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I
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Cássio Henrique Brasil
LAJES PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO: TIPOLOGIAS, DIMENSIONAMENTO, DETALHAMENTO, MÉTODOS EXECUTIVOS E
PATOLOGIAS
Santa Maria, RS, Brasil
2017
II
Cássio Henrique Brasil
LAJES PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO: TIPOLOGIAS, DIMENSIONAMENTO, DETALHAMENTO, MÉTODOS EXECUTIVOS E
PATOLOGIAS
Trabalho de Conclusão de curso submetido
ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria como parte da avaliação da disciplina de Trabalho de conclusão de curso e requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Almir Barros da Silva Santos Neto
Santa Maria, RS, Brasil
2017
III
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
LAJES PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO: TIPOLOGIAS, DIMENSIONAMENTO, DETALHAMENTO, MÉTODOS EXECUTIVOS E
PATOLOGIAS
Elaborado por
Cássio Henrique Brasil
Como requisito parcial para obtenção do grau de
Bacharel em Engenharia Civil
COMISSÃO EXAMINADORA:
______________________________________________ Prof. Dr. Almir Barros da Silva Santos Neto (UFSM)
(Orientador)
______________________________________________ Prof. Dr. Rogério Cattelan Antocheves de Lima (UFSM)
(Professor convidado)
______________________________________________ Prof. Dr. Eduardo Rizzatti (UFSM)
(Professor convidado)
Santa Maria, 12 de dezembro de 2017.
IV
AGRADECIMENTOS
Ao orientador, Prof. Almir Barros da Silva Santo Neto, pela oportunidade de
realização deste trabalho e por todo auxílio e ensinamentos durante o
desenvolvimento.
A minha família inteira pelo apoio e suporte durante todo o período de
realização do curso.
Aos colegas da Sarkis Engenharia Estrutural Paulo, Thiago, Mateus, Luciana e
demais estagiários pela ajuda em todos os momentos necessários e pelos
ensinamentos compartilhados.
Aos colegas de faculdade, os quais dividiram momentos de experiências e
dúvidas durante o desenvolvimento do trabalho.
Aos demais amigos que estiveram sempre dispostos a ajudar em todos os
momentos de incertezas.
A Universidade Federal de Santa Maria pela oportunidade de formação
superior.
A todos que, de alguma maneira, ajudaram no desenvolvimento do trabalho em
aspectos simples e complexos.
V
RESUMO
LAJES PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO: TIPOLOGIAS, DIMENSIONAMENTO, DETALHAMENTO, MÉTODOS EXECUTIVOS E PATOLOGIAS
AUTOR: Cássio Henrique Brasil ORIENTADOR: Almir Barros da Silva Santos Neto
A ideia de realização deste trabalho surgiu devido à percepção de que há poucas informações técnicas sobre um método construtitvo muito utilizado no Brasil: as lajes pré-fabricadas. Alguns materiais técnicos foram consultados e reuniu-se informações de diversas pesquisas num único trabalho, englobando importantes aspectos e fornecendo informações pertinentes desse método construtivo. Nesse estudo estão apresentados conceitos e características importantes a respeito do uso de lajes pré-fabricadas, como histórico, vantagens e aplicações do método. São abordados nesse estudo: tipologias de lajes pré-fabricadas, discriminando o componentes, critérios de escolha e mecanismos de funcionamento; dimensionamento dessas lajes, desde a apresentação de modelos de cálculo até as etapas de dimensionamento e verificação de cisalhamento, deformação excesiva e abertura de fissuras; detalhamentos, como planta de fôrmas e disposição de componentes; materias, etapas e peculiaridades do processo construtivo; e estudo de patologias recorrentes nesse tipo de laje, sendo investigados problemas, causas e prevenções. Ao final, obterá-se um material completo acerca de lajes pré-fabricadas e será possível fazer conclusões a repeito dos temas debatidos no desenvolvimento do trabalho e consequentemente facilitar o entendimeto desse assunto.
Palavras-chave: Laje pré-fabricada. Concreto armado. Vigota pré-fabricada.
VI
ABSTRACT
CONCRETE PRECAST SLABS: TYPOLOGIES, SIZING, DETAILING, EXECUTIVE
METHODS AND PATHOLOGIES
AUTHOR: Cássio Henrique Brasil ADVISOR: Almir Barros da Silva Santos Neto
The idea of accomplishment of this work arose due to the perception that there is little technical information about a building method very used in Brazil: the precast slabs. Thus, many technical materials were consulted and the research of several authors and information of manufacturers was gathered in a single work, encompassing important aspects and providing pertinent information of this building way. A good bibliographical review of important national authors allowed the perception of the history, advantages and applications of the method, being fundamental for the development of the work. In this study, we study: types of precast slabs, discriminating the components, selection parameters and operation mechanisms; design of these slabs, from the presentation of scaling and verification of shear, excessive deformation and cracking; details, such as plant layout and component layout; materials, stages and peculiarities of the constructive process; and study of recurrent pathologies in this type of slab, being investigated problems, causes and preventions. At the end, a complete material will be obtained on precast slabs to facilitate understanding of this subject.
Key Words: Precast slab. Reinforced concrete. Girder.
VII
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Comparação entre vários tipos de lajes..................................................25
Quadro 2 – Comparação entre pesos de blocos.......................................................25
Quadro 3 – Pré-dimensionamento de lajes com vigotas treliçadas e lajotas
cerâmicas...............................................................................................26
Quadro 4 – Dimensionamento de lajes pré-fabricadas utilizando tabelas.................28
Quadro 5 – Contraflechas no centro do vão em lajes pré- fabricadas(mm)...............53
VIII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Aplicação de laje pré-fabricada em cobertura.............................................8
Figura 2 – Aplicação de laje pré-fabricada em edifício de múltiplos andares..............8
Figura 3 – Laje pré-fabricada tipo trilho......................................................................10
Figura 4 – Laje pré-fabricada tipo treliçada................................................................11
Figura 5 – Laje pré-fabricada tipo trilho protendido....................................................11
Figura 6 – Vigota simples de concreto.......................................................................12
Figura 7 – Vigota de concreto protendido..................................................................13
Figura 8 – Vigota treliçada..........................................................................................13
Figura 9 – Formatos e dimensões de blocos cerâmicos............................................14
Figura 10 – Formatos de blocos de concreto.............................................................15
Figura 11 – Formatos e dimensões de blocos de EPS..............................................15
Figura 12 – Mecanismo de funcionamento................................................................17
Figura 13 – Seção transversal de uma laje pré- fabricada convencional...................21
Figura 14 – Seção transversal de uma laje pré- fabricada treliçada..........................21
Figura 15 – Equilíbrio de forças na seção..................................................................29
Figura 16 – Diferença entre seções tracionadas e comprimidas na seção T.............31
Figura 17 – Planta de fôrmas de pavimento com laje pré-fabricada..........................37
Figura 18 – Detalhamento em vista superior e corte da laje......................................37
Figura 19 – Vista frontal e isométrica das vigotas
(a) comum...............................................................................................38
(b) treliçada..............................................................................................38
Figura 20 – Disposição das vigotas conforme o modelo sugerido.............................38
Figura 21 – Vista isométrica dos blocos de enchimento
(a) cerâmicos...........................................................................................39
(b) de EPS. .............................................................................................39
Figura 22 – Disposição das vigotas e blocos conforme o modelo sugerido...............39
Figura 23 – Disposição da armadura longitudinal......................................................40
Figura 24 – Disposição da armadura transversal.......................................................40
Figura 25 – Disposição da armadura de distribuição.................................................41
Figura 26 – Disposição da armadura negativa...........................................................41
Figura 27 – Apoio simples de laje isolada em fôrma de viga.....................................42
Figura 28 – Apoio simples de lajes adjacentes em fôrma de viga.............................43
IX
Figura 29 – Engastamento de lajes contínuas em fôrma de viga..............................44
Figura 30 – Apoio simples sobre alvenaria................................................................44
Figura 31 – Laje formada com vigotas treliçadas e lajotas cerâmicas.......................45
Figura 32 – Laje formada com vigotas treliçadas e blocos de EPS...........................45
Figura 33 – Laje formada com vigotas comuns e lajotas cerâmicas..........................46
Figura 34 – Laje formada com vigotas comuns e blocos de EPS..............................46
Figura 35 – Esquema de escoramento......................................................................51
Figura 36 – Escoramento feito com pontaletes metálicos e guias de madeira..........52
Figura 37 – Colocação das vigotas utilizando blocos como gabarito.........................54
Figura 38 – Transporte de vigotas pré- fabricadas.....................................................54
Figura 39 – Laje pré-fabricada com seus componentes na concretagem..................55
Figura 40 – Armaduras de distribuição e negativa numa laje pré- fabricada.............55
Figura 41 – Armadura de distribuição em
(a) barras..................................................................................................56
(b) telas.....................................................................................................56
Figura 42 – Disposição de armadura negativa...........................................................57
Figura 43 – Disposição de armadura transversal.......................................................57
Figura 44 – Laje pré-fabricada com seus componentes............................................58
Figura 45 – Disposição de componentes em laje pré-fabricada................................58
Figura 46 – Caixas de passagem
(a) de concreto.........................................................................................59
(b) cerâmicas............................................................................................59
(c) metálicas.............................................................................................59
Figura 47 – Tubulação hidráulica
(a) com buraco na laje..............................................................................60
(b) embutida na laje..................................................................................60
Figura 48 – Adensamento utilizando vibradores mecânicos......................................61
Figura 49 – Lançamento e espalhamento de concreto..............................................62
Figura 50 – Cura do concreto através do umedecimento da estrutura......................63
Figura 51 – Escoramento de laje pré- fabricada........................................................64
Figura 52 – Ordem de retirada do escoramento........................................................64
Figura 53 – Laje em balanço com viga de borda.......................................................65
Figura 54 – Soluções para laje em formato L.............................................................65
Figura 55 – Disposição das vigotas em laje trapezoidal............................................66
X
Figura 56 – Detalhes em lajes inclinadas...................................................................66
Figura 57 – Parede sobre laje pré-fabricada (sentido longitudinal às vigotas) ..........67
Figura 58 – Representação de laje pré-fabricada bidirecional...................................68
Figura 59 – Posição de vigotas em apoios centrais...................................................68
Figura 60 – Técnica executiva para apoios externos.................................................69
Figura 61 – Execução de lajes com continuidade em apoios centrais.......................69
Figura 62 – Deformação excessiva em laje pré-fabricada.........................................71
Figura 63 – Trincas longitudinais ao sentido das vigotas...........................................72
Figura 64 – Fissuras por retração na capa de concreto.............................................72
Figura 65 – Trinca na ligação entre laje e apoio........................................................73
Figura 66 – Falta de aderência entre concreto e aço.................................................75
Figura 67 – Uso de materiais de boa qualidade.........................................................77
Figura 68 – Concretos com diferentes graus de adensamento..................................79
Figura 69 – Quebra de bloco cerâmico provocada por choque com pontalete..........79
Figura 70 – Corrosão de armaduras em laje..............................................................80
Figura 71 – Bolhas surgidas pela infiltração de umidade na laje...............................81
XI
LISTA DE SIGLAS, ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS
- Valor de flecha imediata
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
As - Área de aço
bf - Largura da mesa colaborante
bw - Largura da peça
C - Força de Compressão
CAA - Classe de Agressividade Ambiental
CP IV - Cimento Portland pozolânico (tipo IV)
CP V ARI - Cimento Portland de alta resistência inicial (tipo V)
d - Distância da face comprimida ao eixo da armadura tracionada
E - Módulo de elasticidade do concreto
- Módulo de elasticidade do aço
EPS - Earnings per share (poliestireno expandido)
Fc - Força resistente do concreto
fcd - Resistência de projeto à compressão
- Resistência à tração média do concreto
fck - Resistência característica à compressão
Fs - Força resistente do aço
fyd - Resistência de projeto à tração
fyk - Resistência característica à tração
he - Altura do material de enchimento
hv - Altura da vigota
i - Intereixo de uma laje pré-fabricada
I - Momento de inércia da peça
Ii - Momento de inércia da peça no estádio I
Iii - Momento de inércia da peça no estádio II
Im - Momento de Inércia médio da peça
k - Coeficiente de altura útil
KMD - Valor de coeficiente adimensional
kx - Posição da linha neutra
KZ - Valor de coeficiente para cálculo da área de aço
l - Comprimento do vão
XII
LC12 - Laje pré-fabricada convencional de 12 cm de altura
LP13 - Laje pré- fabricada protendida de 13 cm de altura
LT13 - Laje pré- fabricada treliçada de 13 cm de altura
Ma - Momento fletor na seção crítica considerada
Md - Momento de cálculo
Mk - Momento característico
Mneg - Momento negativo
Mpos - Momento positivo
Mr - Momento de fissuração do elemento estrutural
p - Carga atuante no vão
NBR - Norma brasileira
T - Força de Tração
TR-XX - Laje pré-fabricada com vigota treliçada de altura XX (cm)
Vrd1 - Esforço de cisalhamento resistente de projeto para prescindir
armadura transversal
Vrd2 - Esforço de cisalhamento resistente de projeto da biela de
concreto
Vsd - Esforço de cisalhamento solicitante de projeto
w - Valor característico da abertura de fissura
x - Distância da face comprimida até a linha neutra
z - Distância entre as forças resistentes do concreto e do aço
- Coeficiente de fck
β-N - Laje pré-fabricada com vigota simples de altura N (cm)
εc - Deformação do concreto
εyd - Deformação do aço
- Coeficiente de conformação superficial da armadura adotada
- Taxa de armadura longitudinal
- Taxa de armadura aderente
- Tensão de cisalhamento resistente de projeto
- Diâmetro da barra utilizada
- Tensão de tração da armadura
XIII
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 -
..................................................................................... 27
Equação 2 - ............................................................................ 28
Equação 3 -
.................................................................................... 28
Equação 4 -
.................................................................................... 28
Equação 5 - .................................................................. 28
Equação 6 - ( ) ............................... 28
Equação 7 - ............................................................................. 29
Equação 8 -
................................................................................... 29
Equação 9 -
......................................................................................... 29
Equação 10 -
......................................................................... 30
Equação 11 -
.............................................................................. 30
Equação 12 -
√( ) ( )
............................................
30
Equação 13 - [ ( )] ........................ 32
Equação 14 - .......................................................................... 32
Equação 15 - ( ) ....................................................................... 33
Equação 16 -
.......................................................................... 33
Equação 17 - ...................................... 33
Equação 18 - (
) .................................................................... 33
Equação 19 -
.................................................................................. 33
Equação 20 - (
)
[ (
)
] ............................................. 34
Equação 21 -
.................................................................................. 34
Equação 22 -
.................................................................................. 34
Equação 23 -
................................................................ 35
Equação 24 -
(
)......................................................... 35
XIV
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1
1.1 OBJETIVOS ................................................................................................... 2
1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 2
1.3 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO .................................................................. 3
2 LAJES PRÉ-FABRICADAS ................................... Erro! Indicador não definido.
2.1 HISTÓRICO ................................................................................................... 4
2.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS ............................................................... 5
2.3 APLICAÇÕES ................................................................................................ 7
3 PROJETO ............................................................................................................. 9
3.1 TIPOLOGIAS ................................................................................................. 9
3.2 COMPONENTES ......................................................................................... 12
3.3 MECANISMOS DE FUNCIONAMENTO ...................................................... 17
3.4 CRITÉRIOS DE ESCOLHA .......................................................................... 18
3.5 DETALHES DE PROJETO .......................................................................... 20
4 DIMENSIONAMENTO......................................................................................... 22
4.1 APRESENTAÇÃO DOS MODELOS DE CÁLCULO .................................... 22
4.2 DIMENSIONAMENTO A FLEXÃO SIMPLES ............................................... 24
4.3 VERIFICAÇÃO AO CISALHAMENTO .......................................................... 32
4.4 VERIFICAÇÃO DO ESTADO LIMITE DE SERVIÇO ................................... 33
4.5 SEGURANÇA ESTRUTURAL ...................................................................... 35
5 DETALHAMENTO .............................................................................................. 37
5.1 PLANTA DE FÔRMAS ................................................................................. 37
5.2 SEÇÃO E DISPOSIÇÃO DE VIGOTAS E BLOCOS .................................... 38
5.3 POSIÇÕES DAS ARMADURAS .................................................................. 40
5.4 APOIOS ....................................................................................................... 42
5.5 VISÃO GERAL ............................................................................................. 45
6 EXECUÇÃO ........................................................................................................ 37
6.1 MATERIAIS EMPREGADOS ....................................................................... 47
6.2 ETAPAS DA CONSTRUÇÃO ....................................................................... 49
6.3 PECULIARIDADES ...................................................................................... 65
7 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS .................................................................. 70
7.1 PRINCIPAIS CASOS ................................................................................... 71
7.2 IDENTIFICAÇÃO DOS PROBLEMAS E PREVENÇÕES ............................ 74
8 CONCLUSÕES ................................................................................................... 82
1
1 INTRODUÇÃO
De acordo com Van Ackler (2002), a necessidade de redução de custos mudou
o cenário da construção civil no Brasil e sistemas estruturais com lajes pré-
fabricadas são uma adequação do mercado a essa nova necessidade. Segundo ele,
a utilização de elementos pré-fabricados está relacionada com o atual modo de
construir: econômico, eficiente, sustentável e racionalizado.
