UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS - deciv.ufscar.br · Figura 4.8- Viga com travamento lateral de perfil dupla cantoneira..... 36 ... tração em aço e compressão em concreto,

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Construções Mistas Industrializadas: Aplicações de Elementos Pré-Moldados de Concreto

Gustavo Japiassú Filizzola

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos como parte dos requisitos para a conclusão da graduação em Engenharia Civil Orientador: Marcelo de Araujo Ferreira

São Carlos 2012

DEDICATÓRIA

A todos os profissionais da engenharia a quem possa ser útil

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, por estar sempre presente e me dando forças para vencer mais esta etapa na vida. Agradeço aos meus pais (Edson Melo Filizzola, Maria Christina Xavier Maranhão Japiassú Filizzola), avós (Mariluza Melo Filizzola e Franciso Antônio Filizzola, Edilma Xavier Japiassú e Francisco Maranhão Japiassú), bisavós (Lourdes Meireles de Melo), irmãos (Rodrigo Japiassú Filizzola, Bárbara Japiassú Filizzola), tios (Sandra, Luís, Alzira, Mônica, Alcides, Mara, Léo, Eduardo, Rachel, Luciano, Ernando), primos (Daniel, Lara, Laís, Luanna, Daniela, Francisco, Isadora, Heitor), toda a família, por sempre apoiarem meus sonhos, sempre estarem presentes nas horas de tristeza e felicidade confortando carinho e amor. Agradeço à minha namorada, Paula Cristina Lemos, pelo carinho, amor e, nas horas de ausência dedicadas a este trabalho, compreensão. Agradeço aos meus amigos, de São Carlos, Goiânia e outros lugares, sempre presentes também tanto nas horas de felicidade, quanto de tristeza. Em especial, Lucas Cabral, Paulo de Tarso, Vinícius Hayashida, Thomas Wolter, André Ferradans, Marcos Gomes dos Reis, Leonardo Takano, Mariana Portilho, Bárbara Rizzo, Flávia Ferreira Barbosa, Gustavo Xavier, Carlos Augusto Vieira Roriz, Leonardo Takano, Bruno Belém, Julio Corrêa, Milton Filho, José Cunha, Victor Insunza, José Jacob, Silvio Duarte, Felipe Vitti, André Querelli, Davi Aono Nunes, Felipe Lepera. Agradeço a todos os profissionais da educação que passaram em minha vida; sem estes, com toda certeza, não chegaria aonde cheguei. Agradeço em especial meu orientador, professor Doutor Marcelo de Araujo Ferreira, por compartilhar todo o conhecimento e ter dedicado uma parte deste último ano à minha orientação; agradeço também ao professor Doutor Roberto Chust Carvalho, por todo o conhecimento compartilhado.

RESUMO

Lajes alveolares são lajes de alta otimização de projeto, sustentáveis e de racionalização do produto final e processo de fabricação. Utilizam o concreto protendido com a pré-tração em pistas de protensão, empregando processo de produção por extrusão ou moldadoras, garantindo uma excelente padronização do produto. As seções alveolares possuem um bom rendimento mecânico devido às nervuras (que também ajudam a reduzir o peso próprio da estrutura). O concreto utilizado é de alta compactação, com baixo consumo de cimento e, consequentemente, com redução da emissão de carbono na atmosfera; por ser um produto industrializado, gera poucos resíduos, caracterizando o produto final como sustentável, característica interessante, já que a construção civil é, em âmbito mundial, a atividade que mais gera resíduo e impactos ambientais ao planeta. É um produto que apresenta alta produtividade, dispensa fôrmas e escoramentos, e é o elemento de fabricação aberta mais utilizando no mundo, podendo ser utilizado com quase todos os sistemas construtivos (elementos pré-moldados, alvenaria estrutural, estruturas metálicas, etc.). A utilização da laje alveolar com sistemas mistos é muito utilizada nos EUA e Europa; no Brasil, ainda é um sistema pouco utilizado, principalmente pela falta de bibliografias que tratam destas neste tipo de sistema. Perfis metálicos são bons elementos para serem aplicados em estruturas mistas, por serem elementos leves, industrializados, terem boa resistência à tração e serem capazes de vencer grandes vãos. Este trabalho apresenta conceitos do uso de vigas mistas formadas por perfis metálicos laminados e lajes alveolares, fazendo uma revisão focada principalmente na publicação P287 do Steel Construction Institute (SCI), ABNT NBR 8800:2008, ABNT NBR 6118:2007, tendo um exemplo numérico ao final.

Palavras-chave: laje alveolar, perfil I laminado, estrutura de aço, construção mista, construção aço concreto, projeto.

ABSTRACT

ABSTRACT

Hollow core slabs have an efficient design, rationalization in the final product and in the manufacture process and are sustainable. It uses prestressed pretensioned concrete in prestressing lanes, employing extruders or molders, ensuring a standart. The results are, beyond a high quality product, a product with high mechanical resistance due to the existence of ribs (that also decrease the self-weight of the slab). The concrete used in the manufacture is a high compression concrete; this kind of concrete uses less cement and consequently reduces the emission of carbon in the atmosphere. By be an industrialized product, less residue is generated and it characterizes the slab as sustainable; this is interesting in civil engineering, because its activity is the one which generate more residues. Production of hollow core slabs is very efficiently, dispensing molds and propping, and it is the most employed open manufacturing element in the world. It can be used with almost all kind of structural systems, and is very employed at composite construction in USA and Europe; in Brazil, it is not usually employed in composite construction, because it is hard to find literature that treats about composite construction using hollow core slabs. Steel beams are interesting elements to be employed in composite construction, because they are heavy, industrialized, have good tension resistance and spanning capabilities. This paper presents the use of composite beams using hollow core slabs and rolled steel beams, focusing mainly in P287 publication of Steel Construction Institute (SCI), ABNT NBR 8800:2008 and ABNT NBR 6118:2007. A numeric example is performed in the end. Key-words: hollow core slab, rolled steel beam I, composite construction, steel and concrete construction, design.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 2.1- Distribuição do uso de diferentes sistemas em sistemas mistos. ........................... 11 Figura 2.2- Lajes alveolares com suas diversas partes indicadas. ............................................ 12 Figura 2.3- Grelha do pavimento com laje alveolar. ................................................................ 13

Figura 2.4- Possibilidades de associação de lajes alveolares com vigas metálicas. ................. 14 Figura 2.5- distribuição das tensões longitudinais na laje considerando o efeito “shear lag”. . 15 Figura 2.6- diversos tipos de conectores de cisalhamento........................................................ 16 Figura 2.7- Interação entre o aço e o concreto no comportamento de viga mista. ................... 17 Figura 2.8- Dimensões mínimas do conector tipo pino com cabeça. ....................................... 18

Figura 2.9- Transferência de forças de cisalhamento longitudinal do tipo pino com cabeça... 18

Figura 2.10- tipos de fissuração na laje devida à força concentrada. ....................................... 19

Figura 2.11- Pavimento misto com lajes alveolares, destaque para as armaduras transversais

de reforço nos alvéolos cortados. ..................................................................................... 20 Figura 2.12- Superfícies típicas de falha por cisalhamento para lajes maciças e com fôrma de

aço. .................................................................................................................................... 22

Figura 2.13- Superfícies típicas de falha por cisalhamento para lajes alveolares. ................... 23 Figura 3.1- Modelo estrutural inicial. ....................................................................................... 25

Figura 4.1- Comprimentos de apoio e vão ............................................................................... 28 Figura 4.2- Borda apoio de laje alveolar com acabamento chanfrado. .................................... 29 Figura 4.3- EPS para preenchimento dos alvéolos. .................................................................. 31

Figura 4.4- Distância mínima entre armadura e cabeça do conector........................................ 31 Figura 4.5- Disposição das armaduras de costura, sem coincidir com conectores e alvéolos das

lajes coincidindo. .............................................................................................................. 32

Figura 4.6- Comprimentos para vigas mistas de borda. ........................................................... 34

Figura 4.7- Vigas de borda com abertura nos alvéolos para soldagem dos conectores de

cisalhamento e armadura em U. ....................................................................................... 35 Figura 4.8- Viga com travamento lateral de perfil dupla cantoneira. ....................................... 36

Figura 4.9- Viga com travamento lateral de perfil dupla cantoneira. ....................................... 36

Figura 5.1- Detalhe da armadura da capa em vigas de borda. .................................................. 39

LISTA DE TABELAS

Tabela 4-1- Comprimentos de apoio para lajes alveolares ....................................................... 27 Tabela 4-2 - Larguras mínimas de vigas para diferentes alturas de lajes ................................. 28

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 8

1.1 Justificativa ............................................................................................................... 8

1.2 Objetivos .................................................................................................................... 9

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 10

3. METODOLOGIA ............................................................................................................ 24

4. PARÂMETROS DE PROJETO ...................................................................................... 26

4.1 largura mínima da viga .......................................................................................... 26

4.2 Tolerâncias construtivas ........................................................................................ 26

4.3 Solda dos conectores de cisalhamento .................................................................. 29

4.4 Bordas de apoios das lajes alveolares ................................................................... 29

4.5 Armadura de Reforço transversal ........................................................................ 30

4.6 Vigas de borda ........................................................................................................ 33

4.7 Estabilidade temporária ........................................................................................ 35

5. PROJETO DA LAJE ALVEOLAR ................................................................................. 38

5.1 SUPORTES ............................................................................................................. 38

5.2 EFEITO DIAFRAGMA ......................................................................................... 39

6. DIMENSIONAMENTO DA VIGA MISTA ................................................................... 40

6.1 DIMENSIONAMENTO NA FASE DE CONSTRUÇÃO ................................... 40

6.2 Dimensionamento na fase mista ............................................................................ 41

7. APLICAÇÕES- EXEMPLO NUMÉRICO ..................................................................... 42

8. ESTUDO DE CASO COMPARATIVO .......................................................................... 54

9. CONCLUSÕES ................................................................................................................ 60

10. ANEXO ........................................................................................................................ 63

10.1 Flexão simples em vigas metálicas, adaptado de SOUZA (2010), extraído

originalmente do anexo G da ABNT NBR 8800:2008. .................................................... 63

10.2 Dimensionamento de vigas mistas, extraído do anexo O da abnt NBR

8800:2008 ............................................................................................................................. 64

10.3 Pré dimensionamento de vigas mistas de aço e lajes alveolares, extraído do sci

p287 67

8

1. INTRODUÇÃO

No contexto atual, sustentabilidade é um aspecto muito importante na construção

civil, que é a atividade em âmbito mundial que mais gera resíduos e impactos ao planeta

Terra. Procura-se poupar o máximo de energia possível e reduzir o desperdício de material,

gerando menos impacto ambiental. Nesses aspectos, a construção mista desenvolve um

papel importante, reduzindo consideravelmente o desperdício de material, por utilizar na

maioria das vezes elementos pré-moldados, e melhor aproveitando o potencial dos mesmos.

