outros arranjos de carregamento, tais como a combinação de cargas carregamento, tais como a combinação de cargas distribuídas com cargas concentradas assimétricas.distribuídas com cargas concentradas assimétricas.

ESTUDOS NO BRASILESTUDOS NO BRASIL

NBR 8800: 1986 – primeira a NBR 8800: 1986 – primeira a tratar do assunto, abordando tratar do assunto, abordando vigas mistas;vigas mistas; Atualmente, o Anexo C da Atualmente, o Anexo C da NBR 14323 (1999) trata do NBR 14323 (1999) trata do dimensionamento das lajes dimensionamento das lajes mistas;mistas;

Pesquisas realizadas na Pesquisas realizadas na Universidade Federal de Minas Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG em parceria com a Gerais – UFMG em parceria com a METFORM S.A.METFORM S.A. Criação do “steel deck” MF-75, Criação do “steel deck” MF-75, com diferentes formas e tamanhos.com diferentes formas e tamanhos. Determinação e utilização dos Determinação e utilização dos parâmetros “m & k” para parâmetros “m & k” para dimensionamento.dimensionamento.

Segunda etapa da pesquisa: o Segunda etapa da pesquisa: o emprego do sistema de lajes emprego do sistema de lajes mistas em estruturas usuais de mistas em estruturas usuais de concreto armado:concreto armado: Observado que apresenta Observado que apresenta comportamento equivalente aos comportamento equivalente aos aplicados em estruturas metálicas aplicados em estruturas metálicas sem conectores de extremidade.sem conectores de extremidade.

Terceira etapa da pesquisa: Terceira etapa da pesquisa: estudos sobre a resistência das estudos sobre a resistência das lajes mistas:lajes mistas: Resultados revelaram um Resultados revelaram um aumento na capacidade portante aumento na capacidade portante da laje em relação aos protótipos da laje em relação aos protótipos simplesmente apoiados.simplesmente apoiados.

Etapa final da pesquisa: utilização Etapa final da pesquisa: utilização de concreto leve, ao invés de de concreto leve, ao invés de concreto convencional.concreto convencional. Os resultados obtidos foram Os resultados obtidos foram bastante similares ao apresentado bastante similares ao apresentado pelas lajes mistas feitas com pelas lajes mistas feitas com concreto convencional.concreto convencional.

O que é o STEEL DECK ?O que é o STEEL DECK ?

Laje composta por uma telha de aço Laje composta por uma telha de aço galvanizado e uma camada de concreto.galvanizado e uma camada de concreto.

O aço, excelente material para trabalhar a O aço, excelente material para trabalhar a tração, é utilizado no formato de uma telha tração, é utilizado no formato de uma telha trapezoidal que serve como fôrma para trapezoidal que serve como fôrma para concreto durante a concretagem e como concreto durante a concretagem e como armadura positiva para as cargas de armadura positiva para as cargas de serviço.serviço.

STEEL DECKSTEEL DECK

EsquemaEsquema estruturalestrutural

STEEL DECKSTEEL DECK

Detalhe – vista inferiorDetalhe – vista inferior Detalhe – fôrmaDetalhe – fôrma

STEEL DECKSTEEL DECK

Detalhe steel deck completoDetalhe steel deck completo

VANTAGENS STEEL DECKVANTAGENS STEEL DECK

fôrma para o concreto fresco e permanecer fôrma para o concreto fresco e permanecer em definitivo no local;em definitivo no local;

elimina os custos com a desforma;elimina os custos com a desforma; leve, é fácil de ser manejado e posicionado;leve, é fácil de ser manejado e posicionado; devido à sua forma nervurada, fornece um devido à sua forma nervurada, fornece um

sistema de laje mista de peso menor que os sistema de laje mista de peso menor que os outros sistemas de pisos;outros sistemas de pisos;

o “Steel Deck” é aproveitado como armadura o “Steel Deck” é aproveitado como armadura positiva da laje;positiva da laje;