Uma laje pré-fabricada, conforme Gaspar (1997) definiu, é o elemento
monolítico formado por vigotas pré-fabricadas, blocos de enchimento, armadura e
uma capa de concreto. Ainda segundo o autor, a resistência da peça dá-se com o
concreto comprimido e a armadura tracionada da vigota, formando assim uma seção
T. Di Pietro (1992) afirma que as vigotas são geralmente dispostas em um único
sentido, preferencialmente paralelas ao menor vão, e a capa de concreto é
responsável pela distribuição de esforços. Flório (2003) complementa e sugere que
seu comportamento estrutural pode ser comparado ao de uma laje armada numa só
direção. Caso as vigotas sejam dispostas nos dois sentidos, a laje é bidirecional e
comporta-se como grelha.
Di Pietro (1992) defende que a exigência da redução de materiais para diminuir
o peso das lajes maciças culminou o surgimento das lajes pré-fabricadas. O
concreto excedente da região tracionada foi retirado e substituído por elementos
leves, que já servem como fôrma e necessitam pouco escoramento. Assim, segundo
o autor, o funcionamento dessa laje é semelhante ao de uma laje nervurada, porém
as nervuras são compostas por elementos pré-fabricados. Flório (2003) considera
que a evolução das vigotas de concreto armado é a versão treliçada, que permite
uma maior aplicação por alcançar maiores vãos com carregamentos mais severos.
Embora essa tipologia seja preferida muitas vezes por questões econômicas,
Di Pietro (1992) defende que este não pode ser o único aspecto a ser levado em
conta na escolha e dimensionamento. Segundo ele, deformações excessivas e
fissurações nocivas não são aceitáveis em nenhuma hipótese e devem ser
consideradas no dimensionamento. Di Pietro (1992) sugere também que devem ser
também critérios na escolha da laje: níveis de isolamento termoacústico, proteção
contra incêndio e condição de monolitismo suficiente para a segurança.
2
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo Geral
O trabalho tem por objetivo geral realizar um estudo sobre lajes pré-fabricadas
em obras convencionais buscando reunir suas principais características. Sendo
assim, é possível analisar aspectos de projeto e execução que influenciam no
funcionamento dessas lajes e fornecer informações pertinentes a sua utilização.
1.1.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos são assim relacionados:
Apresentar os tipos de lajes pré-fabricadas e justificar os mais convencionais;
Identificar os critérios de cálculo para o dimensionamento;
Estudar a interação com a estrutura in loco;
Exibir detalhamentos e características peculiares da estrutura;
Mostrar o método construtivo e como é feita sua execução na prática;
Investigar e estudar manifestações patológicas recorrentes;
Desenvolver soluções para a prevenção de manifestações patológicas futuras.
1.2 JUSTIFICATIVA
A elaboração deste trabalho justifica-se tendo em vista a pouca disponibilidade
de informações a respeito do uso de lajes pré-fabricadas na literatura brasileira. Por
mais que este método construtivo seja amplamente utilizado, principalmente em
obras residenciais, há poucas referências técnicas para os projetistas que desejam
utilizar-se do método. O ganho produtivo na sua execução é o fator que lhe conferiu
a grande utilização nos canteiros de obras, porém o desenvolvimento da literatura
técnica não acompanhou esse avanço exponencial.
Sendo assim, serão disponibilizadas informações pertinentes a diversos
aspectos de lajes pré-fabricadas que poderão servir a projetistas e executores desse
método construtivo, como quantidade necessária de escoramento ou ainda critérios
para o dimensionamento considerando o Estado Limite de Serviço.
3
1.3 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
Assim como em uma obra de construção civil, a primeira etapa do trabalho é a
apresentação do projeto a fim de especificar certos temas importantes no decorrer
do conjunto. No Capítulo 2, estarão dispostas informações a respeito de lajes pré-
fabricadas contendo uma revisão bibliográfica do tema. Serão apresentados alguns
aspectos gerais de sua utilização, como histórico, vantagens e aplicações. O
Capítulo 3 trata de temas teóricos de lajes pré-fabricadas e serão abordados temas
como tipologias, componentes, mecanismo de funcionamento e critérios de escolha.
Os próximos dois itens são bastante práticos. Enquanto o Capítulo 4 trata
sobre dimensionamento de lajes pré-fabricadas, o Capítulo 5 é relacionado a
detalhamentos desse método construtivo. Em se tratando de dimensionamento,
serão apresentados alguns modelos de cálculo, o dimensionamento considerando
flexão simples, verificações e segurança estrutural. O capítulo sobre detalhamentos,
por sua vez, mostra imagens de vistas em planta baixa e isométrica de planta de
fôrmas, seções e disposição de elementos, posição das armaduras e detalhes de
apoios.
O Capítulo 6 é referente ao modo de construir e apresenta um estudo completo
com as devidas informações necessárias para a construção de uma laje pré-
fabricada: materiais empregados, escoramento, contraflecha, montagem, transporte,
posicionamento de armaduras, concretagem, cura e desforma. O Capítulo 7 está
relacionado ao surgimento de manifestações patológicas em lajes pré-fabricadas e
serão apresentados os principais casos de males patogênicos, bem como suas
respectivas causas e medidas preventivas. Finalmente, o Capítulo 8 conclui e
encerra os temas abordados neste trabalho, trazendo os devidos fins e justificações
em relação aos objetivos específicos apresentados no Capítulo 1.
4
2 LAJES PRÉ-FABRICADAS
2.1 HISTÓRICO
Gaspar (1997) considera que, desde as civilizações mais antigas, construir
verticalmente sempre foi um tema enigmático para o homem, sendo este muitas
vezes o fator restritivo de avanços tecnológicos. Levou-se muito tempo para ocupar
espaços além do térreo, e isso ocorreu de diversas formas para os povos antigos.
Pedras e madeiras foram os primeiros materiais utilizados para construir edificações
e pontes. Indícios apontam que a primeira grande evolução foi a construção de
arcos para suportar vãos maiores.
Talvez o maior avanço, segundo Di Pietro (1992), tenha ocorrido em 1845 com
a descoberta do cimento, pois logo surgiu a ideia de associar perfis metálicos a este
material para formar o então cimento armado, posteriormente chamado de concreto
armado. Di Pietro (1992) sugere também uma evolução do método quando Monier,
inventor dessa associação, começou a utilizar perfis metálicos I juntamente com o
cimento para formar placas mais resistentes, as quais apresentam comportamento
análogo ao de lajes nervuradas. As placas percursoras das lajes pré-fabricadas
surgiram quando o francês Coignet sugeriu a substituição de perfis por barras de aço
com seção circular, criando assim a hipótese da seção T.
Silva (2012) destaca a Segunda Guerra Mundial como o grande exponencial da
utilização de lajes pré-fabricadas no mundo, pois era uma solução rápida e
econômica para a reconstrução de diversos países no cenário pós-guerra. As
vigotas treliçadas apareceram no mercado nessa época e foram amplamente
utilizadas devido a sua eficiência em vencer grandes vãos.
Na mesma publicação, Silva (2012) estuda a evolução desse método
construtivo no Brasil. Estima-se que as primeiras lajes pré-fabricadas surgiram na
década de 1940 quando algumas indústrias de pré-fabricados instalaram-se no Rio
de Janeiro, então capital brasileira. A implantação de siderúrgicas no país incentivou
o uso de vigotas treliçadas na construção civil, porém a conquista do mercado
ocorreu apenas por volta de 1980, quando ferramentas computacionais permitiram
maiores controle e precisão no dimensionamento de lajes. Na década seguinte,
houve uma grande produção de trabalhos científicos sobre o tema e formou-se o
5
referencial técnico utilizado até hoje. Anteriormente, o empirismo nas construções
predominava e catálogos de fabricantes eram os únicos materiais disponíveis para
consulta de projetistas. As primeiras normas brasileiras que regulamentaram o
processo foram publicadas em 2002 e atualizadas em 2016.
Van Ackler (2002) defende que as necessidades dos consumidores e a
competitividade entre empresas convergem para o mesmo ponto quanto à
expectativa na construção civil nos próximos anos, e isso é válido também para lajes
pré-fabricadas. A utilização dessas lajes tende a aumentar, pois é notório que, nas
próximas décadas, a industrialização, a automação e a informação estarão cada vez
mais presentes no mercado da construção civil, tornando interessante trocar o uso
intensivo da força de trabalho por uma metodologia mais moderna: a pré-fabricação.
2.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Segundo El Debs (2000), a baixa produtividade, o desperdício de materiais, a
morosidade e o baixo controle de qualidade são as principais razões da indústria da
construção civil ser considerada atrasada. Medrano et al. (2005) elencam as lajes
pré-fabricadas como contraste a essa teoria, já que são fabricadas visando à
racionalização e a industrialização da construção civil.
Assim como qualquer material produzido em larga escala industrialmente, os
componentes de lajes pré-fabricadas apresentam vantagens no quesito ambiental
como a racionalização dos materiais e a redução do desperdício. Branco (2008)
indica uma economia energética na produção em fábricas se comparado à
realização em canteiros de obra. Além disso, segundo ele, a adoção de padrões e a
escolha de materiais diminuem desperdícios e deixam as fábricas com menores os
impactos ambientais.
Ainda conforme Branco (2008), o controle de produção em fábricas é outro
fator vantajoso de peças pré-fabricadas em geral, incluindo vigotas. A eficiência na
vibração, o controle de cobrimentos e a automação são importantes no aspecto do
produto acabado. O menor tempo de execução é outro fator citado pelo autor, já que
é possível executar diferentes etapas simultaneamente. Sendo assim, conforme Van
Ackler (2002), tem-se o retorno do capital investido num prazo menor de tempo.
6
Em se tratando especificamente de lajes pré-fabricadas, é unanimidade para os
pesquisadores da área que as maiores vantagens são a eliminação de fôrmas e a
redução de escoramento. Em seus respectivos estudos, Flório (2003) cita esses
fatores e explica que os próprios blocos de enchimento servem como fôrma para a
capa de concreto, e que as vigotas pré-fabricadas são capazes de vencer vãos
maiores sem necessitar muito escoramento. Nappi (1993); Medrano et al. (2005);
Avilla Junior (2009) e Costa (2015) também destacam ambas as vantagens, porém o
último acrescenta a redução do peso próprio da estrutura e a consequente
diminuição do custo da obra às vantagens.
Em seus respectivos estudos, autores destacam diversos outros pontos
positivos do uso de lajes pré-fabricadas. Flório (2003) cita:
Facilidade executiva, sendo sua montagem e manuseio extremamente simples;
Versatilidade, pois possui diversas aplicações;
Redução de custos com estrutura, devido à representativa redução do peso
próprio da laje.
Avilla Junior (2009) complementa tendo em vista a facilidade de transporte e
montagem dos materiais:
Alta produtividade;
Redução de mão de obra;
Redução no tempo de execução.
Nappi (1993) considera as mesmas vantagens, mas ainda acrescenta a
limpeza e organização no canteiro. Carvalho (2005) nota uma vantagem extra para
lajes treliçadas em relação às de vigotas tipo trilho, que é a facilidade de montar
nervuras transversais a fim de criar lajes bidirecionais caso seja necessário.
Por outro lado, Flório (2003) considera desvantagens a dificuldade para
executar instalações prediais e os altos valores de deslocamento transversal.
Droppa Junior (1999) destaca a informalidade de alguns fabricantes de vigotas, pois
isso prejudica o controle de qualidade sobre as peças. Nappi (1993) acrescenta
ainda mais pontos negativos:
7
Menor rigidez da estrutura;
Aderência parcial entre vigotas e capa de concreto;
Ocorrência de fissuração devido à retração e dilatação;
Impossibilidade de aberturas com bordo livre;
Restrições quanto ao vão e carga.
2.3 APLICAÇÕES
Em seu estudo sobre lajes formadas com vigotas de concreto, Di Pietro (1992)
destaca a grande aplicação desse tipo de lajes em construções com ocupação
residencial devido à facilidade e rapidez desse método, sendo possível obter reais
custos operacionais com sua adoção. Como geralmente não há muito carga aplicada
e os vãos são limitados, esse tipo de laje é amplamente utilizado em habitações
unifamiliares e edifícios residenciais de pequeno e médio porte. Quando se trata de
prédios de grandes proporções, a laje pré-fabricada pode não ser a melhor escolha,
pois nesses casos a ação do vento é fundamental no dimensionamento e o ideal é
uma estrutura mais rígida para atuar no contraventamento. Di Pietro (1992) ainda
condena o uso de vigotas convencionais em lajes de usos industrial ou comercial
quando apresentarem vãos e sobrecargas inapropriados, assim como em locais
onde predominam cargas dinâmicas ou concentradas.
Em outro estudo, Medrano, Figueiredo Filho e Carvalho (2005) defendem que
lajes pré-fabricadas podem ser utilizadas em edifícios residenciais, comerciais,
fábricas, pontes e viadutos, desde que o projeto contemple as premissas básicas de
cada caso. Na maioria dessas situações, somente é possível atender às solicitações
utilizando vigotas treliçadas ou protendidas, descartando as vigotas tipo trilho.
Considerando todos os tipos de lajes pré-fabricadas citadas neste capítulo, Van
Ackler (2002) sugere utilizações como:
Residências e apartamentos;
Edifícios comerciais e para escritórios;
Prédios escolares;
Edifícios industriais e armazéns;
Estacionamentos.
8
Algumas aplicações de lajes pré-fabricadas podem ser vistas nas Figuras 1 e 2.
Figura 1 – Aplicação de laje pré-fabricada em cobertura.
Fonte: Site Catálogo Digital de Detalhamento da Construção
(https://cddcarqfeevale.wordpress.com/2012/05/22/lajes-pre-fabricadas-vigota-e-tavela/).
Figura 2 – Aplicação de laje pré-fabricada em edifício de múltiplos andares.
Fonte: Site Construpor (http://www.construpor.com/index.php?p=item4-1).
9
3 PROJETO
3.1 TIPOLOGIAS
A definição mais abrangente em relação às tipologias de lajes de concreto
armado foi sugerida por Baud (1981):
a) Lajes feitas inteiramente na obra: quando todas as etapas são in loco;
b) Lajes semi-pré-fabricadas: quando o elemento resistente à tração é
produzido fora da obra;
c) Lajes completamente pré-fabricadas: quando todo o elemento estrutural é
desenvolvido em indústria.
Anteriormente, Apolo (1979) elegeu a capacidade resistente das nervuras da
laje no momento em que são executadas em obra como critério para diferenciação
entre elas, e as classificou como resistentes, semi-resistentes e não resistentes.
Quando as nervuras são capazes de suportar integralmente os esforços submetidos,
a laje classifica-se como resistente. Porém, quando é necessária a participação de
outro material para resistir aos esforços, é considerada laje semi-resistente.
Finalmente, não resistentes são as que não apresentam resistência mecânica no
momento da execução. Exemplos clássicos das três são respectivamente: lajes com
perfis metálicos, com vigotas de concreto e moldadas in loco.
Assim, o tipo de laje deste estudo classifica-se, segundo Baud (1981) e Apolo
(1979), respectivamente, como semi-pré-fabricada e semi-resistente. É notável que
essa combinação seja a mais utilizada, pois oferece melhor custo-benefício em
relação a gastos diretos e a tempo de duração. Conforme sugere Di Pietro (1992)
em sua tese de mestrado, a capa de concreto deve ser executada para garantir
condições de estabilidade, monolitismo, continuidade e rigidez ao conjunto da obra,
e assim é possível aproveitar a contribuição de resistência à compressão do
concreto para obter vigotas mais econômicas.
A classificação mais usual de lajes pré-fabricadas dada por diversos autores é
referente à natureza dos seus componentes. Di Pietro (1992) classifica em:
10
a) Lajes com vigotas comuns
Também conhecidas como β-N, sendo N a espessura da laje, são
executadas com vigotas cujas armaduras são barras longitudinais. Gaspar (1997)
restringe o campo de aplicação de lajes com vigotas tipo trilho devido à
impossibilidade de vencer grandes vãos e elevadas cargas acidentais. A Figura 3
representa esta tipologia.
Figura 3 – Laje pré-fabricada tipo trilho.