1.1 JUSTIFICATIVA

No mundo, as construções mistas têm cada vez mais ganhado espaço, por serem

mais sustentáveis, mais rápidas e, usualmente, mais econômicas pelo fato de aproveitarem

ao máximo as melhores características de cada material. Uma construção mista pode custar

consideravelmente menos que uma construção que utiliza um material principal.

Dentre os elementos estruturais, o que tem mais potencial para ser utilizado como

estrutura mista são as vigas mistas de aço e concreto formadas por lajes conectadas a

perfis de aço. Este trabalho dará enfoque a estruturas mistas com lajes alveolares de

concreto e vigas de perfis de aço, pelo fato de ser a maioria dos casos de aplicação da

estrutura mista. A laje alveolar, por ser uma laje de grande interesse em aplicações hoje em

dia (por dispensar forma, escoramento, vencer grandes vãos com sobrecargas razoáveis,

ter nível de industrialização razoável, rapidez na execução), foi a laje escolhida para estudo.

Ao se projetar uma estrutura mista com lajes pré-moldadas, usualmente consultam-

se bibliografias internacionais, principalmente o manual da FIB (2002). Não há normas

regulamentadoras, literaturas técnicas e manuais no Brasil que dão enfoque a este tema.

Pelo aumento da aplicação das construções mistas pré-moldadas no Brasil, há uma

necessidade de se ter uma referência nacional e este material objetiva dar diretrizes gerais

de projeto visando desempenho.

9

1.2 OBJETIVOS

- Apresentação geral de aplicações de pré-moldados em construções mistas com

potencial no Brasil.

- Estudar aplicações de vigas metálicas com lajes alveolares (especificamente no

pavimento industrializado).

- Sistematizar, analisar recomendações e critérios para o projeto:

- Principais considerações de projetos;

- Principais hipóteses de cálculo para diferentes situações de projetos;

- Considerações sobre detalhamentos (atenção para as ligações laje-

viga e laje-laje);

- Detalhes construtivos (visando a produtividade).

10

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Construções mistas têm sido utilizadas constantemente em edifícios de múltiplos

pavimentos, em sua maioria, em países desenvolvidos. O propósito de uma construção

mista é o melhor aproveitamento das características de cada material, como por exemplo,

tração em aço e compressão em concreto, etc.. Outro fator importante das construções

mistas está na garantia dos limites de cada material e na viabilidade econômica da

combinação. É importante destacar a diferença entre construções mistas, compostas e

híbridas. A ABNT NBR 8800:2008 define construções mistas como “aquelas formadas por

componentes de aço e de concreto, armado ou não, trabalhando em conjunto”; a fib (bulletin

19,2002) define construções híbridas relacionando o processo construtivo para o mesmo

material (concreto moldado no local e pré-moldado, por exemplo); e define seção composta

como associação de dois materiais numa seção atuando em conjunto.

São nas construções mistas que o concreto pré-moldado desempenha um papel

central. O FIB Bullettin 19 (2002) mostra que em alguns países, 75% das novas edificações

são projetadas utilizando concreto pré-moldado. Vale ressaltar que são construções de alta

tecnologia no ponto de vista da engenharia civil, o que requer coordenação entre todas as

partes, desde o projetista até o engenheiro da obra.

Por serem elementos pré-moldados, a execução do empreendimento torna-se mais

rápida devido à fabricação dos elementos fora do canteiro e sem necessitar que etapas

anteriores estejam concluídas.

Limitações encontradas em elementos pré-moldados estão relacionadas

principalmente à continuidade, que nem sempre é garantida, havendo necessidade de

utilização de concreto moldado no local. Apesar de serem construções pré-moldadas, o

concreto moldado no local é indispensável para algumas situações, como a da continuidade

e ao realizar a função de solidarizar elementos pré-moldados.

Elementos pré-moldados podem ser classificados como de ciclo fechado, aberto ou

flexível. Pré-fabricação de ciclo fechado é aquela que não permite intercâmbio entre

elementos, a utilização de elementos está limitada àquele sistema construtivo, como

impossibilidade de utilizar elementos fabricados por diferentes fabricantes. Pré-fabricação de

ciclo aberto é aquela que ocorre em base aos elementos disponíveis no mercado, como por

exemplo, pilares do fabricante X e vigas do fabricante Y, completamente compatíveis. Pré-

11

fabricação de ciclo flexível é aquela que de certa forma “possui os elementos de ciclo

aberto” em conjunto com o sistema, permitindo maior flexibilidade arquitetônica, como por

exemplo, o uso de cúpulas pré-moldadas com elementos de sistema aberto.

Pesquisas de Canassa, P., Ferreira, M. (2006) realizadas pelo NETPRE- UFSCar

mostram como são distribuídas as aplicações do concreto pré-moldado e outros sistemas

em sistemas mistos. Essa distribuição pode ser vista na figura 2.1.

Fonte: Ferreira (2012)

Percebe-se claramente que dentre os elementos pré-moldados de concreto, o que

tem maior potencial para utilização em sistemas mistos é a laje. De acordo ainda com a

mesma pesquisa, as lajes alveolares são os elementos que melhores se adaptam aos

sistemas construtivos de ciclo aberto, podendo ser utilizados como lajes ou painéis

(paredes) estruturais. Dominam o mercado, pois possuem alto rendimento estrutural e

características superiores quando comparadas a outros materiais. Características essas

proporcionadas pela protensão.

Lajes alveolares são elementos pré-moldados de seção transversal variável e, como

o próprio nome já diz, possuem alvéolos (núcleos vazios longitudinais); entre os alvéolos,

existem as nervuras, como mostrado na figura 2.2. A presença de alvéolos neste tipo de laje

conduz ao elemento um peso próprio consideravelmente menor. São armadas por

cordoalhas (positivas e em alguns casos, negativas) protendidas com pré-tração, o que

permitem as mesmas vencerem grandes vãos (da ordem de 15 metros). A protensão auxilia,

além da capacidade de suporte e redução na espessura, no controle da fissuração e dos

deslocamentos; quando pronta na fábrica, naturalmente o elemento já possui contra flecha.

Não possuem armadura de cisalhamento, sendo o concreto o único material responsável

pela resistência deste tipo de esforço, o que torna a laje limitada a este tipo de solicitação.

Figura 2.1- Distribuição do uso de diferentes sistemas em sistemas mistos.

12

Fonte: Petrucelli (2009)

Elementos de lajes alveolares são um dos mais modernos produtos da indústria de

concreto pré-fabricado, devido ao altíssimo controle na execução das mesmas, desde a

fabricação até a estocagem. Vale a pena também citar que o concreto utilizado na

fabricação destas é de alto desempenho, atingindo valores de fck na faixa dos 50 MPa. Na

própria fábrica já são feitos detalhes de projetos que exigiriam corte do elemento, como

canto de pilares, recorte nos alvéolos próximos aos apoios para concretagem de certo

trecho dos mesmos ou armadura passiva de reforço com a laje adjacente. Após a

estocagem, as mesmas são minuciosamente transportadas até a obra em questão,

instaladas e recebem a capa de concreto. À junta longitudinal de duas lajes adjacentes dá-

se o nome de chave de cisalhamento. Mais detalhes construtivos são destacados no

trabalho de Petrucelli (2009), como furos e aberturas.

Para metodologia de cálculo desenvolvida por Petrucelli (2009), considera-se a laje

isolada das outras, simplificada por uma viga protendida bi apoiada (ver figura 2.3). Pré-

dimensiona-se por tabelas, acha-se a área de aço, arbitrando-se perdas de protensão,

detalha-se, são feitas verificações (flechas, fissuração, etc.) em diversas idades da laje (ora

considerando a mesma sem a capa, na fábrica, ora enquanto é aplicada a capa, ora com

seção composta sem carga acidental, ora com carga acidental, etc.), verifica-se as perdas

reais, refina-se a área de aço, refaz as verificações e faz-se o detalhamento final; trata-se de

um processo iterativo.

Figura 2.2- Lajes alveolares com suas diversas partes indicadas.

13

Fonte: acervo do autor

Os grandes vãos têm seus problemas resolvidos com as lajes alveolares; porém,

estas são apoiadas em vigas que consequentemente também têm de vencer grandes vãos.

Grandes vãos proporcionam maior esforço vertical aos pilares, que podem ser reduzidos

consideravelmente reduzindo o peso próprio da viga. A melhor maneira de se fazer isso é

utilizando perfis metálicos para as vigas. Estas podem vencer grandes vãos e têm o peso

próprio muito menor quando comparado com o peso de uma viga de concreto.

O dimensionamento de vigas metálicas à flexão simples, situação que acontece na

fase de construção da viga mista, é tratado no anexo G da ABNT NBR 8800:2008. As partes

do anexo G que são pertinentes a este trabalho podem ser encontradas no anexo deste

trabalho, no item que trata sobre flexão simples em vigas metálicas.