EXECUÇÃO DA LAJE MISTAEXECUÇÃO DA LAJE MISTA

Atenção à execução também é Atenção à execução também é importante, sobretudo no que diz importante, sobretudo no que diz respeito ao correto posicionamento respeito ao correto posicionamento e fixação da fôrma metálica na e fixação da fôrma metálica na estrutura de apoio, à distribuição estrutura de apoio, à distribuição uniforme do concreto durante a uniforme do concreto durante a concretagem e à colocação de concretagem e à colocação de arremates de contenção lateral do arremates de contenção lateral do concreto.concreto.

EXECUÇÃO DE UMA LAJE EXECUÇÃO DE UMA LAJE MISTA EM CINCO PASSOS MISTA EM CINCO PASSOS

Primeiro passoPrimeiro passo Antes de elevar as Antes de elevar as chapas, é necessário que chapas, é necessário que a estrutura metálica a estrutura metálica esteja executada.esteja executada.A montagem das chapas A montagem das chapas deve ser realizada de deve ser realizada de acordo com os planos de acordo com os planos de execução. execução. Para espaçamento entre Para espaçamento entre vigas de suporte superior vigas de suporte superior a 2,5 m, é necessário a 2,5 m, é necessário escoramento durante a escoramento durante a concretagem e período concretagem e período de endurecimento do de endurecimento do concreto.concreto.

Segundo passoSegundo passo Após o término da Após o término da montagem da fôrma de montagem da fôrma de aço, devem ser fixados aço, devem ser fixados os conectores de os conectores de cisalhamento.cisalhamento. Esses conectores Esses conectores deverão ser soldados à deverão ser soldados à viga, através da fôrma viga, através da fôrma de aço, com um de aço, com um equipamento de solda equipamento de solda por eletrofusão.por eletrofusão. O conector mais O conector mais utilizado no sistema de utilizado no sistema de lajes e vigas mistas é o lajes e vigas mistas é o tipo pino com cabeça.tipo pino com cabeça.

Detalhe conector de cisalhamento:Detalhe conector de cisalhamento:

O conector mais utilizado no sistema de lajes e O conector mais utilizado no sistema de lajes e vigas mistas é o tipo pino com cabeça.vigas mistas é o tipo pino com cabeça.

Terceiro passo Terceiro passo Concluídas a Concluídas a montagem, a fixação da montagem, a fixação da fôrma e a instalação dos fôrma e a instalação dos conectores, pode-se dar conectores, pode-se dar início à instalação das início à instalação das armaduras adicionais das armaduras adicionais das lajes.lajes. Como regra, utilizam-se Como regra, utilizam-se armaduras em malha armaduras em malha quadrada e de pequeno quadrada e de pequeno diâmetro, exceto em diâmetro, exceto em grandes vãos, onde é grandes vãos, onde é necessário proceder ao necessário proceder ao cálculo de uma cálculo de uma armadura superior. armadura superior.

Quarto passo Quarto passo Lançamento do Lançamento do concreto por meio de concreto por meio de bomba(concreto bomba(concreto bombeado).bombeado). A saída do concreto A saída do concreto deve ser movimentada deve ser movimentada freqüentemente e freqüentemente e cuidadosamente para cuidadosamente para minimizar os minimizar os problemas de problemas de acumulação em zonas acumulação em zonas críticas da laje como, críticas da laje como, por exemplo, no meio por exemplo, no meio do vão.do vão.

Quinto passo Quinto passo Como em toda Como em toda concretagem, o concretagem, o tempo de cura deve tempo de cura deve ser respeitado ser respeitado rigorosamente. rigorosamente. O cobrimento O cobrimento mínimo definido em mínimo definido em normas estrangeiras, normas estrangeiras, bem como na NBR bem como na NBR 14323 é de 50 mm 14323 é de 50 mm de concreto acima de concreto acima do topo do steel do topo do steel deck. deck.