Fonte: Site 99 Graus (http://www.99graus.com.br/como-e-feita-a-montagem-de-laje-pre-fabricada-
2/laje-pre-moldada/).
b) Lajes com vigotas treliçadas
São formadas por vigotas compostas por armadura em forma de treliça
espacial engastada na base. A nomenclatura segue o padrão TR-XX, onde XX é a
altura da armadura. Vigotas tipo treliça são mais resistentes e aderentes, logo
possuem uma aplicação muito maior em obras residenciais, comerciais ou
industriais. Na Figura 4 está representada sua utilização.
11
Figura 4 – Laje pré-fabricada tipo treliçada.
Fonte: Site Alisson Lajes (http://alissonlajes.com.br/tipos-de-lajes-mais-usadas/laje/).
c) Lajes com vigotas protendidas
Segundo Flório (2003), o caso mais raro de ser visto é o de vigotas tipo trilho
protendido, conforme na Figura 5. Elas são capazes de vencer vãos ainda maiores,
mas o alto custo da protensão a torna inviável em muitas obras.
Figura 5 – Laje pré-fabricada tipo trilho protendido.
Fonte: Site Protensul (http://www.protensul.com.br/index.php?cmd=produtos&id=4)
12
3.2 COMPONENTES
As lajes pré-fabricadas são construídas com vigas pré-moldadas, dispostas em
intervalos regulares, os quais são preenchidos com elementos de material leve,
aplicando-se [...] uma camada de concreto (GASPAR, 1997, p.9).
Em poucas palavras, o autor sintetizou os componentes de lajes pré-fabricadas
e converge com outros autores anteriores a ele. Di Pietro (1992) cita vigotas de
concreto, blocos de tavela, capeamento e armaduras como componentes da laje
objeto de estudo. Nappi (1993) contabiliza os mesmos componentes e ainda destaca
que as vigotas e os blocos são manufaturados em fábricas e posteriormente levados
à obra. Posteriormente, Flório (2003) sugere os mesmos componentes, mas dessa
vez acrescenta blocos de EPS como material leve. Segundo a classificação de
Gaspar (1997), têm-se os seguintes componentes:
3.2.1 Vigotas
a) Vigotas de concreto armado
São facilmente encontradas e possuem seção T invertido para facilitar o apoio
dos blocos (ver Figura 6). A fabricação ocorre em grandes fôrmas metálicas que
permitem a variação de comprimento das peças e, segundo Botelho (1991), utiliza
aços CA-50 ou CA-60 para resistir à tração. Os defeitos que limitam seu campo de
aplicação são, conforme Gaspar (1997): ausência de estribo e má aderência entre o
capeamento e a superfície lisa das vigotas.
Figura 6 – Vigota simples de concreto.
Fonte: Site Lajes Presidente (http://www.lajespresidente.com.br/site/produto/3/Lajes/).
13
b) Vigotas de concreto protendido
Geralmente possuem seção transversal semelhante às vigotas comuns, porém
apresentam armadura ativa que possibilita vencer grandes vãos com menores
deformações e a maior resistência ao cisalhamento (ver Figura 7).
Figura 7 – Vigota de concreto protendido.
Fonte: Site Cerâmica Kaspary (http://www.ceramicakaspary.com.br/web/produtos/laje-protendida).
c) Vigotas treliçadas
Essas vigotas (ver Figura 8) são compostas por treliças espaciais soldadas
por eletrofusão e por uma placa de concreto em sua base, conforme Gaspar (1997).
“A armadura treliçada é constituída de um fio de aço no banzo superior, interligado
por dois fios de aço laterais em diagonal (sinusóide) a dois fios de aço no banzo
inferior” (FLÓRIO, 2003, p.19). “As armaduras diagonais têm a função de resistir às
tensões de cisalhamento, como também garantir que o sistema fique monolítico
após a aplicação da capa de concreto” (GASPAR, 1997, p.15).
Figura 8 – Vigota treliçada.
Fonte: Site Archi Expo (http://www.archiexpo.com/pt/prod/alkern/product-108775-1137011.html).
14
3.2.2 Blocos de Enchimento
A utilização de elementos de material leve está ligada à ideia de substituir parte
do concreto da região tracionada das lajes, bem como servir de sustentação à
camada de concreto fresco (GASPAR, 1997, p.9). No mesmo estudo, ele apresenta
alguns requisitos para os elementos leves:
Resistência mínima à carga de trabalho durante a montagem da laje;
Resistência mínima ao lançamento do concreto fresco;
Boa aderência às argamassas de revestimento;
Bom isolamento termoacústico.
Os blocos de preenchimento classificam-se segundo Gaspar (1997):
a) Blocos Cerâmicos
Também conhecidos como tavelas ou lajotas, são amplamente difundidos no
mercado por apresentarem baixo custo e boa aderência. Segundo Gaspar (1997), a
altura pode variar de 7 cm a 25 cm; a largura acima de 25 cm e o comprimento é
geralmente 20 cm. A Figura 9 contém formatos e dimensões de tavelas comerciais.
Figura 9 – Formatos e dimensões de blocos cerâmicos.
Fonte: Site Cerâmica Kaspary (http://www.ceramicakaspary.com.br/web/produtos/tavelas).
15
b) Blocos de concreto
Possuem baixa utilização, mas apresentam melhor resistência mecânica e
por isso são indicados para resistir condições adversas de lançamento de concreto.
Na figura 10 estão apresentados blocos de concreto.
Figura 10 – Formatos de blocos de concreto.
Fonte: Site Pré-fabricados de Concreto (http://www.prefabricadosdeconcreto.com/p/congonhas-
jeceaba-entre-rio-de-minas.html).
c) Blocos EPS
Derivado do petróleo, o poliestireno expandido constitui cerca de 2% do
volume do bloco, enquanto 98% são ocupados por ar. Esse material é inovador por
aliviar o peso próprio, permitir um maior espaçamento entre as nervuras, reduzir
perdas de material e facilitar transporte e montagem (ver Figura 11).
Figura 11 – Formatos e dimensões de blocos de EPS.
Fonte: Site Braço Distribuidora (http://www.bracodistribuidora.com.br/produtos/c/10/10/blocos-de-eps).
Site Portal dos Equipamentos ((https://www.portaldosequipamentos.com.br/prod/cont/m/isorecort-
fabrica-blocos-e-placas-de-eps-de-alta-densidade-em-varias-dimensoes_16964_22627_7712).
16
3.2.3 Capeamento de Concreto
A capa de concreto é a placa superior da laje cuja espessura é medida a partir
da face superior do elemento de enchimento. Flório (2003) confia a este componente
a distribuição dos esforços recebidos pela laje. Além disso, o capeamento de
concreto deve ser o principal responsável pela resistência à compressão e dar
rigidez ao sistema exercendo importante papel de elemento de contraventamento.
De acordo com a NBR 14859-1:2016, o concreto que compõe o capeamento
deve ser no mínimo C20, ou seja, ter resistência característica à compressão mínima
20 MPa aos 28 dias. Além disso, a espessura mínima dessa capa é 3 cm. O
concreto lançado sobre as vigotas e blocos deve obedecer aos critérios da NBR
6118:2014, sendo importante que seja executado juntamente com as vigas de borda
da laje para formar um sistema monolítico.
Diversos fabricantes de vigotas pré-fabricadas recomendam a espessura
mínima de 5 cm, sendo assim, o peso próprio da laje fica na faixa de 225 a 250
kg/m² o consumo médio de concreto é de 55 a 57 litros/m².
3.2.4 Armadura
Armaduras complementares podem ser utilizadas por diversos motivos e em
diversas posições de acordo com o projeto estrutural. Elas subdividem-se em:
a) Longitudinal: se a armadura da vigota não basta para resistir à tração;
b) Transversal: deve ser utilizada quando há nervuras transversais para o
travamento da laje.
c) Distribuição: a NBR 6118:2014 prevê um valor mínimo de armadura de
distribuição em lajes armadas em uma direção como o maior valor entre: 20% da
armadura principal; 50% da área de aço mínima; ou 0,90 cm²/m. Di Pietro (1992)
recomenda que sejam dispostas em intervalos máximos de 33 cm transversais às
vigotas e aconselha o uso de barras com diâmetro nominal de 5 mm ou 6,3 mm.
d) Negativa: quando necessária, é posicionada sobre os apoios para resistir
à tração na borda superior da laje.
17
3.3 MECANISMOS DE FUNCIONAMENTO
Costa (2015) define laje como um elemento estrutural submetido a cargas
predominantemente normais à superfície e laje pré-fabricada como uma subdivisão
da primeira, sendo uma estrutura armada em uma ou duas direções executada com
vigotas pré-fabricadas, blocos de enchimento e uma camada de concreto. Carvalho
(2005) considera que o funcionamento de lajes pré-fabricadas ainda não foi
completamente compreendido e que muito pouco se sabia até recentemente.
Di Pietro (1992) afirma que, embora haja uma grande variedade de vigotas, a
seção típica é em formato T invertido para garantir uma boa aderência entre a vigota
e o concreto adicionado em obra. Nos casos de armadura treliçada, as barras
laterais garantem essa aderência. A associação de vigotas, conforme Gaspar (1997)
forma uma série de nervuras resistentes assimiláveis a vigas T com comportamento
estrutural semelhante ao de lajes nervuradas.
Medrano et al. (2005) também concordam que lajes unidirecionais com vigotas
pré-fabricadas apresentam comportamento essencialmente de viga, diferentemente
das bidirecionais, que funcionam como placas. Segundo eles, o sucesso da laje pré-
fabricada ocorre devido à eliminação do concreto excedente abaixo da linha neutra,
reduzindo assim seu peso próprio. A seção tracionada é composta por elementos
leves e por uma pequena quantidade de concreto utilizada para alojar a armadura de
tração, conforme demonstrado na Figura 12.
Figura 12 – Mecanismo de funcionamento.
Fonte: Autor (2017).
18
As nervuras são interligadas entre si por uma capa de concreto que as
solidariza, permitindo que trabalhem em conjunto. Assim é possível utilizar
alturas maiores, sem grandes aumentos de peso próprio, possibilitando
braços de alavanca maiores do que em lajes maciças equivalentes,
aumentando a rigidez do conjunto com maior eficiência do aço e do
concreto (MEDRANO, FIGUEIREDO FILHO e CARVALHO, 2005, p.2).
Carvalho (2000) sugere que funcionamento dessas lajes ocorre de maneira
mais eficiente com o posicionamento dos elementos estruturais pré-fabricados em
uma única direção, preferencialmente paralelos ao menor vão, simplesmente
apoiando nas extremidades. Sendo assim, as vigas nas quais as nervuras estão
apoiadas receberão a maior parte da carga proveniente da laje.
O último aspecto importante referente ao funcionamento das lajes pré-
fabricadas é a função de contraventamento exercida durante a aplicação de cargas
de vento na estrutura. Van Ackler (2002) explica que diafragmas são estruturas
horizontais planas cuja função é transferir forças horizontais aos elementos de
contraventamento verticais e afirma que as lajes pré-fabricadas são projetadas,
inclusive nas ligações com o restante da estrutura, para funcionar como vigas
parede horizontais, oferecendo rigidez e estabilidade ao sistema global.
3.4 CRITÉRIOS DE ESCOLHA
De acordo com Van Ackler (2002), a utilização de pré-fabricados em geral é
preferida em obras que apresentam simplicidade e certa regularidade, facilitando a
modulação. Isso inclui o caso das lajes pré-fabricadas, já que essas são
recomendadas para formatos retangulares sem bordos livres. O fator que torna a laje
com vigotas preferida em relação à maciça nesses casos é a padronização e
repetição, que são economicamente interessantes em qualquer obra.
A opção por laje maciça ou pré-fabricada pode mudar a concepção do projeto e
por isso deve ser feita na fase de pré-projeto. Se o projetista tiver ciência do tipo de
laje a ser utilizada, poderá tirar o máximo de vantagens do método construtivo, como
soluções padronizadas em disposição de vigas e processo de industrialização. Van
Ackler (2002) sugere a análise de vantagens e restrições de produção, transporte e
montagem de ambas para a escolha na fase de concepção do projeto.
19
O critério a ser observado citado por Costa (2015) é a qualidade dos
componentes vendidos pela empresa, já que a grande procura por lajes pré-
fabricadas nos últimos anos fez com que surgissem muitas indústrias sem o menor
controle tecnológico sobre vigotas e blocos de enchimento, ocasionando uma
significativa perda de qualidade nas peças acabadas.
Gaspar (1997) e Flório (2003) oferecem critérios para a escolha do tipo de laje
pré-fabricada. Enquanto o primeiro destaca que vigotas de concreto são preferidas
em locais onde armaduras treliçadas não são encontradas ou não tenham preço
competitivo, o autor do estudo mais atual distingue ambas pelo vão e cargas
atuantes: vigotas convencionais são preferidas economicamente em vãos de até 6 m
e sobrecargas baixas, enquanto as treliçadas são vantajosas em vãos de até 12m
combinadas com cargas acidentais superiores.
Van Ackler (2002) detalhou em seu manual os critérios para escolha pelo tipo
de laje. Segundo ele, além de fatores externos como condições de transporte,
montagem e disponibilidade no mercado, as principais características técnicas a
serem consideradas na hora da escolha são:
a) Capacidade portante do vão;
b) Acabamento da face inferior da laje;
c) Peso próprio;
d) Isolamento térmico e acústico;
e) Resistência ao fogo;
f) Custos com mão de obra.
Após a escolha pelo tipo, deve-se optar pela altura da laje. Carvalho (2005)
condena o uso de tabelas de dimensionamento que relacionam altura da laje, vão e
sobrecarga por essas não levarem em consideração o Estado Limite de Deformação
Excessiva. Segundo o autor, elas não são competentes na estimativa da altura e
armadura de uma laje, pois essa estará suscetível a grandes deformações ao longo
do vão. Como soluções mais eficientes, ele recomenda a utilização de programas
computacionais ou a criação de tabelas de dimensionamento levando em conta a
elevada deformação do conjunto.
20
3.5 DETALHES DE PROJETO
A NBR 6118:2014 define que estruturas de concreto devem apresentar
segurança, estabilidade, aptidão em serviço e aparência estável durante um período
de tempo sem exigir medidas de manutenção, e para que isso se efetue, não são
tolerados erros de dimensionamento e detalhamento no projeto estrutural. Carvalho
(2000) indica que a escolha da altura da laje já no início do projeto é fundamental
para o correto dimensionamento da estrutura. Ele alega que, por ter menor rigidez
em relação à maciça, a deformação deve ser considerada na hora de escolher a
altura de uma laje pré-fabricada.
Alguns critérios são fundamentais para o pleno sucesso de um projeto e, de
acordo com Van Ackler (2002), a integridade estrutural e a capacidade de
distribuição de cargas são essenciais para um bom aproveitamento de lajes pré-
fabricadas. A integridade estrutural, segundo ele, é a tendência dos componentes de
manterem-se amarrados entre si formando uma única entidade estrutural. A
distribuição de carga, por sua vez, é importante para proporcionar o espraiamento
dos esforços na superfície da laje, fazendo com que esses não sejam absorvidos
somente pelas vigotas mais próximas.
Di Pietro (1992) define a escolha pela direção das vigotas e o tipo de
vinculação nos apoios como as principais decisões em um projeto de laje pré-
fabricada. A orientação é seguir a regra de ser paralela ao menor vão da laje, pois é
a direção em que ocorrem os maiores momentos, enquanto a vinculação costuma
ser simplesmente apoiada em todos os bordos a fim de evitar momentos negativos,
salva a exceção de quando se deseja continuidade sobre uma viga ou parede. Esse
caso pode ser utilizado em ocasiões em que há grandes vãos e deseja-se diminuir o
momento positivo a ser absorvido pela vigota, então se aplica a continuidade de
armadura sobre o apoio e uma ferragem negativa é posicionada no topo da capa de
concreto para neutralizar os momentos do engaste.
Quanto à nomenclatura de elementos de uma laje pré-fabricada, a atual norma
que regulamenta o procedimento no Brasil, a NBR 14859-1:2016, define para todos
os tipos de lajes estudados (ver Figuras 13 e 14):
21
a) Intereixo (i): distância entre eixos das vigotas pré-fabricadas de concreto,
considerando a presença dos elementos inertes;
b) Altura da vigota (hv): distância entre o plano inferior e o plano superior,
sendo que o topo do banzo superior da armadura treliçada determina o plano
superior;
c) Altura do enchimento (he): distância entre o plano inferior e o plano superior
do elemento de enchimento.
Figura 13 – Seção transversal de uma laje pré-fabricada convencional.
Fonte: ABNT NBR 14859-1:2002 (2002).
Figura 14 – Seção transversal de uma laje pré-fabricada treliçada.
Fonte: ABNT NBR 14859-1:2002 (2002).
Ainda podem ser definidos hc como a espessura da capa de concreto e h como
a altura da laje, que é dada pela soma da altura do enchimento e da espessura do
capeamento de concreto.