A utilização de vigas metálicas de aço em conjunto com lajes alveolares permite

fazer uma seção mista (ver figura 2.4). Desta forma, os dois materiais podem ter suas

principais características aproveitadas, aumentando o rendimento estrutural. Canassa

(2006) cita em seu trabalho que um sistema misto com uma ótima combinação de

elementos estruturais proporciona à estrutura maior eficiência quando comparada a

construções convencionais.

Figura 2.3- Grelha do pavimento com laje alveolar.

14

Fonte: SCI P.287 (2003)

Numa viga mista, pode-se considerar a seção como “T”, que tem desempenho melhor

que uma seção retangular, devido principalmente ao aumento de área comprimida de

concreto. A largura dessa área refere-se à largura efetiva e a altura refere-se à profundidade

da linha neutra. A largura efetiva, segundo a ABNT NBR 8800:2008, para vigas mistas bi

apoiadas, de cada lado da linha de centro da viga, é igual ao menor valor entre:

a) 1/8 do vão da viga mista, considerado entre linhas de centro dos apoios;

b) Metade da distância entre a linha de centro da viga analisada e a linha de centro da

viga adjacente;

c) Distância da linha de centro da viga à borda de uma laje em balanço.

Estes valores levam em consideração o efeito “shear lag” (figura 2.5).

Figura 2.4- Possibilidades de associação de lajes alveolares com vigas metálicas.

15

Fonte: Alva & Malite (2005)

A teoria elementar da flexão supõe que as tensões axiais não variam ao longo da

mesa de uma viga, o que não é verdade. Quando a largura é muito grande, trechos da mesa

não suportam inteiramente o momento fletor. É usual utilizar uma largura menor do que a

largura real, de modo que a teoria elementar da flexão forneça o valor correto da máxima

tensão de flexão; a esta largura reduzida dá-se o nome de “largura efetiva”. O cálculo da

largura efetiva pela teoria da elasticidade é muito trabalhoso, o que inviabiliza seu cálculo

para níveis de projeto; por esse motivo, o efeito “shear lag” é levado em conta.

A solidarização do concreto pré-moldado com a viga metálica é feita utilizando-se de

concreto moldado no local e conectores de cisalhamento soldados ao perfil metálico, e a

eficiência dessa solidarização será definida pela eficiência destes conectores, que irá definir

o grau de interação e o grau de conexão.

De acordo com Tristão (2002), as principais funções dos conectores de cisalhamento

estão em transferir o fluxo de cisalhamento na interface da viga mista, bem como impedir a

separação vertical entre laje de concreto e perfil de aço (uplift).

Existem inúmeros tipos de conectores de cisalhamento, como o pino com cabeça

(stud), chapa perfurada (perfobond), chapa dentada, perfil U, barra com alça, espiral, pino

com gancho, entre outros; os mais comumente utilizados são o de perfil U e pino com

cabeça. Estes diversos tipos podem ser vistos na figura 2.6.

Figura 2.5- distribuição das tensões longitudinais na laje considerando o efeito “shear lag”.

16

Fonte: Malite (1990)

Com o trabalho conjunto do aço e do concreto, surge-se o conceito de grau de

interação. O grau de interação está relacionado à resistência ao cisalhamento da conexão e

pode ser classificado como completo (η=1) ou parcial (0,4≤η<1- ABNT NBR 8800:2008).

Com um grau de interação completo, o acréscimo de conectores não implica em aumento à

resistência à flexão, e a resistência da conexão de cisalhamento deve ser igual ou maior que

a menor das resultantes axiais obtidas nos elementos de concreto e de aço. Com um grau

de interação parcial, a resistência da conexão de cisalhamento é menor que a menor das

resultantes axiais obtidas nos elementos de concreto e de aço, o que nem sempre

Figura 2.6- diversos tipos de conectores de cisalhamento.

17

representa um problema; ensaios realizados por Malite (1990) mostram que com η=0,5,

perfis I com alturas de 300, 500 e 700 mm perderam até 15% de resistência em relação à

conexão completa, porém, houve economia em até 50% dos conectores. Vale ressaltar que

a escolha entre o grau de conexão deve levar em conta também os aspectos construtivos.

O grau de interação está relacionado ao escorregamento na interface aço-concreto,

onde um grau de interação total condiz com não deslocamento na interface, e um grau de

interação parcial condiz com deslocamento na interface, o que causa descontinuidade no

diagrama de deformações como pode ser visto na figura 2.7.

Fonte: Malite (1990)

Os conectores de cisalhamento podem ainda ser classificados como rígidos ou

flexíveis, e variam de acordo com sua ductilidade. O comportamento flexível se dá ao se

utilizar conectores com diâmetros entre 16 e 22 mm e altura maior que 4 vezes o diâmetro.

A escolha do conector do tipo pino com cabeça está relacionada ao processo de soldagem e

à espessura da mesa do perfil. Para todos os tipos de pino com cabeça, a altura deve ser

maior que 3 vezes o diâmetro. A figura 2.8 mostra as dimensões mínimas dos conectores

tipo pino com cabeça.

Figura 2.7- Interação entre o aço e o concreto no comportamento de viga mista.

18

Fonte: Tristão (2002)

O conector do tipo pino com cabeça possui resistência ao cisalhamento igual em

todas as direções paralelas ao plano da mesa do perfil metálico e é de rápida execução; é

um dos mais utilizados no Brasil.

Segundo Tristão (apud Oehleers e Park, 2002), a ruptura do conector tipo pino com

cabeça depende da resistência e rigidez do conector e do concreto na zona de concreto

imediatamente à frente ao conector (zona de compressão tri axial). A força de cisalhamento

longitudinal submetida ao conector (Fsh) gera um momento no mesmo, com braço de

alavanca determinado como z; este é função da rigidez do conector e do concreto e varia

entre quase zero (Ec>>Ea) e quase a metade da altura do conector (Ea>>Ec). Este esquema

está ilustrado na figura 2.9.


A zona de compressão tri axial é função da altura efetiva do conector, sendo esta

função, também, do diâmetro do mesmo e igual a 1,8 vezes o diâmetro. Quando z→h/2

(Ea>>Ec), pode ocorrer fissuração do concreto na zona de compressão tri axial, o que

Figura 2.8- Dimensões mínimas do conector tipo pino com cabeça.

Figura 2.9- Transferência de forças de cisalhamento longitudinal do tipo pino com cabeça.

19

acarreta o aumento de z, aumento do momento, logo, aumento do esforço normal no pino

que pode leva-lo a ruptura por esforço normal. Quando z→0 (Ec>>Ea), o momento diminui e

a zona de compressão tri axial também, porém, a força de cisalhamento continua a mesma,

o que causa a ruptura do concreto naquela zona, ocasionando o aumento de z e retorna-se

ao caso de quando z→h/2.

A força de cisalhamento longitudinal (Fsh) a ser resistida pelos conectores, para vigas

mistas bi apoiadas com conexão completa e conectores rígidos e flexíveis, segundo o

Eurocode 4 (2001, p. 117) pode ser determinada pela equação 2.1:

(2.1)

onde Aa, Ac e Ase as áreas da seção transversal da viga, área de concreto considerando a

largura efetiva e área de armadura longitudinal comprimida resultante do cálculo de flexão;

ɣ são os coeficientes de segurança referentes ao aço (ɣa=1,1), concreto (ɣc=1,5 (utilizado no

Eurocode)) e da armadura (ɣa=1,15); f são as tensões de escoamento referentes ao aço (fy),

concreto (fck) e armadura (fsk).

A fissuração do concreto também deve ser verificada, a fim de se evitar a possível

ruptura do conector em casos mais extremos. Segundo Tristão (apud Oehleers, 1989), esta

pode ocorrer de três diferentes formas, ilustradas na figura 2.10:


a) Fissuração devido ao rasgamento, propagando-se nas laterais do conector e que

depende da força de compressão no plano da laje;

b) Fissuração que se propaga na direção das bielas de compressão do concreto;

Figura 2.10- tipos de fissuração na laje devida à força concentrada.

20

c) Fissuração por fendilhamento em frente ao conector. A propagação dessas fendas

induz o fendilhamento atrás do conector diminuindo a restrição tri axial no zona de

influência.

Esta última é a mais nociva e causa a ruptura do conector, e pode ser evitada quando

utilizada armadura transversal (chamada também de armadura de costura e pode ser vista

na figura 2.11), que ajuda a limitar a propagação da fissura. Esta armadura não deve ser

menor que 150mm²/m e 0,2% da área da seção de cisalhamento do concreto por plano de

cisalhamento (plano a-a da figura 2.12) (ABNT NBR 8800:2008).

Fonte: SCI P.287 (2003)

Para todos os casos, deve-se obedecer que VSd≥VRd, sendo VSd e VRd determinados pelas

equações 2.2 e 2.3, respectivamente

(2.2)

e

Figura 2.11- Pavimento misto com lajes alveolares, destaque para as armaduras transversais de reforço nos alvéolos cortados.

21

(2.3)

-ΣQm,Rd é o somatório das forças resistentes de cálculo individuais dos conectores de

cisalhamento situados no trecho Lm;

-fctk,inf é a resistência à tração do concreto, igual a 0,21*(fck^(2/3)), MPa;

-b1 é a largura efetiva da laje a partir do eixo da viga no lado onde se analisa a

resistência à fissuração longitudinal;

-b2 é a largura efetiva da laje a partir do eixo da viga do lado oposto a b1;

-Ablc é a área da seção transversal da região comprimida da laje de concreto entre o

plano de cisalhamento considerado e a linha de centro da viga;

-Along é a área da armadura longitudinal tracionada entre o plano de cisalhamento

considerado e a linha de centro da viga;

-Lm a distância entre as seções de momento máximo positivo e momento nulo nas

regiões com momento positivo, ou entre as seções de momento máximo negativo e

momento nulo nas regiões com momento negativo;

-η = 0,3 + 0,7(ρc/2 400), sendo ρc a massa específica do concreto, em quilogramas

por metro cúbico, não podendo ser tomado valor superior a 2400 kg/m³;

-Acv é a área de cisalhamento do concreto no plano considerado, por unidade de

comprimento da viga;

-As é a área da armadura transversal disponível na seção da laje considerada (corte

a-a da Figura 2.12), por unidade de comprimento da viga, incluindo qualquer armadura

prevista para flexão da laje e armaduras transversais adicionais, Asa, desde que

devidamente ancoradas além da seção considerada;

-AF é a área da fôrma de aço incorporada no plano de cisalhamento, por unidade de

comprimento, caso a fôrma seja contínua sobre a viga e as nervuras estejam dispostas

perpendicularmente ao perfil de aço (nas demais situações, AF = 0).