STEEL DECK METFORMSTEEL DECK METFORM

foi pioneira e líder na implantação e foi pioneira e líder na implantação e na divulgação das lajes mistas com o na divulgação das lajes mistas com o sitema Steel Deck.sitema Steel Deck.

já foram utilizados mais de já foram utilizados mais de 2.700.000 metros quadrados de 2.700.000 metros quadrados de Steel Deck METFORM para Steel Deck METFORM para edificações industriais/urbanas, edificações industriais/urbanas, pontes, viadutos e obras diversas no pontes, viadutos e obras diversas no Brasil, América Latina e África.Brasil, América Latina e África.

STEEL DECK METFORMSTEEL DECK METFORM Fabricado com o aço especial Fabricado com o aço especial

galvanizado ASTM A 653 Grau 40, galvanizado ASTM A 653 Grau 40, podendo ser encontrado nas podendo ser encontrado nas espessuras 0,80 mm, 0,95 mm e espessuras 0,80 mm, 0,95 mm e 1,25 mm, com um comprimento de 1,25 mm, com um comprimento de até 12 metros, conforme projeto;até 12 metros, conforme projeto;

Pode ser pintado eletrostaticamente Pode ser pintado eletrostaticamente em sua face inferior, para proteção em sua face inferior, para proteção contra corrosão.contra corrosão.

MF - 75MF - 75 recomendado para empreendimentos industriais e recomendado para empreendimentos industriais e

lajes com necessidade de resistência a cargas lajes com necessidade de resistência a cargas elevadas;elevadas;

possui largura útil de 820mm;possui largura útil de 820mm; devido a sua maior espessura resiste a cargas devido a sua maior espessura resiste a cargas

elevadas.elevadas.

MF - 50MF - 50 adotado em edificações urbanas tipo adotado em edificações urbanas tipo

hotéis, hospitais, escritórios, hotéis, hospitais, escritórios, edifícios, garagens e etc;edifícios, garagens e etc;

possui largura útil de 915mm;possui largura útil de 915mm; devido a sua menor espessura pode devido a sua menor espessura pode

ser fabricado com uma largura ser fabricado com uma largura maior.maior.

EXEMPLOS DE APLICAÇÃOEXEMPLOS DE APLICAÇÃO

Exemplo de Exemplo de catálogo de catálogo de steel decksteel deck

FÁBRICA DA AUDIFÁBRICA DA AUDI

PÁTIO SAVASSIPÁTIO SAVASSI

PITÁGORASPITÁGORAS

SUPERMERCADO MINEIRÃOSUPERMERCADO MINEIRÃO

PONTE NA PONTE NA VENEZUELAVENEZUELA

CONCLUSÃOCONCLUSÃO

O sistema construtivo em Steel Deck O sistema construtivo em Steel Deck cumpre ao que propõe que é a cumpre ao que propõe que é a economia de tempo e a otimização economia de tempo e a otimização na obra, minimizando perdas nas na obra, minimizando perdas nas edificações, visto que além da edificações, visto que além da eliminação da fôrma, em alguns eliminação da fôrma, em alguns casos tem-se a eliminação também casos tem-se a eliminação também de todo o escoramento necessário de todo o escoramento necessário para execução de uma laje comum.para execução de uma laje comum.

CONCLUSÃOCONCLUSÃO Não existem comparações Não existem comparações tecnológicas para que se possa tecnológicas para que se possa afirmar com certeza se o custo desse afirmar com certeza se o custo desse método é realmente inferior ao método é realmente inferior ao método usual de lajes, mas é fato método usual de lajes, mas é fato que a união das vantagens descritas que a união das vantagens descritas traduz em uma certa economia na traduz em uma certa economia na construção, com prazos de execução construção, com prazos de execução reduzidos, menor desperdício e reduzidos, menor desperdício e menor custo na mão de obra no menor custo na mão de obra no canteiro.canteiro.

Obrigado!Obrigado!