22
4 DIMENSIONAMENTO
4.1 APRESENTAÇÃO DOS MODELOS DE CÁLCULO
Flório (2003) publicou um estudo que permite determinar esforços e
deslocamentos em lajes pré-fabricadas e sugeriu quatro modelos de cálculo:
4.1.1 Modelo de Grelha Equivalente
O método consiste em discretizar a estrutura da laje em elementos ortogonais
de uma grelha. Para casos com vigotas unidirecionais, considera-se as nervuras
como vigas de seção T no sentido em que se encontram dispostas, e
perpendicularmente a elas, há elementos de vigas retangulares com a espessura da
capa de concreto como únicos elementos rígidos nessa direção. É comum adotar o
mesmo espaçamento entre barras para ambos os lados, logo a modelagem é função
do intereixo da estrutura. Em casos de lajes bidirecionais, as duas direções possuem
seção transversal T e o funcionamento é semelhante ao de uma placa.
A maior desvantagem do método é necessitar de ferramentas computacionais
para o seu processamento, entretanto as maiores vantagens da adoção deste
modelo são:
Possibilidade de analisar o pavimento como um todo;
Variação de propriedades da seção, como trechos fissurados;
Obtenção de um melhor resultado da interação entre laje e vigas de contorno;
Facilidade na disposição de cargas aplicadas.
4.1.2 Modelo de Grelha Equivalente Simplificado
O modelo é muito semelhante ao anterior, porém este não considera a capa
de concreto como fornecedor de rigidez aos elementos da direção secundária, pois
ficou comprovado que não há grande contribuição do capeamento nos esforços e
deslocamentos. Sendo assim, os elementos da direção na qual as vigotas estão
dispostas seguem com as mesmas características geométricas, enquanto os da
direção secundária não apresentam elementos rígidos. No caso de lajes
bidirecionais, não há esta simplificação.
23
4.1.3 Modelo de Viga Independente
Este método não se aplica às lajes bidirecionais, mas é o mais utilizado no
dimensionamento de vigotas unidirecionais devido a sua simplicidade e agilidade.
Contando que a capa de concreto forneça rigidez para a direção secundária, basta
uma armadura de distribuição e dimensiona-se a vigota para determinada área de
influência apenas na direção principal. A diferença em relação ao modelo anterior é
que, neste caso, dimensiona-se apenas um elemento de vigota, já que a
consideração do modelo é o efeito de viga, e não grelha como o anterior.
Flório (2003) comprovou que os esforços e deslocamentos são maiores
quando os elementos trabalham sozinhos, ou seja, quando uma vigota comporta-se
como uma viga isolada. No mesmo estudo, também comprovou importantes
definições após as deformações: quando não há ligações transversais, todos os
elementos têm a mesma linha elástica, diferentemente do que ocorre em placas com
predomínio de ligações transversais. Uma laje pré-fabricada apresenta
comportamento intermediário entre esses dois extremos, já que possui componentes
isolados na região tracionada e a capa de concreto funciona parcialmente como
ligante. Consequentemente, por apresentar valores a favor da segurança, é
aceitável considerar que vigotas pré-fabricadas apresentem comportamento de
elemento independente.
4.1.4 Modelo Considerando a Continuidade
É necessário tomar muito cuidado na hora de considerar a continuidade em
lajes formadas a partir de vigotas, pois, apesar de reduzirem o momento fletor
positivo no meio do vão, faz surgirem esforços negativos sobre os apoios, sendo
inclusive maiores, em módulo, que os centrais. Como as vigotas são feitas para
resistirem a momentos positivos, há dois problemas: não há armadura na região
superior e nem concreto na zona inferior suficientes para absorver o momento.
A adoção deste modelo vem com a necessidade de fazer algumas
alterações no projeto. A primeira delas é a adição de armadura negativa sobre os
apoios e resolver o problema na tração na face superior. Quanto à compressão no
bordo inferior, há duas opções um tanto quanto delicadas: a plastificação do
24
momento negativo até um valor aceitável pela seção resistente e então somar a
parcela plastificada no momento positivo e a outra alternativa consiste em adicionar
concreto e tornar maciça e mais rígida a região próxima ao apoio para absorver a
compressão. Se por um lado a execução do trecho maciço é complicada na fase da
execução, na etapa de projeto tem-se a dificuldade em estabelecer um valor de
momento plastificado negativo que possa ser resistido pela seção de concreto da
vigota. Por esses motivos, este modelo não é tão aplicado.
4.1.5 Estudos Alternativos
Há outros estudos que também indicam algumas aproximações de cálculo
passíveis de serem utilizadas. Silva (2012) sugere três modelos, sendo dois deles
associáveis aos de Flório (2003): Nervuras Isoladas, equivalente ao de Viga
Independente e Grelha Equivalente. Silva (2012), ainda acrescenta um terceiro
modo, o Método dos Elementos Finitos, que consiste em subdividir a placa em
elementos de dimensões finitas conectados por nós. Aplica-se a carga nas barras ou
nos nós e obtêm-se os esforços e deslocamentos de todos os pontos da estrutura.
4.2 DIMENSIONAMENTO A FLEXÃO SIMPLES
A escolha do Modelo de Viga Independente deve-se ao fato deste ser o mais
utilizado por projetistas por ser extremamente simples e não necessitar de
ferramentas computacionais para seu desenvolvimento. Serão apresentadas a
seguir as etapas para o correto dimensionamento de uma laje pré-fabricada.
4.2.1 Levantamento de Cargas
As cargas atuantes na estrutura são:
a) Peso próprio:
Nos catálogos de fabricantes de peças pré-fabricadas, estão disponíveis
tabelas que fornecem essa informação. No Quadro 1 obtido junto a um fabricante,
há a comparação entre os três tipos de lajes pré-fabricadas de altura padrão com
uma maciça equivalente. Além do peso próprio, a comparação é feita também para
consumo de concreto, área de fôrmas e quantidade de escoramento.
25
Quadro 1 – Comparação entre vários tipos de lajes.
TIPO DE LAJE MACIÇA h=10 cm
VIGOTAS DE CONCRETO
LC12
VIGOTAS TRELIÇADAS
LT13
VIGOTAS PROTENDIDAS
LP13
PESO PRÓPRIO (kgf/m²) 250 225 207 202
CONSUMO CONCRETO (L/m²) 100 57 64 52
ÁREA DE FÔRMAS (m²/m²) 1 0 0 0
LINHAS DE ESCORAS 5 3 3 1 Fonte: Site Construrohr (http://www.construrohr.com.br/arquivos/especificacoes-tecnicas-vigotas-de-
concreto.pdf).
Ainda com intuito de demonstrar as diversas possibilidades de escolha pelos
componentes da laje, o Quadro 2 compara os valores de peso de lajotas cerâmicas
e blocos de EPS para diferentes alturas comerciais de treliças. As informações foram
obtidas no catálogo online de um fabricante.
Quadro 2 – Comparação entre pesos de blocos.
TIPO DE LAJE EPS
(kg/m²)
LAJOTA CERAMICA
(kg/m²)
H = 12cm 1,3 56
H = 16cm 1,7 65,6
H = 20cm 2,2 75 Fonte: Site Concreart (http://lajesconcreart.webnode.com/laje/).
b) Revestimento:
Considerando uma camada superior de regularização de 3 cm, revestimento
cerâmico de 5 mm e uma camada de reboco de 2 cm na face inferior, tem-se:
Alguns projetistas aconselham a adoção do valor padrão de 1 kN/m².
c) Sobrecarga de utilização:
Fabricantes sugerem em seus catálogos que vigotas convencionais podem ser
utilizadas em casos em que a sobrecarga não ultrapasse 2 kN/m², enquanto as
treliçadas possuem valor máximo de até 5 kN/m² dependendo do vão.
26
O maior uso de lajes pré-fabricadas ocorre em residências, que possui valor
recomendado para carga acidental de 2 kN/m² pela NBR 6120:1980, logo ambas as
tipologias são elegíveis. Outras sobrecargas também podem ser obtidas na Norma
e, em síntese, são função da utilização da estrutura.
d) Peso de paredes:
É possível a construção de paredes sobre lajes pré-fabricadas, mas é
necessária muita atenção, pois os blocos de enchimento não possuem resistência. É
sugerido então utilizar divisórias leves para fins arquitetônicos. Sendo assim, a carga
por área de parede é absorvida e distribuída na superfície da laje.
4.2.2 Pré-Dimensionamento
O pré-dimensionamento de lajes pré-fabricadas consiste basicamente em
comparar valores de vão e sobrecarga juntamente com catálogos de fornecedores e
então averiguar as opções viáveis no mercado. Após a escolha do tipo de vigota a
ser utilizada, obtém-se maior resistência aumentando a altura do elemento pré-
fabricado, porém aumentando também o custo. A seguir o Quadro 3 fornecido por
um fabricante considera vigotas treliçadas e lajotas cerâmicas:
Quadro 3 – Pré-dimensionamento de lajes com vigotas treliçadas e lajotas
cerâmicas.
Fonte: Site Construrohr (http://www.construrohr.com.br/arquivos/especificacoes-tecnicas-
trelicada.pdf).
27
4.2.3 Cálculo do Momento e Armadura
Carvalho e Figueiredo Filho (2014) sugerem a adoção de dois métodos
distintos referentes à distribuição de esforços pela capa de concreto. Em seu livro,
os autores comprovaram através de modelagens com grelhas equivalentes que a
capa de concreto possui rigidez suficiente para transmitir até 27% do valor total dos
esforços para as vigas paralelas às vigotas. O primeiro método, denominado
simplificado, considera a adoção de 100% dos esforços calculados nas vigas
principais e 25% nas secundárias. Por outro lado, o processo racional considera a
relação entre os vãos da laje como critério para definir a distribuição do
carregamento. Para este método, a soma das parcelas é sempre unitária e a
discrepância entre ambas aumenta à medida que a laje possui formato
quadrangular. A hipótese adotada considera a transmissão total dos esforços às
vigas nas quais as vigotas estão apoiadas.
Definido o carregamento para o Estado Limite Último, Carvalho e Figueiredo
Filho (2014) recomendam a consideração das vigotas simplesmente apoiadas nas
vigas de bordo, logo o momento máximo para uma carga distribuída ocorre no centro
do vão e é dado por:
(1)
No Capítulo 2, Carvalho e Figueiredo Filho (2014) sugerem o uso de tabelas
a fim de simplificar o dimensionamento dessas peças estruturais. Segundo eles,
basta conhecer a carga atuante e o comprimento do vão da laje para escolher a
melhor opção técnica e econômica. Embora enfatizem que o processo correto é o
dimensionamento completo da estrutura, os autores explicam que essas tabelas
surgiram a partir da consideração de determinadas sobrecargas e diferentes alturas
de laje comerciais. Com esses dois parâmetros fixados, é fácil descobrir o máximo
comprimento para cada relação carga x altura. A fim de facilitar a escolha, a
participação do peso próprio já está embutida no cálculo e não deve ser considerado
no somatório de cargas indicado neste capítulo. O Quadro 4 é sugerido por Carvalho
e Figueiredo Filho (2014) como um modo de simplificar o dimensionamento.
28
Quadro 4 – Dimensionamento de lajes pré-fabricadas utilizando tabelas.
h (cm) p (kN/m²)
0,50 1,00 2,00 3,50 5,00 8,00 10,00 12,00
9,5 4,20 4,00 - - - - - -
11 4,50 4,30 4,10 3,50 2,70 - - -
15 5,70 5,50 5,30 4,50 3,40 - - -
20 6,90 6,80 6,50 5,70 4,60 3,30 2,70 -
25 8,30 8,10 7,90 6,70 5,50 4,00 3,30 2,90
30 - - 9,00 8,70 8,40 6,20 5,30 4,60
35 - - 10,30 9,90 9,60 7,20 6,20 5,40 Fonte: Carvalho e Figueiredo Filho (2014).
No Capítulo 3 do mesmo livro, é apresentado como efetuar o cálculo de
armadura dimensionada à flexão simples. A hipótese básica apresentada por
Carvalho e Figueiredo Filho (2014) é o conhecimento da resistência do concreto (fck),
a largura da seção (bw), altura útil (d) e resistência do aço (fyk). A primeira etapa é a
consideração dos devidos fatores de segurança para solicitação, concreto e aço:
(2)
(3)
(4)
Considerando o equilíbrio entre ações na seção mostrado na Figura 15, a
força atuante no concreto deve ser igual à atuante no aço. Partindo desta hipótese,
calcula-se a posição da linha neutra na seção retangular dada por:
(5)
( )
(6)
29
Figura 15 – Equilíbrio de forças na seção.
Fonte: Carvalho e Figueiredo Filho (2014).
Como os outros fatores são todos conhecidos, basta a resolução de uma
equação de segundo grau para obter a posição da linha neutra. A próxima etapa é a
obtenção do braço de alavanca entre as forças de tração e compressão:
(7)
Admitindo que a peça esteja no domínio 2 ou 3, Fs = fyd, logo a área de aço
necessária pode ser obtida com:
(8)
A utilização correta das unidades já fornece a área de aço em cm², facilitando a
escolha das barras. O último processo é a verificação da posição da linha neutra e
basta o seguinte cálculo:
(9)
A NBR 6118:2014 limita essa relação em até 0,45 para que não ocorra
ruptura frágil, mas no caso de lajes dificilmente esse valor é atingido, pois na maioria
dos casos, a peça encontra-se domínio 2.
30
Carvalho e Figueiredo Filho (2014) ainda apresentam a simplificação deste
procedimento utilizando fórmulas adimensionais e tabelas com parâmetros
predefinidos. O método é basicamente o mesmo, porém este necessita apenas de
dois cálculos: o primeiro para obter o parâmetro adimensional KMD necessário para
consultar a tabela que fornece a posição da linha neutra (KX), coeficiente para
armadura (KZ) e deformações no aço e concreto. O segundo utiliza o valor de KZ e
fornece a área de aço necessária para resistir ao momento atuante.
(10)
(11)
Gaspar (1997), em sua dissertação de mestrado, sugere duas hipóteses
para o dimensionamento de lajes pré-fabricadas: seção retangular ou seção T.
Primeiramente, ele recomenda a determinação da posição da linha neutra a partir da
condição de equilíbrio entre forças atuantes no concreto e aço. A fórmula
simplificada para encontrar a altura da linha neutra apresentada é:
√( ) ( )
(12)
Caso a linha neutra corte a alma da viga, deve-se aumentar a altura da laje
para diminuir a relação x/d até que a linha de corte passe na região da capa de
concreto. Porém, se a posição de x já está na mesa colaborante, o dimensionamento
pode ser feito utilizando as equações propostas para seção retangular. Quanto aos
procedimentos de cálculo, Carvalho e Figueiredo Filho (2014) apresentam as
mesmas equações sugeridas por Gaspar (1997).
4.2.4 Hipótese do Momento Negativo
A continuidade entre laje pré-moldadas é a capacidade que ela possui de
absorver os momentos negativos sobre os apoios provenientes da
31
continuidade da laje e que são combatidos pela armadura negativa,
disposta em seu capeamento, podendo aumentar a rigidez do conjunto laje-
viga (DIPIETRO, 1992, p.11).
Carvalho (2005) complementa afirmando que o formato T da laje pré-fabricada
é propício a resistir momentos positivos, sendo inadequado para negativos, e que a
grande diferença entre áreas comprimidas nos bordos superior e inferior tem suma
importância sobre esse comportamento, conforme sugere a Figura15 sugere.
Figura 16 – Diferença entre seções tracionadas e comprimidas na seção T.
Fonte: Autor (2017).
A continuidade em lajes pré-fabricadas pode ser considerada, afinal, assim
diminui-se o momento positivo e é possível atingir maiores vãos livres. Flório (2003)
apresentou o modelo de cálculo e Silva (2012) defende sua implantação. A
dificuldade, porém, ocorre sobre os apoios centrais devido ao surgimento de
momentos negativos e à inversão das zonas tracionadas e comprimidas.
O primeiro problema é a necessidade de dispor armadura longitudinal no
sentido das vigotas na face superior da capa de concreto, pois esse procedimento
não é aconselhável porque as barras podem ser facilmente afundadas durante a
concretagem. A outra adversidade surge devido à substituição de concreto da parte
inferior por elementos de enchimento exigir o enrijecimento da região comprimida da
laje, tornando-a maciça próxima ao apoio. Caso isso ocorra, a maior vantagem da
pré-fabricação, a eliminação de fôrmas, é parcialmente atingida.
32
Além da sugestão de dispor armadura negativa e enrijecer a laje proposta por
Silva (2012), o estudo também destaca a dificuldade em definir um valor de
momento negativo para o dimensionamento da zona tracionada. Com o surgimento
de uma rótula plástica no apoio, não se aplica o comportamento elástico na estrutura
e não é há um método preciso para definir o esforço no apoio intermediário.