A força resistente de cálculo dos conectores do tipo pino com cabeça pode ser

determinada pela equação 2.4:

√

(2.4)

onde Acs a área da seção transversal do conector, fucs a resistência à ruptura do aço do

conector, Ec o módulo de elasticidade do concreto, Rg o coeficiente para consideração do

22

efeito de atuação de grupos de conectores, dado em O.4.2.1.2 (ABNT NBR 8800:2008), Rp o

coeficiente para consideração da posição do conector, dado em O.4.2.1.3 (ABNT NBR

8800:2008). Esta deve ser multiplicada por um coeficiente k (correspondente ao Cred), dado

pela equação 2.5:

√ (2.5)

em que:

β é o fator relacionado ao comprimento do vão, dado pela equação 2.6, sendo 70 ≥ g ≥ 50

mm, g é o comprimento do vão

(2.6)

ε é o fator relacionado ao confinamento do conector, dado pela equação 2.7, sendo 20 ≥ Ø ≥

8 mm, Ø é o diâmetro da armadura de reforço transversal (costura)

(2.7)

ω é o fator relacionado à junta transversal, dado pela equação 2.8, sendo 1200 ≥ ω ≥ 600

mm, w é a largura da laje alveolar

(2.8)

Fonte: ABNT NBR 8800:2008

Figura 2.12- Superfícies típicas de falha por cisalhamento para lajes maciças e com fôrma de aço.

23

Fonte: SCI P287

Figura 2.13- Superfícies típicas de falha por cisalhamento para lajes alveolares.

24

3. METODOLOGIA

Para atingir os objetivos propostos neste trabalho, utilizou-se a metodologia descrita

a seguir:

Revisão bibliográfica: realizada com o propósito de aprofundar o conhecimento em

estruturas mistas empregando lajes alveolares protendidas com vigas de aço para

pavimentos industrializados.

Estudo teórico: foram estudados modelos de estruturas mistas com base na literatura

técnica internacional (em especial, manuais técnicos ingleses; Eurocode 4) e nacionais

(ABNT NBR14861:2011, ABNT NBR8800:2008), visando sua aplicação em projetos de

pavimentos mistos com lajes alveolares no Brasil.

Sistematização de procedimentos de projeto de pavimentos mistos com lajes alveolares no

Brasil (sistematizar os procedimentos de projetos e desenvolvimento de uma planilha

eletrônica).

Exemplos de aplicação numérica: foram aplicadas as diretrizes e recomendações de projeto

com dados de projeto de obras existentes no Brasil. Com base nestes exemplos foram feitas

análises, com comentários sobre a aplicação no projeto, detalhamento de pavimentos

mistos com lajes alveolares no Brasil e foi desenvolvida uma planilha eletrônica.

Como modelo estrutural inicial para análise, foi utilizado um pavimento

esquematizado no croqui da figura 3.1, com vãos de 8 metros.

25

Figura 3.1- Modelo estrutural inicial.

Fonte: acervo do autor.

26

4. PARÂMETROS DE PROJETO

O modelo de cálculo utilizado seguiu o mesmo da publicação 287, do SCI (Steel

Construction Institute). Este leva em conta algumas considerações:

- Conectores de cisalhamento soldados à viga;

- largura mínima da mesa da viga;

-condições de apoio das lajes alveolares;

-posicionamento da armadura de reforço;

-detalhes das vigas de bordo;

-estabilidade temporária durante a instalação das lajes;

-Robustez contra explosões (não tratado neste trabalho).

4.1 LARGURA MÍNIMA DA VIGA

Quando se fala em largura mínima da viga, refere-se à largura mínima da mesa do

perfil I. A largura depende basicamente:

-do tamanho do apoio da laje;

-se os conectores de cisalhamento são colocados no local ou diretamente na fábrica

do perfil;

-se é uma viga interna (com lajes se apoiando dos dois lados) ou de borda (laje se

apoiando apenas de um lado).

A largura da viga deve levar em conta fatores de tolerância construtiva.

4.2 TOLERÂNCIAS CONSTRUTIVAS

Na obra, o tamanho do apoio da laje (ver figura 4.1) pode sofrer variações em

relação ao projeto decorrente de variações no tamanho das mesas das vigas (pode variar

um pouco de fabricante para fabricante), posicionamento das vigas e variações no

27

comprimento das lajes alveolares. A norma britânica BS 8110-1:1997 recomenda que este

apoio não deva ser menor que 40 mm; a NBR 14861:2011 em seu item 7.8.2 trata sobre o

comprimento mínimo deste apoio, que varia de acordo com o vão da laje, junta e material do

apoio. O posicionamento das vigas pode sofrer até 20 mm de desvio no plano e as lajes

podem ter desvio de até 12 mm para lajes de até 6 metros e 18 mm para lajes de até 12

metros. Espera-se que as lajes que chegam a uma viga tenham um comprimento de apoio

igual, tendo desvios de até 15 mm para lajes com mais de 6 metros e de 10 mm para lajes

menores. O comprimento do apoio pode ter desvio de até 3 mm por metro de laje alveolar.

Nos caso de lajes com comprimentos excessivos, estes devem ser aparados durante a

locação da laje. A tabela 4.1 apresenta recomendações a respeito do comprimento do apoio

de acordo com os vãos de lajes. Essas são recomendações da BS 8110-1:1997 e do “The

National Structural Steelwork Specification”.

Tabela 4-1- Comprimentos de apoio para lajes alveolares

Vão (m) Altura da laje (mm) Comprimento do apoio (mm) Comprimento máximo do apoio (mm)

3,75 75 50 60

5 100 55 65

6 150 55 65

7,5 200 55 65

10 <260 60 70

Fonte: adaptado de SCI P287

O vão mínimo entre as 2 lajes que chegam a uma viga é de 50 mm para vigas com

conectores de cisalhamento soldados na fábrica e 65 mm quando são soldados no local. 65

mm é o espaço mínimo necessário para a pistola de solda conseguir fazer a solda . Com

estas informações, pode-se concluir que a largura mínima da mesa da viga deve ser de 2

vezes o comprimento máximo do apoio somado com o vão mínimo entre lajes. A situação

está exemplificada na tabela 4.2 e na figura 4.1.

28

Tabela 4-2 - Larguras mínimas de vigas para diferentes alturas de lajes

Vão (m)

Altura da laje (mm)

Largura mínima da viga

Conectores soldados na fábrica Conectores soldados no local

Lajes chanfradas Lajes retangulares Todos os casos

6 150 180 190 195

7,5 <200 180 190 195

10 <260 180 200 205

Fonte: adaptado de SCI P287

Fonte: acervo do autor.

Figura 4.1- Comprimentos de apoio e vão

29

4.3 SOLDA DOS CONECTORES DE CISALHAMENTO

Conectores de cisalhamento podem ser soldados no local, ou na fábrica; conectores

de menor diâmetro (19 mm) podem ser soldados no local; já conectores maiores exigem

maior corrente elétrica para a solda, usualmente disponível nas fábricas, por isso, costumam

serem soldados na própria fábrica.

A função dos conectores é transmitir os esforços cortantes do concreto para a viga;

portanto, devem ter altura suficiente para ficar acima das armaduras de reforço das lajes

alveolares e, portanto, ter ação composta com o concreto lançado no local. Entre os

conectores deve haver espaço suficiente para o concreto se “alojar”. Quando soldados no

local, os conectores tem uma tolerância de erro na locação de 10 milímetros no plano da

mesa da viga e devem ser soldados diretamente no aço da viga, que deve estar livre de

impurezas, como tinta ou poeira. A soldagem na fábrica neste caso é preferível, já que é

feito um controle maior sobre isso e a viga geralmente já sai com acabamento melhor, com

os conectores muitas vezes pintados juntos com a viga. Neste caso, não é necessário

remover a pintura do conector antes de se lançar o concreto.

4.4 BORDAS DE APOIOS DAS LAJES ALVEOLARES

As unidades alveolares podem ter a borda de apoio com dois diferentes

acabamentos: retangular ou chanfrada; observa-se o primeiro caso na figura 4.1 e o

segundo na figura 4.2.

Figura 4.2- Borda apoio de laje alveolar com acabamento chanfrado.


30

O caso da borda retangular representa a laje ao sair da fábrica, serrada

perpendicularmente ao seu eixo longitudinal na pista de protensão.

O caso da borda chanfrada é utilizado com o intuito de reduzir o comprimento do vão

entre as lajes alveolares. Por utilizar um concreto muito resistente, recomenda-se que o

chanfro seja feito na própria fábrica; uma dimensão típica para o chanfro pode ser de 85 mm

na vertical (a partir do topo da laje) por 235 mm na horizontal. Uma verificação adicional

deve ser realizada para garantir que a altura da laje na região do apoio seja suficiente para

não haver ruptura devido à força cortante naquela região; essa verificação deve levar em

conta a laje com o chanfro adicionando a sobrecarga da capa de concreto, sem que a

mesma seja considerada na resistência, já que o concreto na hora do lançamento ainda não

está contribuindo para resistência, apenas como sobrecarga.

4.5 ARMADURA DE REFORÇO TRANSVERSAL

A armadura de reforço transversal é colocada entre duas unidades alveolares no

sentido longitudinal da laje (ver figura 2.11). Para colocá-la, aberturas nos alvéolos devem

ser feitas. Recomenda-se que não sejam abertos da borda da laje nem alvéolos

consecutivos, isso mantém a integridade das paredes que existem entre os alvéolos (alma).

