projeto e execução de lajes unidirecionais com vigotas em concreto armado

240 Pages·2001·5.3 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL

PROJETO E EXECUÇÃO DE LAJES UNIDIRECIONAIS
COM VIGOTAS EM CONCRETO ARMADO

Engo Márcio Cardozo Flório
Orientador: Prof. Dr. Roberto Chust Carvalho

São Carlos
2004
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária da UFSCar

Flório, Márcio Cardozo.
F638pe Projeto e execução de lajes unidirecionais com vigotas
em concreto armado / Márcio Cardozo Flório. -- São Carlos :
UFSCar, 2004.
213 p.

Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São
Carlos, 2003.

1. Construção civil. 2. Lajes de concreto. 3. Concreto
armado. 4. Concreto pré-moldado. 5. Fissuração. 6.
Fluência. I. Título.

CDD: 690 (20a)
PROJETO E EXECUÇÃO DE LAJES PRÉ-FABRICADAS
UNIDlRECIONAIS COM VIGOTAS EM CONCRETO ARMADO
t
Márc io Cardozo Flório
DissertaçãodeMestradodefendidaeaprovadaem08dedezembrode2003,pelaBanca
Examinadoraconstituídapelosprofessores:
~~~~
ProfDr. Ronaldo arros Gomes, r. (UFG)
(Examinador Externo)
Ao meu pai José Carlos Flório e à minha mãe
Maria Izoldina Cardozo Flório
AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus.
Ao Professor Dr. Roberto Chust de Carvalho, pela orientação cuidadosa,
ensinamentos e amizade demonstrada ao longo dos últimos quatro anos.
Aos meus pais José Carlos e Maria Izoldina e minha irmã Priscila pelo
amor, ensinamentos, apoio e honra de tê-los como minha família.
À minha noiva Karen pelo amor e compreensão.
Aos meus avós, tios e primos, em especial ao meu avô Divino Jacinto e
meu tio Geraldo Roberto.
Aos grandes amigos da época de graduação Luciano, Juliano, Rogério,
André, Murilo pela amizade e momentos de descontração.
Aos professores, funcionários e colegas do Mestrado e da Graduação.
À CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior) pela bolsa de estudos concedida.
v
SUMARIO

CAPITULO 1 INTRODUÇÃO
1.1 Historio recente........................................................................................... 1
1.2 Objetivos .................................................................................................... 2
1.2.1 Objetivos específicos................................................................................ 2
1.3 Justificativas ............................................................................................... 3
1.4 Metodologia................................................................................................ 5
1.5 Apresentação............................................................................................... 6
1.6 Estudos realizados por outros pesquisadores. ............................................ 7
CAPITULO 2 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A EXECUÇÃO
DE LAJES PRÉ-FABRICADAS
2.1 Introdução.................................................................................................... 10
2.1 Descrição das lajes nervuradas.................................................................... 10
2.2 Lajes nervuradas pré-fabricadas................................................................. 18
2.2.1 Vigota tipo treliça (VT) .......................................................................... 18
2.2.2 Vigota tipo trilho (VC) ............................................................................ 20
2.2.3 Vigota tipo trilho protendido (VP) .......................................................... 21
2.3 Materiais Empregados................................................................................ 24
vi
2.3.1 Concreto................................................................................................... 24
2.3.1.1 Cobrimento............................................................................................ 25
2.3.2 Material de enchimento............................................................................ 27
2.3.3 Armadura complementar ou adicional..................................................... 29
2.4 Vantagens e desvantagens dos sistemas de lajes com vigotas pré-
fabricadas............................................................................................................ 29
2.5 Montagem e concretagem das lajes no local................................................ 31
2.6 Processo de adensamento de uma peça de concreto.................................... 36
2.6.1 Tipos de vibração..................................................................................... 37
2.6.2 Medida da trabalhabilidade...................................................................... 38
2.7 A cura do concreto...................................................................................... 40
2.7.1 Métodos de cura....................................................................................... 43
2.7.2 O tempo de cura....................................................................................... 44
2.8 Espaçamento entre escoras.......................................................................... 44
CAPITULO 3 MODELOS DE CÁLCULO DE PAVIMENTOS DE
LAJES UNIDIRECIONAIS PRÉ-FABRICADAS
3.1 Introdução.................................................................................................... 48