Devido a todos esses fatores, a recomendação de grande parte dos autores é
que o dimensionamento de lajes pré-fabricadas ocorra considerando as vigotas
simplesmente apoiadas, excluindo aplicações com continuidade. A orientação é que
seja considerada somente em situações realmente necessárias, como no caso de
vãos muito maiores que o convencional.
4.3 VERIFICAÇÃO AO CISALHAMENTO
Segundo Carvalho (2005), o cisalhamento pode ocorrer na ligação entre a laje
e as vigas, pois é o local mais desfavorável. A aplicação de cargas pode provocar
rompimentos por cisalhamento nos sentidos vertical ou horizontal. Carvalho (2005)
afirma também que, por mais que haja poucos estudos referentes ao assunto, sabe-
se que vigotas treliçadas possuem uma eficiência maior em se tratando desta
questão devido à efetiva contribuição das armaduras laterais entre os banzos.
Flório (2003) e Silva (2012) citam as normas então vigentes em procedimentos
para verificação ao cisalhamento em suas respectivas teses de mestrado, e
Carvalho e Figueiredo Filho (2014) corroboram as instruções da NBR 6118:2014 na
verificação da estrutura como laje nervurada, já que apresenta nervuras em
intervalos menores que 65 cm. Caso a força cortante solicitante seja menor que a
resistente, a estrutura pode ser considerada como laje.
[ ( )]
(13)
Onde:
(14)
33
( )
(15)
(16)
Obedecida à condição inicial, a próxima etapa é a verificação da compressão
diagonal das bielas do concreto. A NBR 6118:2014 dispensa armadura transversal
em lajes nervuradas caso essa condição seja atendida.
(17)
Em que:
(
)
(18)
4.4 VERIFICAÇÃO DO ESTADO LIMITE DE SERVIÇO
4.4.1 Estado Limite de Deformação Excessiva
Defendido por Carvalho (2000) como fator essencial na escolha da altura da
laje, a flecha pode ser um inconveniente durante a vida útil da estrutura. Diversos
autores condenam a não consideração desse fator no dimensionamento e apontam
a deformação excessiva como um dos principais defeitos das lajes pré-fabricadas
devido a sua significativa baixa rigidez se comparadas às lajes maciças.
O ponto de partida para o cálculo da flecha nesse tipo de lajes é a
consideração de uma peça com seção T e comportamento de elemento isolado, tal
como o método utilizado para vigas biapoiadas com carregamento uniformemente
distribuído. As combinações de serviço são regidas pela NBR 8681:1984. Carvalho e
Figueiredo Filho (2014) apresentam a equação para a flecha imediata:
(19)
34
Os valores admissíveis são informados pela NBR 6118:2014 e variam de l/600
a l/250 dependendo do requisito. A recomendação dos autores é que, a favor da
segurança, os efeitos da fissuração da seção e da fluência do concreto sejam
considerados. Carvalho (2000) afirma que a parcela da fluência ao longo do tempo é
da mesma ordem de grandeza da deformação imediata calculada com a equação
anterior, que por sua vez está diretamente ligada à fissuração do concreto. Para
considerar o efeito da fissuração na estrutura, e portando trabalhando no estádio II,
o autor aconselha o cálculo da flecha imediata utilizando a inércia média da peça,
que pode ser obtida com a equação a seguir correlacionando as seguintes
grandezas:
(
)
[ (
)
]
(20)
Essa diminuição da inércia da peça causada pela fissuração do concreto pode
ser considerada no cálculo da deformação imediata sugerida por Carvalho e
Figueiredo Filho (2014) na equação (19), enquanto o efeito da fluência do concreto
na estrutura, segundo os mesmo autores, deve ser estudado e considerado na
flecha diferida no tempo.
Conforme visto anteriormente, casos excepcionais também foram estudados
por Di Pietro (1992) em sua dissertação de mestrado, que sugere equações para a
verificação de deformações para casos em que é considerada a continuidade sobre
apoios centrais. Ele analisa os esquemas estruturais hiperestáticos possíveis e
indica aproximações de valores de flechas para situações com apoio-engaste e
engaste-engaste, respectivamente:
(21)
(22)
35
4.4.2 Estado Limite de Abertura de Fissuras
A NBR 6118:2014 limita a abertura máxima de fissuras em função da classe de
agressividade ambiental da obra visando manter sua vida útil. Di Pietro (1992) afirma
que a durabilidade da estrutura pode ser afetada pela fissuração devido à entrada de
agentes agressivos ao concreto e à armadura. Segundo Silva (2012), as fissuras
podem ser ocasionadas por retração térmica ou reações químicas internas durante
no concreto, mas o principal motivo é a baixa resistência à tração deste material.
Carvalho e Figueiredo Filho (2014) sugerem equações para determinar a
abertura máxima de fissuras na peça. O valor a ser considerado para comparação
com os limites da ABNT NBR 6118:2014 é o menor resultado entre:
(23)
(
)
(24)
4.5 SEGURANÇA ESTRUTURAL
Marcellino (1991) já destacava que os requisitos a serem seguidos para o
correto desempenho de uma estrutura estão em determinadas normas. Visando
manter a estabilidade global, a NBR 8681:2003 rege o concreto armado quanto à
segurança estrutural.
Conforme já mencionado neste trabalho, a NBR 6118:2014 exige que
edificações apresentem segurança, estabilidade, aptidão em serviço e aparência
aceitável por um período predeterminado de tempo. Nesse contexto, a segurança
estrutural é imprescindível e deve considerar efeitos de primeira e segunda ordem.
Além da necessária segurança referente ao recebimento do carregamento
proveniente do seu uso, espera-se que as lajes em geral assumam importância na
estabilidade horizontal de estruturas aporticadas. A rigidez da laje confere ao
sistema uma importante função de contraventamento em ambas as direções.
36
Um dos aspectos fundamentais no contexto da segurança é a ligação das
vigotas com as vigas de borda. Em seu estudo sobre elementos pré-fabricados em
geral, Van Ackler (2002) considera o assunto ligações como fundamental numa
estrutura por serem responsáveis pela interligação entre elementos e estarem
submetidas a forças diretas e indiretas, como carregamento e retração.
O último grande fator analisado na segurança estrutural é durante a fase de
construção. Gaspar (1997) destaca que, nessa etapa, apenas o escoramento e as
vigotas são responsáveis pela estabilidade da estrutura e, por esse motivo, a linha
de escoramento deve ser na direção transversal com o espaçamento
cuidadosamente definido. Segundo Gaspar (1997), o carregamento considerado
nessa etapa leva em conta ações de:
Peso de vigotas;
Peso de blocos leves;
Circulação de carrinhos de transporte;
Disposição de tábuas para o transporte.
O autor realizou diversos experimentos considerando blocos tipo EPS e lajota
cerâmica e confirmou que o tipo de elemento leve não contribui significativamente
para a definição do espaçamento entre escoras. O fator fundamental nessa escolha
é a carga aplicada pela roda da jerica sobre a laje, pois é uma ação com maior
módulo e distribuída numa área menor.
37
5 DETALHAMENTO
5.1 PLANTA DE FÔRMAS
A Figura 17 mostra o croqui da planta de fôrmas de um pavimento residencial
utilizando laje treliçada no seu projeto, feito no programa computacional Eberick. A
Figura 18 apresenta o detalhamento da laje sugerido pelo mesmo programa.
Figura 17 – Planta de fôrmas de pavimento com laje pré-fabricada.
Fonte: Autor (2017).
Figura 18 – Detalhamento em vista superior e corte da laje.
Fonte: Autor (2017).
38
5.2 SEÇÃO E DISPOSIÇÃO DE VIGOTAS E BLOCOS
Com intuito de facilitar a percepção do detalhamento, as próximas imagens
contendo detalhes tridimensionais são referentes à laje L1 da planta de fôrmas
apresentada na Figura 17. A Figura 19 detalha a seção transversal e a perspectiva
dos dois tipos de vigotas mais utilizadas. A Figura 20, por outro lado, apresenta a
disposição das vigotas na laje L1.
Figura 19 – Vista frontal e isométrica das vigotas (a) comum; (b) treliçada.
(a) (b)
Fonte: Autor (2017).
Figura 20 – Disposição das vigotas conforme o modelo sugerido.
Fonte: Autor (2017).
39
Seguindo a mesma didática, são apresentados agora detalhes feitos sobre os
blocos de enchimento mais usuais, bem como a disposição desses no caso
estudado. A Figura 21 mostra, em perspectiva, os dois tipos de blocos mais
utilizados.
Figura 21 – Vista isométrica dos blocos de enchimento (a) cerâmicos; (b) de EPS.
(a) (b)
Fonte: Autor (2017).
A Figura 22, porém, detalha a disposição padrão de blocos cerâmicos
utilizados na modulação da laje L1 apresentada na planta de fôrmas neste capítulo.
Figura 22 – Disposição das vigotas e blocos conforme o modelo sugerido.
Fonte: Autor (2017).
40
5.3 POSIÇÕES DAS ARMADURAS
A Figura 23 apresenta, em vermelho, armadura longitudinal complementar de
uma laje pré-fabricada com vigotas treliçadas e lajotas cerâmicas. Ela é utilizada
quando a armadura da vigota não é suficiente para resistir aos esforços de tração.
Figura 23 – Disposição da armadura longitudinal
Fonte: Autor (2017).
A Figura 24, por sua vez, apresenta em vermelho a armadura transversal
formada por duas barras utilizada em lajes com vigotas treliçadas e blocos de EPS.
Essa armadura é necessária quando se deseja obter uma laje bidirecional.
Figura 24 – Disposição da armadura transversal
Fonte: Autor (2017).
41
A armadura de distribuição, destacada em vermelho, é obrigatória em lajes
armadas numa só direção e está representada na Figura 25 numa estrutura formada
por vigotas comuns e blocos cerâmicos.
Figura 25 – Disposição da armadura de distribuição
Fonte: Autor (2017).
A Figura 26 mostra a continuidade de lajes pré-fabricadas. A armadura
negativa, que está destacada em vermelho, deve ser utilizada para absorver
esforços negativos sobre o apoio intermediário e diminuir o momento positivo no
centro do vão. Neste caso, a laje é formada por vigotas comuns e blocos de EPS.
Figura 26 – Disposição da armadura negativa
Fonte: Autor (2017).
42
5.4 APOIOS
Conforme já definido neste trabalho, os apoios de lajes pré-fabricadas podem
ter o seguinte aspecto: apoio simples ou engastamento. O primeiro é empregado na
grande maioria dos casos, pois é o arranjo estrutural que melhor aproveita as
características dos elementos pré-fabricados.
Considerando a vinculação como apoio simples, as vigotas devem entrar na
viga de borda, no mínimo, 5 cm, mas não podem adentrar demais pois podem
dificultar a concretagem dessa viga. Os blocos de enchimentos podem ser
posicionados a partir da superfície da fôrma e não devem diminuir a rigidez da viga.
Essas instruções são válidas para todos os tipos de vigotas e blocos de enchimento,
bem como para apoios de lajes isoladas ou adjacentes. A Figura 27 detalha o apoio
de vigotas treliçadas e blocos cerâmicos sobre a fôrma de uma viga com uma laje
adjacente. A estrutura deverá ser concretada simultaneamente.
Figura 27 – Apoio simples de laje isolada em fôrma de viga.
Fonte: Autor (2017).
43
Se a viga receber carga de laje em ambos os lados, as recomendações são as
mesmas dadas anteriormente, porém aconselha-se também que as vigotas não
sejam dispostas na mesma linha de distribuição a fim de diminuir os efeitos da
continuidade em lajes. A Figura 28 representa o apoio de vigotas treliçadas e blocos
de EPS de duas lajes adjacentes sobre a fôrma de uma viga.
Figura 28 – Apoio simples de lajes adjacentes em fôrma de viga.
Fonte: Autor (2017)
Por outro lado, se for considerada a hipótese da continuidade em lajes pré-
fabricadas, essa condição deverá ser atendida durante a execução. Além da
verificação da zona comprimida e da colocação de armadura negativa após o
posicionamento dos elementos pré-fabricados, as vigotas deverão ser contínuas
sobre o apoio intermediário. Essa continuidade pode ser garantida com a
aproximação e justaposição das linhas de vigotas de ambas as lajes ou com a
colocação de apenas uma vigota de comprimento suficiente para cobrir as duas lajes
contínuas. Atenta-se também para a armadura da viga, que deve ter as barras
superiores dispostas sobre a face das vigotas, sendo corretamente entrelaçada
pelos estribos. A Figura 29 traz o detalhamento dessa hipótese.
44
Figura 29 – Engastamento de lajes contínuas em fôrma de viga.
Fonte: Autor (2017).
O último detalhamento acerca de vinculações de lajes pré-fabricadas refere-se
ao apoio de vigotas em alvenaria portante em vez de vigas de concreto. Essa
hipótese é admissível e as recomendações são as mesmas para todos os casos
citados anteriormente. A Figura 30 mostra esse caso com vigotas comuns e tavelas.
Figura 30 – Apoio simples sobre alvenaria.
Fonte: Autor (2017).
45
5.5 VISÃO GERAL
Neste item serão apresentadas imagens contendo a visão geral com vigas de
borda, vigotas, blocos, armadura e capa de concreto. Cada figura apresenta um
arranjo com determinados componentes. A Figura 31 trata de uma laje convencional
com vigotas treliçadas e blocos cerâmicos.
Figura 31 – Laje formada com vigotas treliçadas e lajotas cerâmicas.
Fonte: Autor (2017).
A Figura 32 detalha os mesmos aspectos numa laje com blocos de EPS.
Figura 32 – Laje formada com vigotas treliçadas e blocos de EPS.
Fonte: Autor (2017).
46
A Figura 33, por sua vez, apresenta visão geral para uma laje com vigotas tipo
trilho e lajotas cerâmicas.
Figura 33 – Laje formada com vigotas comuns e lajotas cerâmicas.
Fonte: Autor (2017).
Finalmente, a Figura 34 contém detalhes dos componentes de uma laje com
vigotas comuns e blocos de EPS.
Figura 34 – Laje formada com vigotas comuns e blocos de EPS.
Fonte: Autor (2017).
47
6 EXECUÇÃO
“A qualidade e o desempenho estrutural dessas lajes dependem, em grande
parte, de como é desenvolvida cada etapa do processo construtivo” (GASPAR,
1997, p.21).
6.1 MATERIAIS EMPREGADOS
De acordo com os estudos de Nappi (1993) e Flório (2003), os materiais
utilizados na fabricação e execução e lajes pré-fabricadas são:
6.1.1 Concreto
Este componente é utilizado já na fase de fabricação dos elementos pré-
fabricados e posteriormente na execução do capeamento da laje. A parte do
concreto utilizada na primeira fase tende a ser produzido pela própria indústria
fabricante da vigota ou tavela, enquanto o lançado in loco geralmente é adquirido em
centrais de concreto devido à praticidade e precisão no controle tecnológico. O
principal parâmetro de classificação do concreto é a resistência característica à
compressão. Visando a durabilidade da estrutura, a NBR 6118:2014 especifica um
valor mínimo de fck = 20 MPa, assim como dimensões mínimas de cobrimento em
função da classe de agressividade ambiental.
O concreto é formado por cimento Portland, agregados, água e pode ainda
conter aditivos. O cimento é o material principal e é o responsável pela aglomeração
das partículas. Há oferta de diversos tipos de cimentos, sendo o CP IV e o CP V-ARI
facilmente encontrados no mercado. Os agregados são responsáveis por parte da
resistência mecânica e pela trabalhabilidade do concreto e devem obedecer às
dimensões máximas especificadas, bem como não apresentar elementos nocivos à
mistura. Gaspar (1997) define a Brita 1 como o agregado de dimensão máxima que
pode ser utilizado no concreto. A água deve ser cuidadosamente dosada e não
ultrapassar os valores máximos prescritos pela NBR 6118:2014. A adição de água
para facilitar o trabalho de lançamento do concreto é inadmissível, pois a relação
água/cimento é um fator fundamental na resistência da peça. Por fim, aditivos são
substâncias acrescentadas a fim de modificar alguma característica específica do
concreto, como tempo de cura, resistência e trabalhabilidade.
48
6.1.2 Aço
Conforme já apresentado neste trabalho, a armadura inferior da vigota pré-
fabricada é a principal responsável pela resistência aos esforços de tração da laje,
enquanto as armações dispostas na capa de concreto podem ter diversas
finalidades e subdividem-se em longitudinal, transversal, de distribuição e negativa.
A armadura longitudinal é utilizada para complementar a resistência à tração do
elemento pré-fabricado; a segunda costuma ser empregada na composição de
nervuras transversais de lajes bidirecionais; a armadura de distribuição tem função
de espalhar os esforços na capa de concreto; e a negativa somente é usada em
casos em que há continuidade na laje. Em se tratando de geometria, a armadura de
tração dos elementos pré-fabricados é encontrada na forma de barras isoladas ou
treliças espaciais, enquanto as dispostas no capeamento de concreto geralmente
são vergalhões ou telas soldadas.
