3.1.1 COMO SISTEMA CONSTRUTIVO
Devido às suas características técnicas e acompanhando a evolução
tecnológica, o aço tem substituído outros materiais na construção
industrializada, sendo aplicado também como sistema construtivo.
O aço pode ser empregado, por exemplo, como componente industrializado,
substituindo materiais como tijolos, madeiras, vigas e pilares de
concreto, como ocorre no sistema denominado internacionalmente
denominado por Steel Frame.
Fig. 3.1 - Viga de alma cheia
3.1.2 COMO ELEMENTO ESTRUTURAL
a. VIGAS
• VIGAS DE ALMA CHEIA
São formadas por duas mesas, interligadas por uma alma, e se
caracterizam pelo acentuado afastamento entre as mesas. Os perfis tipo
“I” soldados, da série CVS e VS, “I” laminados e os pedis “U”
estruturais formados a frio são os mais utilizados para vigas. Pela
própria forma da seção, são bastante adequados para resistir, por
intermédio das mesas, os esforços de compressão e de tração. As mesas
dos perfis “I” são sempre mais espessas do que as almas.
Fig. 3.2 - Viga alveolar
Os valores de referência, para efeito de pré - dimensionamento das
alturas das vigas de alma cheia (seção “I”) simplesmente apoiadas, são:
- Vigas principais - 1/14 a 1/20 do vão (para vãos de 8 a 30 m); Fig. 3.3 - Viga em forma de treliça
- Vigas secundárias - 1/20 a 1/25 do vão (para vãos de 4,5 a 18 m).
• VIGAS ALVEOLARES
São obtidas a partir dos perfis tipo “I”, normalmente por recorte
longitudinal das almas, na forma de colmeias, com posterior
deslocamento e soldagem, ou mesmo por meio da execução de
aberturas nas almas desses perfis. Na peça obtida por recorte da alma, a
nova geometria da seção transversal apresentará uma altura
Fig. 3.4 - Viga vierendeel ou quadros
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significativamente maior do que a do perfil original, com a mesma massa inicial, portanto, com uma
considerável economia de peso. (DIAS, 2002)
• VIGAS EM FORMA DE TRELIÇAS
As treliças são constituídas de barras coplanares articuladas entre si e submetidas a carregamentosnodais. Nessas vigas, as barras podem-se articular por meio de ligação direta ou indireta.
Na ligação direta, as barras são diretamente fixadas uma às outras por soldagem.
A ligação indireta utiliza um elemento chamado chapa de ligação ou chapa de “ Gousset ”.
Os valores de referência, para efeito de pré - dimensionamento da altura das treliças, são:
1/lOa 1/25dovão(para vãos de 12a35m).
• VIGAS VIERENDEEL
São vigas compostas de barras resistentes na forma de quadros, unidas entre si por meio de ligações rígidas, que devem resistir as forças normais e cortantes e também aos momentos fletores. Em virtude da característica dos vínculos, as vigas-quadro são mais deformáveis do que as vigas treliças planas. Valores de referência: 1/15 a 1/20 do vão.
• VIGAS MISTAS
Resultam da associação de uma viga de aço com uma laje de concreto, sendo a ligação laje-viga realizada por meio de conectores. Esse trabalho solidário proporciona grande economia no peso das vigas de aço, principalmente quando se tratar de vigas simplesmente apoiadas. No caso da utilização de perfis “I”, a laje de concreto recebe boa parte dos esforços de compressão que deveriam ser absorvidos pela mesa superior do
perfil, enquanto os esforços de tração são normalmente absorvidos pela mesa inferior do perfil de aço. Os conectores cumprem a função de absorver os esforços de cisalhamento horizontal e impedir o afastamento vertical entre a laje e a viga.
Dentre os vários tipos de conectores, os mais recomendados são os classificados como flexíveis, do tipo pino com cabeça, que são igualmente os mais utilizados.
Alguns tipos de lajes podem trabalhar no sistema misto, como, por exemplo, as lajes moldadas “in loco”, as lajes pré - fabricadas do tipo pré-lajes e as lajes com “decks” metálicos (“steel decks). O valor de referência, para efeito de pré-dimensionamento da altura das vigas mistas, são: 1/20 a 1/25 do vão (para vãos de 6 a 20 m).
LAJES E PISOS
O esqueleto metálico permite a utilização de vários tipos de laje como:
• Laje convencional em concreto armado ou protendido ;
• Laje mista com vigas pré-moldadas, metálicas ou não, e tijolos furados;
• Laje de concreto com vigas metálicas, trabalhando com viga mista aço-concreto;
• Lajes em elementos pré-fabricados de concreto, servindo de forma e trabalhando como laje mista açoconcreto;
• Lajes com forma metálica trabalhando como laje mista aço-concreto.
Porém, alguns destes tipos de laje se caracterizam pelo baixo peso, facilidade de execução e rapidez de
montagem sendo as mais indicadas para edifícios em estruturas metálicas.
As lajes metálicas apresentam uma série de vantagens em relação às lajes convencionais, entre elas podemos
citar: rapidez e facilidade de colocação, com o mínimo emprego de mão-de-obra; leveza, o que permite fácil
manuseio dos painéis metálicos; dispensam a utilização de formas, já que seus elementos são pré-fabricados;
admite que se obtenha logo após a montagem do esqueleto metálico, fixando as chapas corrugadas na
estrutura, uma plataforma de trabalho a qual permite a execução de todos os trabalhos inerentes à construção;
reduz a altura do prédio, da seção das colunas e das cargas nas fundações devido ao menor peso da laje; etc.