3.2 Modelo de grelha equivalente.................................................................... 48
3.3 Modelo de grelha equivalente simplificado................................................ 53
3.4 Modelo de viga independente...................................................................... 54
vii
3.5 Modelo de cálculo para consideração da continuidade............................... 59
3.5.1 Esforços solicitantes nas lajes.................................................................. 63
3.5.1.1 Vigas sem continuidade e tabelas para dimensionamento.................... 63
3.5.1.2 Vigas hiperestáticas com modelo linear................................................ 67
3.5.2 Emprego de trecho maciço junto ao apoio............................................... 68
3.5.3 Redistribuição de esforços no apoio central............................................. 70
3.5.3.1 Recomendações da norma brasileira NBR 6118 (2003)....................... 71
3.5.3.2 Recomendações da norma espanhola EF-96......................................... 72
3.5.3.3 Dimensionamento usual........................................................................ 73
3.5.4 Processo de vigas independentes considerando o cálculo não linear....... 74
3.5.4.1 Carregamento incremental.................................................................... 75
3.5.4.2 Determinação da força última no modelo hiperestático com controle
de rotação.......................................................................................................... 76
3.5.4.2.1 Critério da capacidade de rotação das rótulas plásticas..................... 76
3.5.4.2.2 Critério da formação de um mecanismo de colapso........................... 78
3.6 A ação do carregamento nas vigas de contorno.......................................... 79
3.7 Programas existentes................................................................................... 81
CAPITULO 4 DIMENSIONAMENTO EM RELAÇÃO AO ESTADO
LIMITE ÚLTIMO DE FLEXÃO E DE CISALHAMENTO
4.1 Introdução.................................................................................................... 83
viii
4.2 Procedimento de cálculo considerando a verificação dos estados limites.. 83
4.3 Dimensionamento no estado limite último de flexão simples..................... 84
4.3.1 Cálculo do valor da armadura.................................................................. 87
4.3.2 Momentos resistentes pela seção da nervura........................................... 89
4.3.2.1 Momento resistente positivo pela seção da nervura.............................. 89
4.3.2.2 Momento fletor resistente negativo na seção nervurada....................... 90
4.3.3 Armadura mínima de flexão em lajes pré-fabricadas............................... 91
4.4 Dimensionamento em relação ao cisalhamento.......................................... 92
4.4.1 Considerações sobre os mecanismos resistentes...................................... 93
4.4.2 Força cortante em lajes............................................................................. 96
4.4.2.1 Lajes sem armadura para força cortante................................................ 96
4.4.2.2 Lajes com armadura para força cortante............................................... 99
4.4.2.2.1 Cálculo da resistência......................................................................... 99
4.4.2.2.2 Modelo de cálculo I............................................................................ 100
4.4.2.2.3 Modelo de cálculo II........................................................................... 103
4.4.3 Força Cortante em lajes pré-fabricadas unidirecionais segundo a Norma
Espanhola........................................................................................................... 104
4.5 Estudo experimental exploratório............................................................... 106
ix
CAPITULO 5 VERIFICAÇÃO DO ESTADO LIMITE DE
DEFORMAÇÃO EXCESSIVA
5.1 Introdução……..........................................................…………………… 110
5.2 Cálculo das características geométrica (Estádios I e II)………………… 111
5.3 Efeito da fissuração teórico na rigidez…………………………………… 116
5.4 Estudo experimental do efeito da fissuração……………………………... 117
5.4.1 Estudo experimental realizado por FLÓRIO…………………………… 118
5.4.2 Estudo experimental realizado por CAIXETA (1998)…………………. 125
5.4.3 Outros fatores que influenciam na determinação da flecha……………. 128
5.4.3.1 Ensaio de flexão variando-se processos de adensamento……………. 128
5.4.3.2 Ensaio de flexão variando-se o tipo de cura.....................……………. 131
5.4.4 Ensaio com carregamentos uniformemente distribuídos……………….. 133
5.4.5 Conclusões dos ensaios de flexão……………………………………… 134
5.5 Efeito da fluência teórico………………………………………………… 135
5.6 Efeito da fluência experimental…………………………………………... 137
5.6.1 Considerações sobre o ensaio de fluência……………………………… 145
5.7 Deformações limites segundo a NBR 6118/03…….....………………….. 149
5.8 Combinações de ações segundo a NBR 6118/03.....……………………... 151
CAPITULO 6 EXEMPLOS
6.1 Introdução................................................................................................... 153