6.1.3 Blocos Inertes
Como mencionado anteriormente, o bloco de enchimento não possui função
estrutural perante a resistência da laje, logo são muitos os materiais utilizáveis para
este fim desde que atendam os critérios básicos de segurança durante a montagem
da estrutura. Conforme citado no Capítulo 3, os principais materiais usados para
essa função são blocos de EPS, de concreto e lajotas cerâmicas, pois oferecem boa
segurança perante a circulação de pessoas e materiais durante a execução e bom
rendimento na obra. É importante que a fabricação desses blocos siga dimensões
padrões para facilitar a compatibilização do projeto e que haja um controle de
qualidade a fim de evitar o desperdício com trincas que venham a condenar a peça.
6.1.4 Escoramento
Não é necessário tratar sobre fôrmas neste item, pois, conforme já indicado, os
blocos inertes já cumprem essa função e dispensam a especificação de fôrmas
durante a execução da laje. O escoramento requer pontaletes metálicos reguláveis
ou roletes maciços de madeira, tábuas para servirem como guia e
contraventamento, calços e cunhas de madeira resistentes para facilitar os apoios e
o nivelamento da laje.
49
6.2 ETAPAS DA CONSTRUÇÃO
Pioneiro no estudo sobre lajes fabricadas com vigotas de concreto, Di Pietro
(1992) marca a simplicidade construtiva como característica fundamental desse tipo
de laje, todavia destaca também alguns cuidados para garantir a segurança e a
eficiência durante a construção da estrutura.
A interpretação de um projeto detalhado contendo indicações do sentido das
vigotas, classe do concreto, altura da capa e armaduras adotadas é, conforme
Gaspar (1997), o primeiro passo para a execução de uma laje pré-fabricada.
Etapa 1: nivelamento e acerto do piso e execução do escoramento,
normalmente composto por pontaletes e guias mestres (tábuas), as quais
devem ser colocadas em espelho; nessa etapa ainda deverão ser
executadas as contraflechas quando necessárias;
Etapa 2: colocação das vigotas, posicionando lajotas (ou outro material de
enchimento) nas extremidades como gabarito do espaçamento entre
vigotas; duas situações são possíveis:
Apoio das vigotas sobre estrutura de concreto armado: as vigotas
devem apoiar-se sobre as fôrmas, após estas estarem alinhadas,
niveladas, escoradas e com armadura colocada e posicionada;
devem penetrar nos apoios pelo menos 5 cm e no máximo igual à
metade da largura da viga; a concretagem das vigas deve ser
simultânea à execução da capa;
Apoio das vigotas diretamente sobre alvenaria: neste caso, deve-se
respaldar a alvenaria e distribuir uma ferragem sobre ela de modo a
formar uma cinta de solidarização; as vigotas devem penetrar nos
apoios de modo semelhante ao anterior, e a concretagem da cinta
também deve ser simultânea à da capa;
Etapa 3: colocação dos elementos de enchimento (lajotas cerâmicas, blocos
de EPS ou outros), tubulação elétrica, caixas de passagem, etc.; os blocos
da primeira carreira podem ter um dos lados apoiados diretamente sobre a
parede e o outro sobre a primeira linha de vigotas;
Etapa 4: colocação das armaduras de distribuição e negativas (quando
necessárias), conforme indicação (bitola, quantidade e posição) fornecida
pelo projetista ou fabricante; a armadura negativa deve ser apoiada e
50
amarrada sobre a armadura de distribuição (e esta, colocada
transversalmente às vigotas principais);
Etapa 5: limpeza cuidadosa da interface entre as nervuras e o concreto a
ser lançado, evitando-se a presença de areia, pó, terra, óleo ou qualquer
substância que possa prejudicar a transferência de esforços entre as
superfícies de contato; deve ser sempre feito o umedecimento da interface
antes da concretagem, sem que, entretanto, haja acúmulo de água;
Etapa 6: concretagem da capa de concreto, que deve ser acompanhada de
alguns cuidados:
Colocação de passadiços de madeira para evitar que as lajotas se
quebrem;
Adensar o concreto suficientemente para que ele penetre nas juntas
entre as vigotas e os elementos de enchimento;
Efetuar boa cura, molhando bem a superfície da laje de concreto
durante pelo menos três dias após a concretagem; e
Etapa 7: retirada do escoramento, que deve ocorrer aproximadamente após
15 dias do lançamento do concreto. Nos edifícios de múltiplos pavimentos, o
escoramento do piso inferior não deve ser retirado antes do término da laje
imediatamente superior. Deve ser verificada a resistência do concreto na
data da retirada (CARVALHO e FIGUEIREDO FILHO, 2014, p.76 a p.77)
No decorrer do capítulo estarão dispostos aspectos importantes e detalhes
relacionados com cada etapa.
6.2.1 Escoramento e Contraflechas
De acordo com Carvalho e Silva (2000), Flório (2003) e Avilla Junior (2009),
antes do endurecimento do concreto na fase de execução, as vigotas têm obrigação
de resistir ao carregamento formado por cargas permanentes (peso próprio das
vigotas, dos blocos de enchimento e da capa de concreto) e acidentais (circulação
de operários e equipamentos sobre a estrutura). Devido a isso, necessitam certa
quantidade de escoramento quando o vão da laje não é autoportante. Ainda assim,
as lajes pré-fabricadas requerem consideravelmente menos escoras que as
maciças, pois uma vigota pode alcançar um comprimento maior sem necessitar
apoio intermediário se comparada a uma tábua utilizada como fôrma.
51
Silva (2012) destaca que o escoramento é formado por algumas travessas,
que servem de apoio às vigotas, e pontaletes, os quais podem ser de madeira ou
metálicos. Gaspar (1997) sugere a nomenclatura de guia em vez de travessa e
apresenta o esquema de um escoramento padrão na Figura 35:
Figura 35 – Esquema de escoramento.
Fonte: Gaspar (1997).
Nappi (1993) defende que o escoramento não pode sofrer deformações
devido às cargas atuantes no processo de endurecimento do concreto, pois isso
pode ser prejudicial à formação da estrutura. Para evitar este incômodo, o autor
recomenda diversos procedimentos a serem cuidados na execução do escoramento.
A primeira orientação refere-se aos pontaletes e define que, quando forem
de madeira e possuírem emenda, deverá ser garantida a ortogonalidade entre as
duas superfícies e a ligação ocorrerá pregando duas cobrejuntas às laterais dos
elementos a serem emendados.
52
A próxima recomendação dada por Nappi (1993) é a confecção de um
sistema de escoramento de fácil retirada e que possibilite a desmontagem por
partes. Para isso, o autor aconselha que as escoras não sejam apoiadas
diretamente no piso, e sim sobre calços de madeira, aumentando a área de contato
com o solo e diminuindo a concentração dos esforços. Di Pietro (1992) justifica a
importância dessa atitude citando a possível ocorrência de recalques diferenciais
nos apoios, e posteriormente Gaspar (1997) atribui grande interferência da água
excedente do umedecimento da laje no efeito de afundamento dos pontaletes. Além
disso, a adição de cunhas de madeira entre os calços e os pontaletes é sugerida por
Avilla Junior (2009) a fim de facilitar o nivelamento da laje.
Nappi (1993) e Gaspar (1997) citam elementos de contraventamento, e
posteriormente Avilla Junior (2009) recomenda o travamento dos pontaletes nas
duas direções. Diversos autores estudaram o espaçamento máximo entre escoras
para lajes pré-fabricadas. Silva (2012) recomenda um intervalo de até 1,7 m,
enquanto Di Pietro (1992), Flório (2003) e Carvalho e Figueiredo Filho (2014)
diminuem esse valor para 1,5 m. Avilla Junior (2009), porém, defende que o tipo e a
geometria da vigota são fundamentais na escolha do espaçamento e aponta
diversos casos de escoramento em sua tese de mestrado. A Figura 36 mostra um
sistema de escoramento com os devidos itens.
Figura 36 – Escoramento feito com pontaletes metálicos e guias de madeira.
Fonte: Silva (2012).
53
Nappi (1993) também aponta para a verificação da necessidade de
contraflecha em peças com grandes vãos. Nesse sentido, as cunhas sugeridas por
Gaspar (1997) e Avilla Junior (2009) facilitam o serviço de nivelamento especificado
no projeto estrutural. Além disso, “as contraflechas não modificam o valor real das
flechas, mas possibilitam que a flecha visível seja menor [...] na percepção visual”
(AVILLA JUNIOR, 2009, p.91). Quanto à ordem da execução do escoramento, o
primeiro pontalete a ser posicionado é o do ponto onde há a maior contraflecha, e
então os demais pontos são ajustados a partir deste.
Cunha e Souza (1998) apresentam o Quadro 5 para contraflechas:
Quadro 5 - Contraflechas no centro do vão em lajes pré-fabricadas (mm).
Vão (m) Lajes
β10 a β12 β15 a β20 β25 a β30 β35
Até 1,40 s/ escora s/ escora s/ escora s/ escora
1,41 a 1,50 em nível em nível em nível em nível
1,51 a 1,60 em nível em nível em nível em nível
1,61 a 1,70 2 em nível em nível em nível
1,71 a 1,80 3 2 em nível em nível
1,81 a 2,00 4 3 2 em nível
2,01 a 3,00 6 6 3 4
3,01 a 4,00 8 8 6 6
4,01 a 5,00 10 10 8 8
5,01 a 6,00 12 12 10 10
Distância entre escoras (m)
1,7 1,6 1,5 1,4
Fonte: Cunha e Souza (1998).
6.2.2 Transporte e Montagem
“Após a execução do escoramento, inicia-se a colocação das vigotas,
centralizando-as no vão a ser coberto” (GASPAR, 1997, p.27). O autor ainda
destaca a colocação de um bloco na extremidade como gabarito para acertar o
espaçamento entre vigotas e posteriormente o posicionamento dos demais blocos.
Não são aceitas folgas no assentamento desse material, pois podem ocasionar
vazamento do concreto fresco. Di Pietro (1992) sugere que, por critérios
econômicos, a primeira carreira de blocos seja assentada sobre a parede ou viga,
como pode ser visto na Figura 37.
54
Figura 37 – Colocação das vigotas utilizando blocos como gabarito.
Fonte: Di Pietro (1992).
Di Pietro (1992) também alerta sobre a adoção de um procedimento no
transporte de vigotas para evitar fissuras indesejadas. A recomendação baseia-se na
flexão de peças biapoiadas e balanceadas e afirma que as vigotas devem ser
transportadas conforme indicado na Figura 38.
Figura 38 – Transporte de vigotas pré-fabricadas.
Fonte: Di Pietro (1992).
O transporte sobre a laje não concretada deve ser feito utilizando passadiços e
tábuas apoiadas sobre as vigotas, segundo Di Pietro (1992) e Gaspar (1997), para
evitar a quebra de blocos e possíveis acidentes de trabalho. Flório (2003) reúne os
procedimentos abordados até agora e apresenta a Figura 39 como exemplo de uma
laje durante a concretagem.
55
Figura 39 – Laje pré-fabricada com seus componentes na concretagem.
Fonte: Flório (2003).
6.2.3 Colocação das Armaduras
A armadura de distribuição, obrigatória em lajes unidirecionais, deve ser
disposta no sentido transversal às vigotas, segundo Gaspar (1997), na metade da
espessura da capa de concreto. A recomendação de bitolas e posições fornecidas
no projeto estrutural deve ser rigorosamente seguida para evitar possíveis fissuras
surgidas durante a cura do concreto. A Figura 40 apresentada por Di Pietro (1992)
mostra as armaduras de distribuição e negativa numa pré-fabricada.
Figura 40 – Armaduras de distribuição e negativa numa laje pré-fabricada.
Fonte: Di Pietro (1992).
56
As armaduras de distribuição mencionadas por Di Pietro (1992) e Gaspar
(1997) podem ser utilizadas no formato de barras ou telas soldadas conforme
apresenta a Figura 41.
Figura 41 – Armadura de distribuição em (a) barras; (b) telas.
(a) (b)
Fonte: (a) Site Lajes Talismã (https://www.lajestalisma.com.br/produtos-menu/lajes/laje-trelicada-com-
lajota-ceramica/laje-trelicada-com-lajota/)
(b) Site Lajes Jundiaí (http://www.lajesjundiai.com.br/obras/residencia-bosque-dos-jatobas)
Silva (2012) atenta para o posicionamento de armaduras negativas, quando
necessárias, no sentido longitudinal às vigotas sobre os apoios centrais de vigas ou
paredes de modo que o comprimento da barra deva cobrir o momento negativo e
atender aos critérios de ancoragem. O autor destaca também a importância da
aferição do posicionamento da armadura negativa na face superior da capa de
concreto para garantir o valor de altura útil considerado no cálculo estrutural. A
Figura 42 mostra a disposição de armaduras negativas sobre o apoio.
57
Figura 42 – Disposição de armadura negativa.
Fonte: Site Meia Colher (http://www.meiacolher.com/2014/07/aprenda-como-fazer-uma-laje-
corretamente.html)
As armaduras complementares, embora menos comuns em obras, pois a
armadura da vigota geralmente já garante a resistência necessária, requerem a
simples colocação de uma barra de aço juntamente ao trilho da vigota antes da
concretagem. Finalmente, a armadura transversal utilizada quando há nervuras
transversais em lajes bidirecionais pode ser visualizada na Figura 43.
Figura 43 – Disposição de armadura transversal
Fonte: Site Faulim (http://www.faulim.com.br/canaleta/aplicacoes.php)
58
6.2.4 Eletrodutos e Tubulações
Di Pietro (1992) sugere que os eletrodutos sejam colocados sobre a armadura
de distribuição e atenta para que não haja cruzamento de tubulações, pois isso
diminui consideravelmente a espessura da capa de concreto neste ponto. O autor
também recomenda a utilização de caixas de passagem embutidas na laje para
facilitar a concretagem, conforme as Figuras 44 e 45.
Figura 44 – Laje pré-fabricada com seus componentes.
Fonte: Di Pietro (1992).
Figura 45 – Disposição de eletrodutos e caixas de passagem em laje pré-fabricada.
Fonte: Site Habitissimo (https://fotos.habitissimo.com.br/foto/montagem-de-laje-e-infla-
eletrica_713543).
59
Embora seja possível executar instalações elétricas em lajes pré-fabricadas
sem a utilização de caixas de passagem, o uso desses componentes já está bem
difundido no mercado e facilita bastante a tarefa do eletricista. Há diversos modelos
de caixas de passagem disponíveis em catálogos de fabricantes, como pode ser
observado na Figura 46.
Figura 46 – Caixas de passagem (a) de concreto; (b) cerâmicas; (c) metálicas.
(a) (b)
(c)
Fonte: (a) Site Lajes Itaipu (http://www.lajesitaipu.com.br/lajes-pre-moldadas-trelicadas-e-
convencionais)
(b) Site Cerâmica Kaspary (http://www.ceramicakaspary.com.br/web/produtos/tavelas)
(c) Site Faz Fácil (http://www.fazfacil.com.br/reforma-construcao/conduites-caixas-eletricas/).
Em se tratando de instalações hidrossanitárias, é possível embutir a tubulação
na laje no momento da concretagem, todavia o mais recomendado é que sejam
deixados buracos como espera para tubulação durante a concretagem. As duas
técnicas estão representadas na Figura 47.
60
Figura 47 – Tubulação hidráulica (a) com buraco na laje; (b) embutida na laje.
(a) (b)
Fonte: (a) Site Sobrados Rua Garaú (http://sobradosgarau.blogspot.com.br/2011/08/montagem-da-3-
laje-reboco-do-pav-terreo.html)
(b) Site Dom Bosco (http://www.lajesdombosco.com.br/obras-residenciais.php?pagina=1).
6.2.5 Concretagem
O primeiro procedimento desta etapa, conforme Carvalho e Figueiredo Filho
(2014), é a molhagem da superfície da laje para evitar que os componentes,
principalmente a cerâmica, absorvam umidade do concreto e provoquem fissuras
devido à retração. A NBR 14859-1:2016 estabelece 3 cm como espessura mínima
da capa de concreto, porém diversos fabricantes recomendam a utilização de 5 cm
de espessura a fim de aumentar o desempenho da laje. Avilla Junior (2009) atenta
para um cuidado especial na aferição da espessura em pontos onde há aplicação de
contraflecha, pois podem não atingir o valor mínimo nestes locais. A NBR 6118:2014
estabelece que a resistência mínima do concreto aos 28 dias é dependente da
classe de agressividade ambiental, sendo o valor mínimo 20 MPa para CAA I.