Recomenda-se que a abertura dos alvéolos seja feita na fábrica; o alvéolo aberto tem seu

vazio preenchido com concreto, já os alvéolos que não foram abertos têm seus vazios

preenchidos com EPS, como mostrado na figura 4.3. A colocação das lajes alveolares deve

ser feita cuidadosamente para que os alvéolos abertos coincidam, para que haja correto

posicionamento das armaduras.

31

Figura 4.3- EPS para preenchimento dos alvéolos.


As armaduras de reforço transversal devem ser posicionadas, obrigatoriamente, sob

a cabeça dos conectores de cisalhamento, distando de pelo menos 15 mm (BS 5950-

3:1990, item 5.6.5) das mesmas, como mostrado na figura 4.4.

Figura 4.4- Distância mínima entre armadura e cabeça do conector


32

Para lajes alveolares de até 200 mm de altura, recomenda-se utilizar barras com 12

mm de diâmetro (ou 16 mm caso não se utilize interação parcial dos conectores de

cisalhamento); para lajes alveolares de até 260 mm de altura, recomenda-se utilizar barras

com 16 mm de diâmetro. O espaçamento das barras depende da disposição dos núcleos,

mas deve ser entre 200 e 350 mm, devendo-se evitar cruzamento das barras com os

conectores de cisalhamento (estes, com espaçamento geralmente entre 120 e 225 mm). O

espaçamento das barras de costura está baseado em ensaios realizados e pode ser

aumentado realizando ensaios que demonstram adequada capacidade de resistência e

deformabilidade; para mais detalhes, deve-se consultar o apêndice A do SCI P287. A figura

4.5 mostra a disposição das barras, evitando cruzamento com os conectores.

Figura 4.5- Disposição das armaduras de costura, sem coincidir com conectores e alvéolos das lajes coincidindo.


As barras devem ser posicionadas na altura correta, para isso, podem-se utilizar

espaçadores, que também evitam que a barra fique em contato direto com o fundo do

alvéolo e permitem que o concreto envolva a mesma; por isso, a altura do conector deve ser

de pelo menos a altura da cabeça do conector, mais 15 mm, mais o diâmetro da armadura

de costura, mais o cobrimento adotado para a barra de costura (distância entre o fundo do

alvéolo e a barra de aço, definido pelos espaçadores), mais a distância do fundo do alvéolo

até o fundo da laje alveolar, respeitando que a altura do conector deve ser de pelo menos 4

vezes o diâmetro do mesmo. O comprimento das barras deve ser de pelo menos 1 metro,

33

somado ainda com o comprimento do vão entre as lajes; isso ajuda a garantir a ancoragem

das barras nos alvéolos preenchidos de concreto; o concreto deve ser aditivado com fibras

de aço e ter baixa retração. O comprimento pode ser maior, para verificações de condições

de incêndio.

4.6 VIGAS DE BORDA

Vigas de borda são aquelas que são apoios de lajes de apenas um lado; são

geralmente encontradas na periferia da edificação, podendo ser também encontradas em

outras regiões, como no contorno de vãos (de elevadores, por exemplo). Na figura 3.1, são

as vigas V1, V5, V4, V3, V7, V8.

Merecem atenção especial devido a alguns fatores: estão vinculadas às lajes em

apenas um lado, portanto deve-se detalhar cuidadosamente para garantir a transmissão dos

efeitos de diafragma rígido (ver item 5.2); pelo mesmo motivo, em algumas situações devem

ser dimensionadas à flexo-torsão. Possuem flecha limite menor do que as vigas internas.

Vigas de borda usualmente não são dimensionadas como vigas mistas por razões

práticas, por serem vigas menos carregadas. Quando são dimensionadas como vigas

mistas devem ser cuidadosamente vinculadas com as vigas, de forma a transferir ações do

efeito de diafragma rígido, por isso, cuidados extras devem ser tomados, como correto

espaçamento dos conectores de cisalhamento, detalhes diferentes nas armaduras de

reforço (armaduras em U de no mínimo 12 mm de diâmetro, devidamente ancoradas nos

alvéolos). A laje quando apoiada na viga pode gerar esforços de torção na viga antes da

aplicação da capa de concreto, portanto, é importante escorar estas vigas a fim de se evitar

estes esforços; depois de aplicada a capa de concreto, a mesma ajuda a neutralizar os

esforços de torção, já que agora o apoio da laje se estende ao longo de toda a largura da

mesa da viga. No caso dos conectores de cisalhamento, a norma BS 5950-3:1990

recomenda uma distância entre o CG do conector e a borda externa da viga, de 6 vezes o

diâmetro do conector de cisalhamento. O tamanho final da mesa da viga acaba sendo a

soma de 6 vezes o diâmetro do conector de cisalhamento com o comprimento do apoio com

o comprimento do vão (que, no caso, representa a distância da laje ao conector de

cisalhamento- mínimo 35 mm), como mostrado na figura 4.6

34

Figura 4.6- Comprimentos para vigas mistas de borda.


Quando não são dimensionadas como vigas mistas, recomenda-se que a viga esteja

apoiada ao longo de toda a mesa. Neste caso, os efeitos da torção podem ser desprezados.

Recomenda-se que, neste caso, os conectores de cisalhamento sejam soldados no local

para facilitar a locação da viga; depois de locada a viga, faz-se aberturas de 300 mm na

seção da laje, soldam-se os conectores de cisalhamento e colocam-se as armaduras de

reforço em U. Esta situação é mostrada na figura 4.7

35

Figura 4.7- Vigas de borda com abertura nos alvéolos para soldagem dos conectores de cisalhamento e armadura em U.


4.7 ESTABILIDADE TEMPORÁRIA

A estabilidade temporária visa garantir a estabilidade dos elementos na fase de

construção. O objetivo é evitar que esforços não previstos (ou que só aparecem nesta fase

do empreendimento) ocorram. Deve-se prever uma sequência de montagem das lajes e, em

alguns casos, escoramento.

A torção em vigas muitas vezes é desprezada no dimensionamento, pois este

esforço efetivamente não aparece em estados limites de serviço, mas pode ocorrer durante

a montagem da estrutura. Pela montagem pode haver torção na laje alveolar, por apoiar

apenas em um curto comprimento na mesa do perfil metálico. Deve-se então prever

escoramentos para evitar a torção; estes escoramentos podem ser feitos com perfis dupla

cantoneira, como é mostrado nas figuras 4.8 e 4.9, instalados paralelamente à laje, na zona

de compressão da alma perfil. O SCI P287 recomenda que o espaçamento dos

escoramentos, para perfis UB (“Universal Beam”, padrão britânico, laminado), deve ser no

mínimo de 40 vezes a largura da mesa. É plausível trazer esta recomendação para os

diversos perfis laminados existentes.

36

Figura 4.8- Viga com travamento lateral de perfil dupla cantoneira.



Figura 4.9- Viga com travamento lateral de perfil dupla cantoneira.

37

No caso de vigas mistas de borda, deve-se dimensionar a viga à torção.

Vigas centrais podem ser consideradas equilibradas quando recebem lajes dos dois

lados e quando o vão é menor que 160 vezes o comprimento do apoio da laje alveolar; isso

garante escoramento lateral. Quando a reação de apoio entre as duas lajes não estiver

“equilibrada”, recomenda-se grautear as mesmas no perfil (apoiar as lajes com argamassa)

para evitar que ocorra algum tipo de torção e algum tipo de deslocamento das lajes no

apoio, como consequência.

38

5. PROJETO DA LAJE ALVEOLAR

O cálculo e detalhamento da laje alveolar não foram tratados neste trabalho, porém,

destacam-se alguns fatores importantes que devem ser levados em conta no projeto.

Detalhes sobre o cálculo e detalhamento de lajes alveolares podem ser encontrados no

trabalho de Petrucelli (2009).

5.1 SUPORTES

Suportes são considerados não rígidos quando não há escoramento para evitar o

deslocamento vertical da viga. Esta flexibilidade pode gerar esforços não previstos no

dimensionamento, como acréscimo na força cortante, paralela ao eixo longitudinal da viga

de apoio. Testes e análises com elementos finitos mostraram que esse acréscimo na força

cortante tem relação direta com a carga acidental (são esforços maiores do que se fossem

previstos suportes rígidos).

O aumento da resistência à força cortante nos apoios (ponto crítico para a força

cortante em vigas bi apoiadas) pode ser feita de duas maneiras: enrijecendo a laje ou a viga.

A laje pode ser enrijecida preenchendo os alvéolos uma distância igual à altura da mesma

(sem a capa), com concreto moldado no local ou provendo uma capa de concreto moldado

no local. A viga pode ser enrijecida se a laje for substituída por uma mais leve ou mais alta

(aumenta-se o braço de alavanca, diminui-se a força aplicada no aço e concreto).

No caso de vigas não escoradas e não mistas, a rigidez do apoio não precisa ser

verificada no caso de a reação de apoio devido às cargas acidentais for inferior a 35% do

valor da força cortante resistente de projeto (0,35 x VRd,> VSd,q) este dado é fornecido pelo

fabricante da laje. Se escoramentos forem utilizados, deve-se fazer um estudo detalhado

sobre a retirada dos mesmos; no caso de 0,35 x VRd,< VSd,q, deve-se consultar o fabricante

da laje para a melhor solução.

Usualmente, as lajes alveolares de vigas mistas sem escoramento terão resistência

suficiente aos esforços cortantes causados pelo suporte flexível. Por outro lado, quando são

usados escoramentos, estes devem ser removidos com cuidado; a retirada do escoramento

39

de forma brusca e sem devido cuidado pode aumentar significantemente os esforços de

cisalhamento.

Quando são utilizadas vigas metálicas com contra flechas, não há necessidade de

se fazer verificações adicionais, já que a contra flecha não influencia na resistência.