Gaspar (1997) dá atenção especial ao adensamento do concreto e recomenda
o processo de vibração, pois, segundo ele, somente assim é garantida a devida
solidarização dos componentes e consequentemente o comportamento monolítico
da estrutura. Flório (2003), por sua vez, atenta para o cobrimento de fendas a fim de
evitar a perda de concreto e a limpeza da superfície para remoção de partículas que
possam interferir na aderência entre a estrutura pré-fabricada e a moldada in loco.
61
A Figura 48 apresenta o processo de adensamento de concreto por meio de
vibradores mecânicos.
Figura 48 – Adensamento utilizando vibradores mecânicos
(a) (b)
Fonte: (a) Site Royal Máquinas (https://www.royalmaquinas.com.br/blog/adensamento-concreto-o-
que-e-vantagens/)
(b) Site Bosch Professional (http://www.bosch-professional.com/pa/es/concrete-vibrator-gvc-
22-ex-226567-06012831e0.html)
Ainda segundo Flório (2003), a melhora da trabalhabilidade do concreto fresco
não deve ser obtida com o acréscimo de água à mistura, e sim através de outros
artifícios, como a adição de aditivos no concreto. Com a adoção dessas medidas,
Flório (2003) afirma obter uma estrutura com maiores densidade, homogeneidade,
impermeabilidade, aderência, resistência à compressão e à ação do tempo e ainda
menores variações de volume.
Em estudo mais recente, Avilla Junior (2009) atenta para os mesmos cuidados
citados por autores anteriores, como limpeza e molhagem da superfície antes da
concretagem. O autor descreve que o concreto deve ser lançado e adensado no
sentido das vigotas, pois assim evita-se o surgimento de juntas frias na capa de
concreto. A Figura 49 representa o processo de concretagem em lajes pré-
fabricadas utilizando vigotas treliçadas e lajotas cerâmicas.
62
Figura 49 – Lançamento e espalhamento de concreto.
(a)
(b)
Fonte: (a) Site Tudo Construção (http://www.tudoconstrucao.com/concreto-bombeado-precos-como-
usar)
(b) Site House Preview (https://housepreview.wordpress.com/2010/06/18/laje-terrea-
concretagem/concreto-esparramendo-pela-laje/)
63
6.2.6 Cura e Desforma
A cura é um processo mediante o qual se mantém o grau de umidade
satisfatório, evitando a evaporação da água da mistura, garantindo ainda
uma temperatura favorável ao concreto durante o processo de hidratação
dos materiais aglomerantes, de modo a se obter um concreto com as
qualidades esperadas. A boa cura ajuda a controlar um dos processos mais
importantes que ocorrem nas estruturas de concreto, a sua retração. [...] A
retração plástica, que ocorre antes da pega do cimento, resulta em fissuras
de grandes dimensões. Esta é devida à rápida evaporação de água
(FLÓRIO, 2003, p.40).
A definição de cura e retração plástica dada por Flório (2003) explica a
orientação feita por Carvalho e Figueiredo Filho (2014) quanto à molhagem da
estrutura nos três primeiros dias após a concretagem. Com o objetivo de restringir
fissurações para controlar a perda de rigidez, e consequentemente não permitir
grandes deformações, Di Pietro (1992) prolonga esse tempo para sete dias. Ainda
conforme Flório (2003), a fissuração por retração plástica na peça tem efeito
cumulativo e é agravado com a exsudação do concreto, que é a tendência da água
subir para a superfície da estrutura. O controle de fissuração deve ser feito
molhando a laje conforme a Figura 50.
Figura 50 – Cura do concreto através do umedecimento da estrutura.
Fonte: Site Predeirão (http://pedreirao.com.br/a-cura-do-concreto-passo-a-passo/).
64
Em se tratando da retirada do escoramento e desforma, Di Pietro (1992)
recomenda que ocorra, no mínimo, 15 dias após a concretagem. No caso de
múltiplos pavimentos, o ideal é que o escoramento só seja retirado após a liberação
da laje imediatamente superior, evitando assim, a aplicação de cargas relativas ao
escoramento na laje sem resistência integral. Em lajes de cobertura, o
descimbramento somente deverá ser feito após a montagem da estrutura do telhado.
A Figura 51 representa um sistema de escoramento a ser retirado.
Figura 51 – Escoramento de laje pré-fabricada.
Fonte: Site Pictime (http://www.pictame.com/tag/escoras)
Avilla Junior (2009), porém, não estabelece um prazo especifico para retirada
do escoramento e define que deve ser quando o concreto estiver suficientemente
duro. A remoção dos pontaletes deve ser feita evitando choques e vibrações que
possam culminar no surgimento de fissuras e, sendo o vão biapoiado, deverá ocorrer
do centro do vão em direção às extremidades, como na Figura 52.
Figura 52 – Ordem de retirada do escoramento.
Fonte: Avilla Junior (2009).
65
6.3 PECULIARIDADES
6.3.1 Lajes em Balanço
Segundo Di Pietro (1992) e Gaspar (1997), esse arranjo estrutural pode ser
executado desde que seja feito uma cinta de amarração ou viga de borda na
extremidade do balanço, conforme a Figura 53.
Figura 53 – Laje em balanço com viga de borda.
Fonte: Gaspar (1997).
6.3.2 Lajes em Formato L
Di Pietro (1992) recomenda duas soluções: criação de uma viga de concreto na
direção MN, distinguindo o sentido das vigotas nas duas partes, ou execução de
outra viga, esta com a altura da laje, na direção PQ, mantendo a direção das vigotas,
conforme na Figura 54. O autor aconselha a utilização da primeira opção.
Figura 54 – Soluções para laje em formato L.
Fonte: Di Pietro (1992).
66
6.3.3 Lajes não Ortogonais
A solução proposta por Di Pietro (1992) é muito simples e basicamente é a
análise da melhor direção das vigotas e posteriormente a variação do seu
comprimento em alguns pontos. A Figura 55 mostra que, embora não dispostas na
menor direção, as vigotas estão dispostas de modo a uniformizar o seu tamanho.
Figura 55 – Disposição das vigotas em laje trapezoidal.
Fonte: Di Pietro (1992).
6.3.4 Lajes Inclinadas
Quando exigidas por critério arquitetônico, o projeto de lajes pré-fabricadas
inclinadas deve ser rico em detalhes nas regiões de cumeeira e apoios,
especificando a armadura indicada em cada caso, conforme a Figura 56.
Figura 56 – Detalhes em lajes inclinadas.
Fonte: Di Pietro (1992).
67
6.3.5 Lajes sob Paredes
Quando não é possível a criação de vigas embaixo de paredes, é viável apoia-
las sobre a laje pré-fabricada desde que tomados alguns cuidados. Gaspar (1997)
afirma que a parede pode ser disposta longitudinal ou transversalmente às vigotas.
O ideal é que seja no mesmo sentido dos elementos, sendo assim, posicionam-se
duas vigotas para aumentar a rigidez do sistema, conforme a Figura 57. No caso da
disposição transversal, a carga da parede deverá ser distribuída a outras vigotas.
Figura 57 – Parede sobre laje pré-fabricada (sentido longitudinal às vigotas).
Fonte: Gaspar (1997).
6.3.6 Lajes Bidirecionais
Diversos foram os autores que estudaram lajes pré-fabricadas bidirecionais, e
Gaspar (1997) considera esse arranjo muito vantajoso devido à criação de nervuras
transversais para o travamento da laje, obtendo-se assim um comportamento de
placa. Medrano et al. (2005), por sua vez, destaca que devem ser utilizadas vigotas
treliçadas a fim de facilitar o trabalho de montagem da laje.
Gaspar (1997) afirma que a armação em cruz de lajes pré-fabricadas aumenta
o campo de aplicação dessas estruturas por serem mais eficientes na distribuição de
esforços às vigas. O autor especifica que as nervuras transversais devem ser
compostas por barras isoladas ou treliças simples devidamente cortadas nos
cruzamentos. Outra sugestão dada por Gaspar (1997) é a utilização de plaquetas
pré-fabricadas, que são estruturas inertes apoiadas nas vigotas e servem como
fôrmas, facilitando a criação de regiões maciças nessas nervuras.
68
Medrano et al. (2005) sugere a Figura 58 para caracterização desse sistema.
Figura 58 – Representação de laje pré-fabricada bidirecional
Fonte: Medrano et. al. (2005).
6.3.7 Apoios e Continuidade
A primeira recomendação construtiva quanto aos apoios é, no caso de vigas ou
paredes centrais, a intercalação da posição de vigotas para evitar a continuidade de
lajes, como mostra a Figura 59. Quanto a apoios externos, Di Pietro (1992)
aconselha o assentamento de tijolo em cutela para facilitar a execução da alvenaria
aparente e evitar o surgimento de fissuras nessa parede, conforme a Figura 60.
Figura 59 – Posição de vigotas em apoios centrais.
Fonte: Site Fazer Fácil (http://www.fazerfacil.com.br/Construcao/laje_2.htm)
69
Figura 60 – Técnica executiva para apoios externos.
Fonte: Di Pietro (1992)
Por fim, tratando de continuidade de lajes, a Figura 61, sugerida com Avilla
Junior (2009), apresenta como deve ser feita a execução da laje em casos em que a
continuidade é considerada no dimensionamento. A técnica consiste basicamente
em dispor armadura negativa na face superior da capa de concreto e tornar maciça a
região inferior formada por vigotas e blocos de enchimento.
Figura 61 – Execução de lajes com continuidade em apoios centrais.
Fonte: Avilla Junior (2009).
70
7 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS
Conhecidas como um grande incômodo na construção civil, as manifestações
patológicas em estruturas de concreto armado podem ter diversas causas, e isso
não é diferente para o caso de lajes pré-fabricadas. Souza e Riper (1998) estudaram
a presença de males patogênicos e classificaram o aparecimento de defeitos no
concreto motivados por causas intrínsecas e extrínsecas. Enquanto no primeiro caso
as patologias surgem a partir de defeitos da estrutura ou dos seus componentes, as
causas extrínsecas estão ligadas a fatores externos ao material.
Restringindo a subclassificação de patologias sugerida por Souza e Riper
(1998) ao caso de lajes pré-fabricadas, as manifestações patológicas nessas
estruturas são separadas em dois grandes grupos motivadas por:
a) Falhas humanas
a.1) Erros de projeto: quando o erro causador da patologia é cometido já na
fase de projeto da estrutura, como erro na previsão de cargas e na determinação da
classe de agressividade ambiental;
a.2) Erros de construção: extremamente comuns, são os casos em que há
deficiência em processos construtivos da estrutura, como concretagem,
escoramento e colocação das armaduras mal feitas;
a.3) Erros de utilização: são os que podem ocasionar patologias quando
mudam o propósito da estrutura, como alteração do uso e aumento da sobrecarga;
b) Causas naturais
b.1) Fenômenos físicos: quando causados por agentes físicos, como
variação da temperatura e ação da água;
b.2) Fenômenos químicos: causam patologias devido a reações prejudiciais
ao concreto e ao contato com agentes químicos, como cloretos e gás carbônico;
b.3) Fenômenos biológicos: danificam a estrutura devido à penetração de
micro-organismos e vegetações no interior poroso do concreto.
71
7.1 PRINCIPAIS CASOS
Conforme sugerido por Carvalho (2000), a deformação excessiva é o problema
mais recorrente em lajes pré-fabricadas e está relacionada a vários agravantes.
Outros grandes inconvenientes nessas estruturas são as fissuras na face inferior da
laje, que por sua vez também estão ligadas a diversos fatores. Geralmente flechas
elevadas e fissurações tendem a surgir pelos mesmos motivos, pois, em geral,
resultam do subdimensionamento da estrutura.
As flechas e trincas surgem a partir da diminuição da resistência ou
subdimensionamento da peça, e isso é provocado principalmente por falhas
humanas durante projeto, construção ou utilização da estrutura. O erro de projetistas
na consideração da sobrecarga; adensamento, aderência e escoramento
insuficientes na execução; e a aplicação de cargas exageradas pelos ocupantes são
exemplos claros de males que podem ocasionar de fissuras e flechas excessivas.
A Figura 62 apresenta uma laje pré-fabricada com grandes leituras de flecha no
centro do vão, e a Figura 63 mostra uma fissura na região tracionada dessas lajes.
Figura 62 – Deformação excessiva em laje pré-fabricada.
Fonte: Site Márcio Ferreira Projetos (http://marcioferreiraprojetos.blogspot.com.br/2016/01/reforco-
estrutural-laje-de-uma.html)
72
Figura 63 – Trincas longitudinais ao sentido das vigotas.
Fonte: Site NNS Engenharia (http://www.nns.com.br/dicas-para-evitar-trincas-na-laje-da-casa/)
Fissuras na face superior também são incômodos comuns nesse tipo de lajes,
todavia esse problema não compromete a estrutura, já que sua causa não está
ligada à resistência da peça. Falhas humanas durante a cura do concreto causam
essa patologia prejudicial ao aspecto visual da estrutura. A Figura 64 apresenta
fissuras típicas causadas pela retração do concreto durante sua cura.
Figura 64 – Fissuras por retração na capa de concreto.
Fonte: Site Construção Mercado (http://construcaomercado17.pini.com.br/negocios-incorporacao-
construcao/170/saiba-o-que-considerar-no-tratamento-de-patologias-em-lajes-363600-1.aspx)
73
Não é raro encontrar trincas sobre os apoios, conforme visto na Figura 65, em
lajes pré-fabricadas, pois essa patologia surge a partir da diminuição da resistência
ao cisalhamento da peça ou do cedimento da estrutura. A aderência insuficiente
entre a estrutura pré-fabricada e a moldada in loco pode ser responsável pelo
cisalhamento da peça nas regiões de elevado esforço cortante. Por outro lado,
blocos de enchimento incorretamente escorados em alvenaria ou vigas podem ceder
e provocar rachaduras nestes pontos.
Figura 65 – Trinca na ligação entre laje e apoio.
Fonte: Site Gshow (http://gshow.globo.com/participe/noticia/2016/03/rachaduras-engenheiro-tira-
duvidas-dos-internautas.html)
A última patologia recorrente em lajes pré-fabricadas pertinente de destaque
não costuma ser visível a olho nu e trata do baixo desempenho dessas estruturas
perante diversos quesitos. Devido a menor espessura maciça, muitas vezes essas
lajes apresentam baixos índices de isolamento termoacústico, estanqueidade e anti-
propagação de incêndio. Como as edificações não são projetadas somente para
resistirem ao carregamento, e sim para fornecer certo grau de conforto, é importante
que sejam verificadas tais condições de desempenho durante o dimensionamento
da estrutura. Esses incômodos estão geralmente ligados à ineficiência da capa de
concreto, tanto pela espessura insuficiente quanto pelo mau adensamento.
74
7.2 IDENTIFICAÇÃO DOS PROBLEMAS E PREVENÇÕES
Neste item serão relacionadas causas, consequências e precauções, ou seja,
serão apresentados problemas construtivos, as patologias decorrentes disso e as
medidas preventivas passíveis de atenção.
7.2.1 Cura Incorreta do Concreto
A ineficiência da cura do concreto está diretamente relacionada ao surgimento
de trincas na face superior da laje, que são denominadas fissuras por retração. Elas
surgem porque, durante a cura do concreto, a hidratação do cimento ocorre com a
presença de água e libera energia em forma de calor ao concreto. Simultaneamente,
a água presente na mistura evapora facilmente devido à alta temperatura interna do
material. Em dias quentes e secos, esse fenômeno é ainda mais comum, já que a
água migra e evapora rapidamente.
Quando não há mais água presente na mistura para permitir a hidratação do
cimento, a cura torna-se defeituosa e surgem fissuras na laje. Embora não
comprometam a estrutura, causam desconforto visual, e por isso é recomendável
que essas fissuras sejam controladas. A medida preventiva mais eficaz é a
molhagem da estrutura nos primeiros dias após a concretagem, sendo assim,
sempre haverá água disponível para a hidratação e a cura ocorrerá corretamente.
Além de fissuras, uma boa cura do concreto evita também problemas de
desgaste superficial do concreto, que é potencializado pelo processo de exsudação
do concreto fresco, ou seja, a migração da água para a face superior da peça.
7.2.2 Aderência Insuficiente
A aderência entre as vigotas e a capa de concreto é fundamental para o
comportamento monolítico da estrutura, pois, sem ele, é inútil a parcela de
resistência fornecida pela capa de concreto. Uma simples análise permite notar que
o valor da altura útil diminui consideravelmente caso não haja esse comportamento:
se a capa de concreto não for considerada na altura útil, a resistência dá-se apenas
com a armadura tracionada e o concreto comprimido do elemento pré-fabricado.
75
Com a redução da altura útil, diminui-se também exponencialmente a
resistência da peça. Sendo assim, surgirão fissuras na vigota caso a armadura não
suporte o esforço solicitante. Também poderão ocorrer deformações, já que a
estrutura não apresenta a rigidez considerada no dimensionamento.