5.2 EFEITO DIAFRAGMA

O efeito de diafragma rígido é importante para transmitir esforços horizontais

(principalmente de vento) para toda a estrutura e/ou núcleos rígidos; isso garante mais

rigidez à estrutura para reagir aos esforços horizontais.

No caso de edifícios com estrutura metálica, é importante garantir este efeito, devido

à alta deslocabilidade das estruturas de aço. Para isso, recomenda-se sempre utilizar a

capa de concreto na laje alveolar, e esta deve ser contínua; caso não seja prevista a capa,

outros vínculos internos devem ser adotados, como a armadura de costura, no caso das

vigas mistas. É importante vincular todas as lajes aos núcleos rígidos e vigas de borda

(inclusive aquelas de vãos de caixas de elevadores e escadas). No caso destas últimas, a

vinculação é garantida pelo uso dos conectores de cisalhamento e uma armadura vindo no

sentido longitudinal da laje, na capa, ultrapassando o conector de cisalhamento; esta

armadura pode ser a continuação da tela soldada utilizada na capa da laje. Esta situação é

mostrada na figura 5.1.

Figura 5.1- Detalhe da armadura da capa em vigas de borda.


40

6. DIMENSIONAMENTO DA VIGA

MISTA

O dimensionamento da viga mista deve ser feito sempre no estado limite último e

levar em conta a fase de construção, onde há esforços de torção e carregamentos

distribuídos. A seção, atendendo a essas condições, pode ser utilizada para dar

continuidade ao dimensionamento.

A verificação à flexão dar-se-á em três etapas: primeira etapa de construção, quando

a viga recebe carregamento de lajes apoiadas em apenas um lado (flexo-torção); segunda

etapa de construção, quando a viga recebe carregamento de lajes apoiadas em ambos os

lados da viga; etapa mista, quando a concreto moldado no local já está solidarizado com os

conectores de cisalhamento e com o concreto da laje alveolar. O dimensionamento ao

esforço cortante deve ser feito também nas três etapas, porém, considera-se que apenas o

perfil metálico resiste a esses esforços.

6.1 DIMENSIONAMENTO NA FASE DE CONSTRUÇÃO

Na etapa de construção “desequilibrada” são feitas as verificações de esforço

cortante resistente, momento resistente em relação à flambagem (FLT, FLA, FLM), flexo-

torção (causada pela excentricidade do carregamento apenas em um lado da mesa do

perfil) considerando apenas o peso próprio da estrutura (laje de apenas um lado e viga

metálica) e uma carga acidental construtiva de 50 kgf/m² (0,5 kN/m²); esta etapa não foi

verificada neste trabalho. Na etapa de construção “equilibrada” foram feitas as mesmas

verificações, com exceção da flexo-torção, considerando o peso próprio da estrutura (lajes

dos dois lados com a capa e viga metálica) e uma carga acidental construtiva de 50 kgf/m²

(0,5 kN/m²).

Estas verificações foram feitas seguindo a tabela G.1 do anexo G da ABNT NBR

8800:2008, e as partes pertinentes a este trabalho encontram-se no anexo deste, no item

que trata sobre flexão simples em vigas metálicas.

41

6.2 DIMENSIONAMENTO NA FASE MISTA

Na etapa de construção mista, considerou-se o mesmo carregamento da fase de

construção “equilibrada” mudando a carga acidental para 500 kgf/m² (5 kN/m²) e

adicionando a sobrecarga de 200 kgf/m² (2 kN/m²). São feitas verificações da posição da(s)

linha(s) neutra(s) de acordo com o grau de interação, momento e cortante resistente de

projeto. Para lajes alveolares, a linha neutra não deve passar na laje, pois pode haver

escorregamento relativo entre o concreto e o perfil metálico; neste caso, deve-se aumentar a

altura do perfil metálico (visando abaixar a linha neutra) ou utilizar interação parcial (esta

considera escorregamento na interface).

42

7. APLICAÇÕES- EXEMPLO

NUMÉRICO

Um exemplo numérico foi calculado utilizando como ferramenta auxiliar uma planilha,

feita pelo autor deste trabalho, no Microsoft Excel ® versão 2010. A viga mista foi calculada

segundo as normas ABNT NBR 8800:2008, ABNT NBR 6118:2007, e o manual SCI P287.

A planilha não trata sobre vigas de alma esbelta (por serem vigas mais usualmente

utilizadas em pontes), vigas não compactas, segurança contra incêndio e considerações

dinâmicas ou vibrações.

O exemplo trata de um pavimento típico de shoppings e segue as seguintes

condições:

- A viga de aço é biapoiada, com distância entre eixos de vigas de 8 metros, aço

ASTM A36;

- Uma contenção contra FLT está sendo usada e nenhuma contra deflexões

verticais;

-A laje alveolar possui 20 cm de altura (2,75 kN/m²) e capa de concreto (2400 kgf/m³)

de 5 cm, totalizando 25 cm de altura; o fck da laje é de 50 MPa e da capa, 30 MPa;

-Os conectores de cisalhamento possuem 19 mm de diâmetro e altura de 100 mm;

-A carga acidental para a situação é de 500 kgf/m²; para a fase construtiva, 50

kgf/m²;

-Os pilares tem seção 50 cm x 50 cm.

Página 1 Revisão 1

Aluno

Orientador

Data nov/12

Trabalho de Conclusão de Curso

Título do trabalhoConstruções Mistas Industrializadas: Aplicações de

Elementos Pré-Moldados de Concreto


Marcelo de Araujo Ferreira

Dimensionamento da viga mista V6, bi apoioada, para o maior momento solicitante; vãos de

8 metros, pavimento típico para shoppings (carga acidental de 500 kg/m²).


Aluno

Orientador

Data nov/12

E= 200,00 kN/mm2

G= 77,00 kN/mm2

fy= 0,25 kN/mm2

fck= 30,00 N/mm2 MPa

ɣ= 2400,00 kg/m3

E= 30672,46

200,00 mm

1200,00 mm

fck= 50,00 N/mm²

6,00

190,80 mm

2,75 kN/m2

1000,00 mm

50,00 mm

7,81 m

56,00 mm

Chanfro no apoio Altura= mm

Largura= mm

19,00 mm

28,50 mm

100,00 mm

fucs= 0,40 kN/mm²

Sim

1,20 kN/m2

2,75 kN/m2

3,95 kN/m2

Especificações dos materiais

Módulo de elasticidade (obtido pelo fck)

Capa

Vão a vencer

Carregamentos

Conectores de cisalhamento

Resistência característica

Propriedades do aço

Módulo de elasticidade

Módulo de elasticidade transversal

Laje + capa

Altura

Largura

Número de núcleos

Espaçamentos dos núcleos

Peso específico

Peso próprio

Preenchimento dos núcleos

Altura da capa

Propriedades da laje alveolar



Propriedades do concreto da capa


Diâmetro

Altura

Diâmetro da cabeça

Resistência à ruptura do aço

Comprimento adotado do apoio

Laje

Total

Soldados na fábrica?

Tensão de escoamento


Construções Mistas Industrializadas: Aplicações de

Elementos Pré-Moldados de ConcretoTítulo do trabalho


Aluno

Orientador

Data nov/12

2,75 kN/m2

0,32 kN/m2

3,07 kN/m2

2,75 kN/m2

1,20 kN/m2

0,32 kN/m2

4,27 kN/m2

0,50 kN/m2

1,20 kN/m2

2,75 kN/m2

0,32 kN/m2

4,27 kN/m2

2,00 kN/m2

5,00 kN/m2

bfmínimo= 162,00 mm

Perfil Tipo: Laminado

Propriedades geométricas

d= 466,00 mm

h= 428,00 mmbf= 193,00 mmtw= 11,40 mmtf= 19,00 mmIx= 44658,00 cm4Iy= 2283,00 cm4ry= 4,30 cmZx= 2187,40 cm3Zy= 368,80 cm3

Wx= 1916,70 cm3Zx= 2187,40 cm3

u= 0,88

x= 24,53

Laje

Viga metálica

a) Carregamento desbalanceado

Laje

Viga metálica

Total

b) Carregamento balanceado




Total

Carga acidental

Altura

Largura da mesa

Largura mínima da mesa

Momento de Inércia (Iy)

Raio de giração em Y

Sobrecarga permanente



Módulo de resistência em x

Capa

Estágio de construção

Sobrecarga construtiva

Pré- dimensionamento- Perfil da viga metálica

Viga metálica

Laje

Perfil Inicial de pré dimensionamento: UB 533x210x109

Parâmetro de flambagem

Índice de Torção

W 460 x 97,0

Altura interna

Módulo elástico

Capa

Total

Módulo de resistência plástico

Espessura da alma

Espessura da mesa

Momento de Inércia (Ix)

Estágio misto

(tabela 3.2 SCI p287)

(tabela 9.3 SCI p287)

4.3.6.8- bs 5950-1:2000


Aluno

Orientador

Data nov/12

Cw= 1137180,00 cm6

J= 115,05 cm4

A= 123,40 cm2

fy= 250,00 N/mm2

L= 7,50 m

1

p= 51,08 kN/m

Vsd= 191,54 kN

Msd= 359,14 kN*m

λ= 35,44

kv= 5,00

λp= 69,57

λr= 86,65

Vrd= 724,42 kN

OK

λ= 5,08

λp= 10,75

λr= 28,06

kc= 0,65

Mr= 335,42 kN*m

Mcr= 10249,57 kN*m

Mpl= 546,85 kN*m

Mrd, flm= 497,14 kN*m

OK

Esbeltez limite de plastificação

Cisalhamento

Verificação Msd<Mrd



ELU


Esbeltez limite de flamb inelastica

Área da seção transversal

Carregamento balanceado


Momento de plastificação total

Cortante resistida de projeto

Momento fletorVerificação de FLM

Momento resistente de projeto

Vão a vencer

Contenções laterais de construção





Coeficiente kc

Índice de esbeltez da mesa

Momento fletor de projeto

Dimensionamento da viga metálica

Carregamento de projeto

Constante de empenamento

Inércia à torção

Cortante de projeto (Vsd)

Coeficiente kv

1,25PPviga+1,35PPlaje+1,4

PPcapa+1,5SC

Verificação Vsd<Vrd

ABNT NBR 8800:2008- 5.4.3.1.1

Índice de esbeltez da alma

Momento de flambagem elástica

Momento de escoamento


Aluno

Orientador

Data nov/12

λ= 35,44

λp= 106,35

λr= 161,22

Mr= 479,18 kN*mMpl= 546,85 kN*m

Mrd, fla= 497,14 kN*m

OK

Lb= 375,00 cm

λ= 87,21

λp= 49,78

λr= 168,85Mr= 335,42 kN*m

Mmax= 359,14 kN*m

Ma= 157,12 kN*m

Mb= 269,35 kN*m

Mc= 336,69 kN*m

Cb= 1,30

Mcr= 1158,22 kN*m

Mpl= 546,85 kN*m

Mrd, flt= 497,14 kN*m

OK

Mrd= 497,14 kN*m

OK

Msd= 359,14 kN*m Mrd= 497,14 kN*m

Vsd= 191,54 Kn Vrd= 724,42 Kn

p= 127,20 kN/m

Vsd= 476,98 kN

Msd= 894,34 kN*m




Comprimento destravado

Coeficiente Cb para cálculo do Mcr e Mrd








Verificação de FLT

Verificação de FLAÍndice de esbeltez da alma


ELUCarregamento de projeto



Índice de esbeltez à torção

Resumo da etapa


Dimensionamento da viga mista


PPcapa+1,5SCacidental+1,

5SCpermanente




Viga COMPACTA, esbeltez de alma inferior à esbeltez de plastificação




Título do trabalho




Aluno

Orientador

Data nov/12

Vrd= 724,42 kN

OK

Bef= 187,50 cm

200,00 cm

11,40 cm

16,00 cm

90,73 kN

β 1,00

ε 0,90

ω 1,50

k= 1,00

ΣQrd= 1669,42 kN

Aa x fyd= 2804,55 kN

8537,95 kNηi mín= 0,40

ηi= 0,60

Situação:

Ccd= 1669,42 kN

Cad= 567,56 kN

Tad= 2236,98 kN

yp= 1,29 cm

Linha neutra no concreto a= 4,89 cm

Resist à compressão no concreto

Resistência à tração no aço

Resistência à compressão no aço

Linha neutra

O dimensionamento pode ser feito em regime plástico

Interação

Largura efetiva




Espaçamento máx dos conectores

Espaçamento mín dos conectores

Linha neutra a partir do perfil

CG de compressão no aço até o topo

do perfilyc= 0,65 cm

CG de tração no aço até a face

inferior do perfil

viga mista de alma cheia com

interação parcial

Mínimo grau de interação

Espaçamento adotado

Resistência de um conector

Fator redutor de cisalhamento

Grau de interação

yt= 17,48 cm

Largura efetiva



O.2.2.1-NBR 8800:2008

O.4.3.2-NBR 8800:2008

O.2.3.1.1.2-NBR 8800:2008

O.1.1.2- c-NBR 8800:2008

0,85 x fcd x b x tc=

Cisalhamento



4.4.3- SCI

P287


Aluno

Orientador

Data nov/12

Mrd= 102434,50 kN*cmMrd= 1024,34 kN*m

OK

Msd= 894,34 kN*m Mrd= 1024,34 kN*m

Vsd= 476,98 Kn Vrd= 724,42 Kn

b1= 93,75 cmb2= 93,75 cm

ΣQrd= 1669,42 kNAblc= 0,00 cm²

Along= 0,00 cm²fsd= 43,48 kN/cm²

Vsd= 222,59 kN/m

η= 1,00Acv,a-a= 2500,00 cm²/mAcv,b-b= 2285,00 cm²/mAs,a-a= 5,00 cm²/mAs,b-b= 4,57 cm²/m

Diâmetro Φcostura= 16,00 mm

2,49

3,00

0,35 m

6,03 cm²Vrd,a-a= 479,49 kN/mVrd,b-b= 723,06 kN/m

OK

fctd= 1,45 MPafbd= 3,26 MPalb= 53,37 cm

50,00%lb final= 26,69 cm

Vrd= 160,00 kN/un (fabricante)Vrd= 133,33 kN/mVsd= 159,62 kN/m

Vsd,q= 18,30 kN/m

OK




Espaçamento das barras

Construção não-escorada






Resumo da etapa

Resistência à tração do concreto

Comprimento de ancoragem

Comprimento de ancoragem final

Resistência de aderência

Ancoragem da armadura


Núm de barras por metro

Núm de barras adotado por metro

Flexão

Área de aço efetiva por metro

Reforço transversal (costura)

Diminuição do lb por aditivos (%)

Verificação Vsd<0,35*Vrd

Cortante resistida por laje

Cortante resist por largura de laje

Cortante de projeto- ELU

Cortante de projeto- só acidental

Área de aço da tela da laje


Aluno

Orientador

Data nov/12

a1= 40,00 mmt1= 30,00 mmt2= 15,00 mmt3= 3,12 mm

a= 55,32 mm

OK

25,00 mm

7,60 mm

30,00 mm

93,60

OK

αE,0= 6,52αE,∞= 19,56bef,0= 28,76 cm

bef,∞= 9,59 cmycg,0= 17,74 cm

ycg,∞= 24,67 cmItr,0= 217083,77 cm4

Itr,∞= 161533,50 cm4

p,g1= 30,84 kN/mp,g2= 15,61 kN/mp,q1= 3,90 kN/mp,q2= 39,04 kN/m

δ0= 0,50 cmδ1= 1,42 cm

δ3= 0,35 cm

δ3'= 0,26 cmδ3''= 0,09 cm

δtotal= 1,53 cmδlim= 2,14 cm

OK

Comprimento mínimo do apoio

15mm p/ apoio em viga metalica

Tolerâncias construtivas

Vão da laje / 2500






Propriedades da seção mistaRazão de módulos de elasticidade

NBR 14861:2011-

7.8.2

CG em y no tempo 0

Verificação a adotado > a mínimo

Dist fundo do alvéolo ao fundo da laje

Altura mínima do conector

Verificação do comprimento do apoio

Inércia da seção homogeneizada

Verificação ELS- flechas

Verificação δtotal < δlim

cm

Flecha total

Flecha limite (L/350)

Contra flecha

Ações permanentes, antes da cura

Idem, fluência

Ações variáveis de curta duração,

após cura- 0,7xq2δ2= 0,26

Verificação da altura do conector

Altura da cabeça do conector

Cobrimento ou altura do espaçador

Largura efetiva equivalente de aço

Verificação a adotado > a mínimo

CG em y no tempo infinito

Idem, no tempo infinito



Ações variáveis de longa duração +

ações permanentes, após cura-

0,3xq2 + g2

Carreg permanente, antes da cura

Carreg permanente, após cura

Acidental de constr, antes da cura

Acidental de utiliz, antes da cura


Aluno

Orientador

Data nov/12

Aço

Conectores @ 160 Altura= 100 Diâm= 19

Costura @ 350 Ø= 16 Compr= 2081

56

1000 (cada laje)

7919

Em δ1, é utilizado apenas a inércia do perfil metálico; em δ2 é utilizado a inércia da seção

homogeinizada e 70% da carga acidental; em δ3 é utilizado a inércia da seção homogeinizada no

tempo infinito e 0,3 x q2 + g2; em δ3' é utilizado a inércia da seção homogeinizada no tempo 0 e 0,3

x q2 + g2; δ3'' é a flecha por fluência, calculada pela diferença entre δ3 e δ3'.






W 460 x 97,0Perfil de aço ASTM A36


Comprimento do apoio da laje

Resumo do detalhamento

Medidas em milímetros

Comprimento final da laje

C C

DD

LAJE ALVEOLAR 1200 x 200

CAPA MOLDADA IN LOCO 50 mm fck=30MPa

CHAVE DE CISALHAMENTO

Φ = 16mm @1200

ARMADURA DE COSTURA

Φ = 16mm @VAR, ENTRE 200 E 350

PREENCHER 1000 mm DE TODOS OS ALVÉOLOS

CONCRETO MOLDADO IN LOCO, fck=30MPa

CHAVE DE CISALHAMENTO

Φ = 16mm @1200

ARMADURA DE COSTURA

Φ = 16mm @VAR, ENTRE 200 E 350

CORTE C-C

CORTE D-D

VISTA EM PLANTA- V6

56 56

81

10

00

10

00

Detalhamento da viga mista V6

Escala: 1:30 Data: Nov/2012

Autor: Gustavo Japiassú Filizzola

Prancha: 2/2

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54

8. ESTUDO DE CASO COMPARATIVO

A fim de se fazer uma comparação, o mesmo exemplo numérico foi dimensionado

como viga não mista, seguindo as condições:

- A viga de aço é biapoiada, com distância entre eixos de vigas de 8 metros, aço

ASTM A36;

- Uma contenção contra FLT está sendo usada e nenhuma contra deflexões

verticais;

-A laje alveolar possui 20 cm de altura (2,75 kN/m²) e capa de concreto (2400 kgf/m³)

de 5 cm, totalizando 25 cm de altura; o fck da laje é de 50 MPa e da capa, 30 MPa;

-A carga acidental para a situação é de 500 kgf/m²; para a fase construtiva, 50

kgf/m²;

-Os pilares tem seção 50 cm x 50 cm.

Página 1 Revisão

Aluno

Orientador

Data nov/12






Dimensionamento da viga V6, bi apoioada, para o maior momento solicitante; vãos de 8

metros, pavimento típico para shoppings (carga acidental de 500 kg/m²).