Além disso, uma má aderência pode provocar a diminuição da resistência ao
cisalhamento, e isso consequentemente pode causar ruptura em pontos de alto
esforço cortante, como pontos sobre os apoios. A falta de aderência também pode
provocar corrosão das armaduras devido à criação de vazios entre o aço e o
concreto e ao possível ingresso de agentes nocivos, conforme representado na
Figura 66.
Figura 66 – Falta de aderência entre concreto e aço.
Fonte: Souza e Ripper (1998).
7.2.3 Falta de Armadura de Distribuição
A armadura de distribuição é necessária para distribuir melhor os esforços
provenientes do carregamento. Alguns construtores omitem sua utilização para obter
pequenos ganhos financeiros, mas seu uso é altamente recomendável para evitar
inconvenientes futuros.
Além de ser exigida pela NBR 6118:2014 para lajes armadas numa só direção,
a armadura de distribuição previne problemas como o surgimento de flechas no
sentido das vigotas devido aos esforços de tração não se distribuírem nas duas
direções.
76
7.2.4 Armadura Longitudinal Insuficiente
Essa deficiência é outro típico caso de subdimensionamento da peça, ou seja,
quando a estrutura trabalha com resistência à flexão menor que a necessária. As
patologias mais comuns resultantes desse erro são as já mencionadas fissuras e
flechas elevadas no centro do vão, e, como nos casos anteriores, a peça apresenta
uma perda de resistência devido a falhas humanas, que podem ocorrer nas fases de
projeto, construção ou utilização.
O problema pode surgir durante o projeto se a vigota for subdimensionada pelo
calculista e apresentar armadura insuficiente. Previne-se isso verificando todas as
etapas do dimensionamento. Caso sejam exigidas, as armaduras longitudinais
complementares deverão ser posicionadas antes da concretagem, pois sua omissão
causará problemas durante a vida útil da estrutura. A má utilização da laje também
pode provocar sobrecarregamento e consequente subdimensionamento do elemento
pré-fabricado à tração. Isso ocorre quando a ocupação é mais prejudicial do que a
considerada no dimensionamento, como em casos de alteração do uso da
edificação ou aplicação de grandes cargas pontuais.
7.2.5 Espessura Insuficiente da Capa de Concreto
Do mesmo modo que os problemas citados anteriormente, a capa de concreto
com espessura insuficiente diminui a resistência da peça e provoca o
subdimensionamento da estrutura, potencializando assim o surgimento de fissuras
longitudinais e grandes deformações nas vigotas. A lógica para o entendimento é
semelhante a que ocorre no caso de má aderência, ou seja, a altura útil real da laje
é menor que a necessária para formar a seção resistente.
Além da correta especificação da espessura da capa de concreta por parte do
projetista, é necessário que essa dimensão seja obedecida no ato da concretagem,
o que muitas vezes torna-se difícil de garantir. Se a espessura da capa de concreto
for corretamente dimensionada e executada, dificilmente existirão problemas
estruturais posteriores na estrutura. Caso contrário, além de flechas e fissuras, a laje
pode apresentar baixos níveis de desempenho termoacústico, de estanqueidade e
anti-propagante.
77
7.2.6 Baixa Qualidade e Uso Incorreto de Materiais
Diversos são os problemas surgidos em estruturas de concreto devido à
utilização de materiais de baixa qualidade. Blocos e vigotas com dimensões
uniformes facilitam o processo de montagem, e, quando não há essa uniformidade,
surgem arestas salientes que potencializam quebras ou até mesmo acidentes de
trabalho. A colocação de armadura é dificultada com a falta de padronização na
altura dos elementos, assim como o reboco da face inferior da laje, que necessita
então de uma espessura maior de argamassa de regularização. O uso equivocado
dessa argamassa, por sua vez, pode provocar o surgimento de manchas, deixando a
superfície com aspecto patológico. Na Figura 67 está representado um exemplo de
utilização de materiais de boa qualidade
Figura 67 – Uso de materiais de boa qualidade.
Fonte: Site Rádio Onda Sul (http://ondasulfm.com/index/noticia/comercio/ceramica-santo-augusto-em-
vilhena-69-3321r3879,2964.html)
Caso utilizem-se blocos de baixa qualidade, é recomendável posicionar vigotas
nas duas extremidades e não começar a primeira carreira com esses blocos, pois
possíveis quebras ou cedimentos podem causar trincas na região sobre os apoios,
como representado anteriormente na Figura 65.
78
Vigotas de má qualidade podem ter a superfície muito lisa, o que prejudica a
aderência com a capa de concreto. O uso de óleos desmoldantes nas fôrmas
durante a fabricação de vigotas tipo trilho é responsável por isso. O cobrimento,
muitas vezes, não é respeitado em fábricas onde não há controle de qualidade, e
isso potencializa o surgimento de fissuras e, até mesmo, de corrosão da armadura.
O uso incorreto de materiais evidencia-se na utilização desnecessária de
eletrodutos de grandes bitolas, o que diminui consideravelmente a altura útil da peça
e consequentemente a resistência também. O cruzamento dessas tubulações deve
ser evitado pelo mesmo motivo. A recomendação nesses casos é a utilização de
materiais de boa qualidade, bem como buscar orientações técnicas sobre materiais
e equipamentos empregados.
A falta de aderência entre reboco e blocos de EPS é outra manifestação
patológica possível em lajes pré-fabricadas. O defeito consiste no desplacamento da
argamassa de revestimento por essa não fixar-se corretamente na superfície pouco
aderente do isopor. A falta de informação a respeito do EPS utilizado ou a sua baixa
qualidade podem potencializar o surgimento desse problema. A melhor medida
preventiva é a utilização de EPS de boa qualidade, preferencialmente com ranhuras
que facilitam a aderência. Em último caso, esses blocos podem ser substituídos por
material cerâmico desde que verificado o dimensionamento.
7.2.7 Lançamento e Adensamento de Concreto Incorretos
É comum e completamente equivocado o procedimento de adicionar água à
mistura durante concretagens para facilitar o lançamento do concreto, já que essa
ação compromete a resistência da peça. A relação água/cimento está diretamente
relacionada à capacidade resistente do concreto, logo este deve ser lançado com o
traço fornecido pelo engenheiro responsável.
O bom adensamento do concreto, por outro lado, garante que não haja
segregação de material, deixando a mistura homogênea em todos os pontos e sem
ar aprisionado em seu interior. Com a eliminação dos vazios, diminui-se a
possibilidade de surgimento de flechas e aumentam os desempenhos da laje nos
quesitos térmico, acústico e de estanqueidade.
79
Durante a concretagem, também podem ocorrer afundamentos da armadura
negativa, o que compromete consideravelmente a resistência à tração, logo é
necessário verificar o posicionamento dessas barras antes da concretagem. A
prevenção dos demais males consiste em realizar um bom lançamento de concreto,
sem a adição de água, promovendo um bom espalhamento e vibração para eliminar
todos vazios de seu interior. A Figura 68 mostra corpos de prova formados com
concreto bem e mal adensados.
Figura 68 – Concretos com diferentes graus de adensamento.
Fonte: Site PET Engenharia Civil UFSC (http://pet.ecv.ufsc.br/2009/01/analise-da-influencia-da-
qualidade-do-adensamento-na-homogeneidade-do-concreto-utilizando-end/)
7.2.8 Escoramento Ineficaz
As patologias referentes ao escoramento são cometidas integralmente na fase
de construção e por isso, de certa forma, são fáceis de serem prevenidas. Elas
basicamente ocorrem devido à insuficiência de escoramento ou movimentações
bruscas durante o manuseio dos pontaletes. Essas patologias apresentam-se em
forma de fissuras, flechas e desplacamento de material, conforme visto na Figura 69.
80
Figura 69 – Quebra de bloco cerâmico provocada por choque com pontalete.
Fonte: Site Construindo Decor (http://construindodecor.com.br/lajes/)
Enquanto a movimentação equivocada pode provocar choques e a
consequente quebra de componentes, a insuficiência de pontaletes tende a
sobrecarregar as vigotas. Elas necessitam escoramento para suportar o peso da laje
enquanto a capa de concreto não fornece resistência ao conjunto. Se o número de
escoras for insuficiente, as vigotas serão submetidas a grandes esforços e podem
desenvolver deformações e fissuras já nas idades iniciais, que por sua vez poderão
potencializar corrosão das barras de aço, conforme representado na Figura 70.
Figura 70 – Corrosão de armaduras em laje.
Fonte: Site Técnico Edifica (http://tecnicoedifica.blogspot.com.br/2014/04/patologias-em-concreto-
armado.html)
81
7.2.9 Impermeabilização Ausente ou Deficiente
Algumas vezes essas lajes são empregadas em coberturas ou áreas externas
expostas a ação do sol e das chuvas, o que acaba degradando a estrutura com o
passar do tempo, e, nesse sentido, as lajes pré-fabricadas são especialmente
sensíveis a esses fatores. Caso deseja-se aplicar esse método construtivo em
ambientes externos, é imprescindível realizar a impermeabilização da estrutura
tendo em vista que, devido a menor espessura de concreto, essas lajes permitem
uma permeabilidade maior de umidade se comparadas às maciças.
Righi (2009) realizou um estudo acerca das patologias surgidas devido a falhas
em sistemas impermeabilizantes e conclui que a infiltração da água prejudica a
estrutura de diversas maneiras, inclusive potencializando a corrosão das armaduras,
já que a laje estará constantemente molhada.
Além desse problema crônico, Righi (2009) destacou o surgimento de diversas
bolhas típicas da presença de umidade na face interna das lajes. Enquanto a
primeira patologia pode comprometer a vida útil da estrutura, o surgimento de
saliências na pintura causa aspecto visual desagradável. A prevenção desses males
consiste em projetar e executar uma camada impermeabilizante adequada que
estanque todos os pontos que terão contato com a água. A Figura 71 apresenta uma
patologia provinda da infiltração numa laje de cobertura.
Figura 71 – Bolhas surgidas pela infiltração de umidade na laje.
Fonte: Righi (2009).
82
CONCLUSÕES
Ao final do desenvolvimento deste trabalho, é possível entender um pouco
mais sobre as características técnicas e de utilização de lajes pré-fabricadas no
Brasil. A necessidade de redução de custos diretos e operacionais comanda a
construção civil atualmente, e, nesse cenário, esse método construtivo em constante
evolução apresenta-se como uma solução interessante para diversas aplicações,
principalmente obras residenciais de casas ou edifícios de múltiplos pavimentos. É
possível também aplicar a outros tipos de edificações desde que tomados alguns
cuidados básicos. O modo de produzir que começou no século XIX com a
associação de argamassa com perfis metálicos evolui em diversos quesitos e hoje é
um método racionalizado e com pouco desperdício.
Como fruto da constante evolução do método, surgiram diferentes variações
desse tipo de laje, sendo que a matéria-prima, a mão de obra e o mercado regem
quais são os componentes predominantes numa determinada região. Basicamente
subdividem-se em: lajes formadas com vigotas comuns, com vigotas treliçadas e
com vigotas protendidas. As primeiras são as mais tradicionais e de simples
fabricação, porém apresentam uso bastante restrito. As treliçadas são as mais
utilizadas atualmente e isso se justifica por terem preço competitivo e vencerem vãos
maiores devido à armação em forma de treliça espacial. As vigotas protendidas, por
sua vez, também alcançam grandes vãos, porém seu uso não é tão disseminado,
pois necessitam de protensão. Para todos os casos, podem ser utilizados blocos
cerâmicos, de concreto ou de EPS, armadura adicional e capeamento de concreto.
O dimensionamento de lajes pré-fabricadas pode ocorrer de diversas formas
considerando diferentes processos e critérios de cálculo. Dentre eles, estão os
modelos de grelha equivalente, grelha equivalente simplificado, viga independente,
método dos elementos finitos e modelo com continuidade. Todos são corretos,
porém o mais utilizado é o modelo de viga independente, que simplifica bastante o
processo, já que considera a laje como uma viga biapoiada. Após o levantamento de
cargas que engloba peso próprio, revestimento, sobrecarga e carregamentos
excepcionais, é possível projetar a estrutura utilizando fórmulas e tabelas típicas do
dimensionamento de vigas submetidas à flexão simples ou apenas seguir tabelas
sugeridas por fabricantes com vãos e sobrecargas predefinidos.
83
Caso se opte pelo método tradicional, Carvalho e Figueiredo Filho (2014)
apresentam todas as etapas e equações para o dimensionamento, bem como a
simplificação utilizando tabelas e coeficientes adimensionais. A NBR 6118:2014 rege
o dimensionamento dessas estruturas e a NBR 14859-1:2016 define demais
características pertinentes ao método construtivo. Após dimensionar, é necessário
analisar o cisalhamento para dispensar armadura transversal e verificar o Estado
Limite de Serviço nos critérios deformação excessiva – grande problema em lajes
pré-fabricadas – e abertura de fissuras.
A interação entre a estrutura pré-fabricada e a moldada in loco é um aspecto
importante que deve ser priorizado durante a construção. As lajes pré-fabricadas
seguem um mecanismo de funcionamento em que a armadura da vigota fornece
resistência à tração e o concreto da mesa resiste à compressão. Mas, para que isso
ocorra, é necessário garantir que haja a devida aderência entre as ambas, ou seja,
que a estrutura torne-se monolítica. As vigotas treliçadas apresentam melhor
aderência com a capa de concreto, pois a armadura lateral da treliça contribui
bastante nesse sentido. Já as demais vigotas podem necessitar medidas extras para
garantir essa aderência. Quanto aos apoios, as vigotas devem adentrar em fôrmas
de vigas ou alvenarias portantes e a concretagem dos elementos deve ocorrer na
mesma etapa para garantir a solidarização da estrutura.
O comportamento de seção T é característica peculiar dessas estruturas, bem
como a eliminação do concreto tracionado excedente e a consequente diminuição
do peso próprio da laje. A vinculação, por sua vez, segue a regra do simplesmente
apoiado nas duas extremidades para evitar o surgimento de momentos negativos.
Quanto a detalhamentos, a disposição das vigotas geralmente segue o sentido do
menor vão, pois é onde ocorrem os maiores momentos. Se a laje for bidirecional,
são necessárias nervuras e armaduras transversais. As barras de armação são
dispostas após a montagem e podem ser longitudinais, transversais, negativas e de
distribuição, a qual é obrigatória para lajes armadas numa só direção. Após isso, o
concreto é lançado e a capa deve ter espessura suficiente para fornecer rigidez ao
sistema e distribuir corretamente os esforços. A maior vantagem das lajes pré-
fabricadas e a eliminação de fôrmas e diminuição da quantidade de escoramento, já
que as vigotas suportam certo grau de carregamento livre de escoras.
84
A execução de lajes pré-fabricadas não apresenta grandes dificuldades e
inclusive facilita a construção em alguns aspectos. Os materiais empregados são os
típicos de obras convencionais: concreto, aço, blocos inertes e material para
escoramento. A primeira etapa é a locação do escoramento composto por guias,
pontaletes, cunhas e calços após o nivelamento do piso e acerto das contraflechas.
As vigotas são os primeiros elementos posicionados e o espaçamento é acertado
com a utilização de blocos leves nas extremidades como gabarito. Os blocos de
enchimento e caixas de passagem são colocados entre as vigotas e já servem como
fôrma para o concreto. As armaduras discriminadas no projeto estrutural devem ser
posicionadas, bem como tubulações hidráulicas e eletrodutos. Após a limpeza e
umedecimento da superfície, efetua-se a concretagem da estrutura, promovendo o
devido adensamento. A cura do concreto deve ocorrer com a molhagem da laje nos
primeiros dias e o escoramento pode ser retirado cuidadosamente após 15 dias.
As patologias recorrentes em lajes pré-fabricadas podem surgir devido a
problemas referentes à composição dos materiais ou à ação de fatores externos.
Ainda podem classificar-se como provocadas por fenômenos na natureza ou por
falhas humanas, sendo estas completamente passíveis de prevenção. Os erros
podem ser cometidos nas fases de projeto, construção ou utilização e apresentarem
as mesmas patologias. Os casos mais comuns nesse tipo de lajes são fissuras e
flechas elevadas devido a grande solicitação da estrutura, e geralmente estão
associadas ao subdimensionamento ou perda de resistência da peça por motivos
como falta de aderência ou excesso de carregamento. Fissuras na face superior
também são comuns, porém essas são provocadas por erros durante a cura do
concreto, sendo facilmente prevenidas. Além dessas patologias, é possível
encontrar, devido a falhas construtivas, baixo desempenho da laje, trincas sobre os
apoios, desgaste da superfície, infiltrações, corrosão de armaduras, segregação de
material e quebra do concreto. Todos esses males podem ser evitados desde que
tomadas algumas precauções na fase de construção da laje.
85
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