Página 2 Revisão

Aluno

Orientador

Data nov/12

E= 200,00 kN/mm2

G= 77,00 kN/mm2

fy= 0,25 kN/mm2

fck= 30,00 N/mm2 MPa

ɣ= 2400,00 kg/m3

E= 30672,46

200,00 mm

1200,00 mm

fck= 50,00 N/mm²

6,00

190,80 mm

2,75 kN/m2

600,00 mm

50,00 mm

7,77 m

56,00 mm

Chanfro no apoio Altura= mm

Largura= mm

1,20 kN/m2

2,75 kN/m2

3,95 kN/m2

Módulo de elasticidade

Módulo de elasticidade transversal

Laje + capa

Módulo de elasticidade (obtido pelo fck)

Peso específico

Peso próprio


Altura da capa


Especificações dos materiais




Propriedades do aço

Capa

Vão a vencer

Carregamentos

Propriedades da laje alveolar

Altura

Largura

Número de núcleos

Espaçamentos dos núcleos

Propriedades do concreto


Comprimento adotado do apoio

Laje

Total



Elementos Pré-Moldados de ConcretoTítulo do trabalho

Página 3 Revisão

Aluno

Orientador

Data nov/12

2,75 kN/m2

0,32 kN/m2

3,07 kN/m2

2,75 kN/m2

1,20 kN/m2

0,32 kN/m2

4,27 kN/m2

0,50 kN/m2

1,20 kN/m2

2,75 kN/m2

0,32 kN/m2

4,27 kN/m2

2,00 kN/m2

5,00 kN/m2

Perfil Tipo: Laminado

Propriedades geométricas

d= 617,00 mm

h= 573,00 mmbf= 230,00 mmtw= 13,10 mmtf= 22,20 mmIx= 112619,00 cm4Iy= 4515,00 cm4ry= 5,02 cmZx= 4173,10 cm3Zy= 614,00 cm3

Wx= 3650,50 cm3Zx= 4173,10 cm3

u= 0,88

x= 27,79



Total

Carga acidental

Altura

a) Carregamento desbalanceado

Laje

Viga metálica

Estágio de construção




Módulo de resistência em x

Sobrecarga construtiva

Pré- dimensionamento- Perfil da viga metálica

Viga metálica

Laje

Sobrecarga permanente

Total

b) Carregamento balanceado

Laje

Viga metálica

Largura da mesa

Módulo elástico

Parâmetro de flambagem

Índice de Torção

W 610 x 140,0

Altura interna

Momento de Inércia (Iy)

Raio de giração em Y

Módulo de resistência plástico

Espessura da alma

Espessura da mesa

Momento de Inércia (Ix)

Estágio de utilização

Capa

Total

Capa

4.3.6.8- bs 5950-1:2000

Página 4 Revisão

Aluno

Orientador

Data nov/12

Cw= 3981687,00 cm6

J= 255,01 cm4

A= 179,30 cm2fy= 250,00 N/mm2

L= 7,50 m

1

p= 126,59 kN/mVsd= 474,72 kN

Msd= 890,11 kN*m

λ= 41,27

kv= 5,00

λp= 69,57

λr= 86,65Vrd= 1102,19 kN

OK

λ= 5,18

λp= 10,75

λr= 28,06

kc= 0,60Mr= 638,84 kN*m

Mcr= 18774,65 kN*mMpl= 1043,28 kN*m

Mrd, flm= 948,43 kN*m

OK



Carregamento balanceado

Vão a vencer

Contenções laterais de construção






Cisalhamento




Momento fletorVerificação de FLM



Coeficiente kc

Índice de esbeltez da mesa

Índice de esbeltez da alma




ELU

Carregamento de projeto

Constante de empenamento

Inércia à torção


Coeficiente kv

Dimensionamento da viga metálica

Tensão de escoamentoÁrea da seção transversal

NBR 8800:2008- 5.4.3.1.1


PPcapa+1,5SC



Página 5 Revisão

Aluno

Orientador

Data nov/12

λ= 41,27

λp= 106,35

λr= 161,22Mr= 912,63 kN*m

Mpl= 1043,28 kN*mMrd, fla= 948,43 kN*m

OK

Lb= 375,00 cm

λ= 74,70

λp= 49,78

λr= 164,58Mr= 638,84 kN*m

Mmax= 890,11 kN*mMa= 389,42 kN*mMb= 667,58 kN*mMc= 834,47 kN*mCb= 1,30

Mcr= 2841,23 kN*mMpl= 1043,28 kN*m

Mrd, flt= 948,43 kN*m

OK

Mrd= 948,43 kN*m

OK

p,g1= 1,40 kN/mp,g2= 15,54 kN/m

p,g3= 30,69 kN/m

p,q1= 38,85 kN/m

p= 59,29 kN/mδ0= 0,00 cm

δ= 1,08 cmδtotal= 1,08 cmδlim= 2,14 cm

OK

Título do trabalho





Verificação de FLT

Índice de esbeltez à torção

Verificação de FLAÍndice de esbeltez da alma












Comprimento destravado

Coeficiente Cb para cálculo do Mcr e Mrd

Flecha total

Flecha limite (L/350)

Verificação δtotal < δlim

Carregamento da combinação



ELS- flechasCarreg permanente, peso próprio

Carreg permanente, sobrecarga

Carreg permanente, laje

Carreg acidental

Contra flecha

Flecha máxima

Esbeltez limite de flamb inelasticaMomento de escoamento


60

9. CONCLUSÕES

A viga mista formada por perfis de aço e lajes alveolares é uma alternativa viável em

construções, podendo, como visto nos exemplos, reduzir a altura do perfil de aço apenas

adicionando conectores de cisalhamento.

No caso específico dos exemplos, apesar de haver aumento no consumo de

concreto no caso de viga mista (pelo preenchimento dos alvéolos), houve redução de quase

24% na altura (de 617 para 466 milímetros) e quase 31% no peso linear do perfil metálico

(de 155 para 97 quilos por metro). A redução da altura do perfil é algo desejável,

dependendo da arquitetura do empreendimento; também facilita a passagem de instalações

elétricas, hidráulicas ou outras quando estas devem ser instaladas horizontalmente.

A diferença nos perfis para os dois casos (viga não mista e viga mista) está (além

das diferenças de peso e dimensionais) na existência ou não dos conectores de

cisalhamento. Portanto, em questões de produtividade, considerando apenas a montagem

da viga, se os conectores foram soldados na fábrica, a produtividade é no mínimo igual,

tendendo a aumentar quando a viga mista é utilizada, pois o perfil é mais leve. Por outro

lado, a abertura e o preenchimento dos alvéolos é uma atividade que não é tão simples e

exige mais mão de obra; nesse aspecto a produtividade será menor.

Recomenda-se que os conectores de cisalhamento sejam soldados na fábrica, para

que a largura da mesa possa ser reduzida, para que se garanta a locação correta dos

mesmos e para que este serviço seja eliminado do canteiro de obras, visando aumentar a

produtividade.

61

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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CANASSA, P. A. V. A. Associação de pré-moldados com cobertura metálica. São Carlos: UFSCar / Departamento de Engenharia Civil, 2006. 149 p. Relatório de Iniciação Científica.

CANASSA, P., FERREIRA, M. Estudo da Racionalização do Uso de Elementos Pré-moldados de Concreto em Estruturas Mistas. São Carlos: UFSCar / Departamento de Engenharia Civil, 2006. Relatório de Iniciação Científica.

CARVALHO, R. C. Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado. 3. ed. São Carlos. Edufscar. 2007. 368 p.

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Fédération Internationale du Béton. Precast Concrete in Mixed Construction. fib, 2002, state-of-the-art report.

FERREIRA, M. de A. Aplicação do concreto pré-moldado em sistemas construtivos mistos / híbridos. Abstract... Março de 2012, Rio de Janeiro.

FERREIRA, M. DE A. Notas de aula. São Carlos: UFSCar/ Departamento de Engenharia Civil, 2012. Disciplina ministrada.

FIB. Precast concrete in mixed construction. Lausanne, Suíça, 2002. 68 p.

FIB. Structural connections for precast concrete buildings. Lausanne, Suíça, Fevereiro de 2008. 369 p.

GIRHAMMAR, U.A.; PAJARIB, M. Tests and analysis on shear strength of composite slabs of hollow core units and concrete topping. Construction and Building Materials. 8. ed. v. 22, p. 1708-1722, 2008.

HEGER, J.; ROGGENDORF, T.; KERKENI, N. Sher capacity of prestressed hollow core slabs in slim floor constructions. Engineering Structures. v. 31, n. 2, p. 551-559, 2008

HOWELL, G.; BALLARD, G. Implementing lean construction: understanding and action. In: Internacional group for lean construction conference, 6., 1998, Guarujá. Abstract… Guarujá: IGLC, 1998, 9p.

LAM, D.; ELLIOTT, K. S.; NETHERCOT, D. A. Parametric study on composite steel

62

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The Steel Construction Institute- publication 287: Design of Composite Beams Using Precast Concrete Slabs. Londres, 2003.

SOUZA, A. S. C. DE. Dimensionamento de Elementos Estruturais em Aço segundo a NBR 8800:2008. 1. ed. São Carlos. Edufscar. 2010. 109 p.

TRISTÃO, G.A. Compartamento de Conectores de Cisalhamento em Vigas Mistas Aço-Concreto Com Análise da Resposta Numérica. 2002. 146 f. Tese (Mestrado)- Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.

TRISTÃO, Gustavo Alves; NETO, Jorge Munaiar. Cadernos de engenharia de estruturas.

São Carlos: EDUSP, 2005. p. 121-144.

63

10. ANEXO

10.1 FLEXÃO SIMPLES EM VIGAS METÁLICAS, ADAPTADO DE SOUZA (2010), EXTRAÍDO ORIGINALMENTE DO ANEXO G DA ABNT NBR 8800:2008.

64

10.2 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS MISTAS, EXTRAÍDO DO ANEXO O DA ABNT NBR 8800:2008

65

66

67

10.3 PRÉ DIMENSIONAMENTO DE VIGAS MISTAS DE AÇO E LAJES ALVEOLARES, EXTRAÍDO DO SCI P287

68

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