(Freire, 2005)
• LAJES COMPOSTAS CONCRETO-CHAPA DE AÇO DOBRADA
Estas lajes consistem da substituição da armadura de tração convencional em ferro por uma chapa fina de aço
laminado a frio, com espessura da ordem de 1mm, dobrada de forma com que trabalhe em conjunto com a
camada de concreto. A chapa dobrada além de atuar como armadura, também recebe o papel de forma para a
concretagem.
É de grande importância que exista uma boa aderência entre o concreto e a chapa de aço. A ausência de
aderência provocaria um deslizamento entre os dois materiais fazendo com que ambos deixam de trabalhar
em conjunto, além de impossibilitar a transferência de esforços.
São utilizados vários dispositivos para garantir uma boa aderência entre o concreto e a chapa de aço, sendo
os mais comuns a utilização de estampagem de mossas na superfície da chapa, o dobramento de chapa em
ângulos reentrantes e a soldagem de barras no sentido transversal.
A capacidade de carga das lajes compostas vai depender da geometria da chapa, da sua espessura, do tipo de
aço e do tipo de concreto, podendo ser adequada para vãos de 2.5 a 4.5m, trazendo uma grande economia no
dimensionamento das vigas e na altura do peso.
Fig. 3.6 - Lajes em concreto e chapa de aço dobrada
Fonte: Freire, 2005
• PISO STEEL DECK
O piso steel deck consiste na utilização de perfis de aço A446 pré-fabricados, em forma de telha trapezoidal
revestidos por uma camada de concreto leve (argila expandida como agregado), cuja resistência mínima à
compressão é 20MPa. Ele é utilizado como uma viga mista, como descrito anteriormente.
Para o controle de fissuração é empregado uma tela soldada com área mínima igual a 0,1% da área de
concreto acima do topo do perfil.
A altura do perfil é de 75 mm com largura igual a 820mm, o comprimento varia conforme o desejado.
Peso Próprio (P.P.) = 100kg/m2
Sobrecarga = 450kg/m2. (Freire, 2005)
• LAJE PRÉ-PROTENDIDA
O painel treliçado é um elemento composto por uma base de concreto estrutural e armação treliçada,
englobada parcialmente na região da armadura inferior de tração, obtendo-se junto com uma capa de
concreto, adicionado em obra, com trabalhabilidade e espessura de acordo com o projeto da laje, obtendo-se
uma laje treliçada maciça e pré-fabricada.
Dimensões dos painéis:
Largura: 250mm ou 300mm
Comprimento: definido pelo projeto
Treliça: altura e composição de aço em função do projeto
Para uma laje de 10cm de altura com capa de concreto de 7cm, temos
um peso próprio equivalente a 250kgf/m2.
P.P.: 250kg/m2
S.C.: 300kg/m2 (Freire, 2005)
• LAJE REAGO
Fig. 3.7 - Instalação de painéis de laje reago
A laje é composta por painéis vazados de concreto protendido, que
acomodam facilmente todos os tipos de dutos de serviços elétricos ou
de comunicações, trazendo uma redução de até 10cm por altura do
piso.
Os painéis apresentam largura de 990mm, comprimento variável
conforme o projeto e as seguintes alturas: 100, 150, 200 e 250mm.
Fig. 3.8 - Utilização de painel wall como laje para um
estacionamento P.P.: 160kg/m2
S.C.: 390kg/m2
• PAINEL WALL
Os Painéis Wall são compostos de madeira maciça revestida de
compensados com colagem à prova d´água, com espessura total de 4
cm. Suas superfícies são revestidas de manta fenólica anti-derrapante
que impermeabiliza e protege o painel. Suporta altas cargas podendo
ser utilizado em estacionamentos, e mezaninos.
Fig. 3.9 - Vista inferior da laje em painel wall de um
estacionamento
As placas apresentam as seguintes dimensões: 2.500 x 1.2000 x 40mm e necessitam de apoios a cada 1,25m.
Peso Próprio: 20kg/m2
Resistência: 700 kgf/m² (Freire, 2005)
• CHAPA DE PISO OU CHAPA XADREZ
São chapas de aço que apresentam relevos em sua superfície, obtidos na laminação das chapas ou através de
operações de estampagem. Podem ser fabricadas a partir de chapas grossas ou finas, laminadas a quente e
zincadas ou não. Normalmente, as chapas de piso são fornecidas sem especificação de composição química
ou propriedades mecânicas.
• GRADE DE METAL ELETROFUNDIDO
As grades de metal eletrofundido sãos compostas de barras de aço sob a forma de uma malha ortogonal
soldadas, que apresentam diferentes capacidades de sobrecargas conforme a altura e o espaçamento entre as
barras.
• GRADE DE METAL EXPANDIDO
A grade de metal expandido apresenta mais rigidez e resistência que as chapas lisas. É confeccionada a partir
de chapas grossas de metal, zincadas ou não, que sofrem operações de corte e são expandidas.
Por serem malhas de grande área aberta, não impedem a passagem de luz e ar, não acumulam resíduos sobre
o piso e comportam-se como piso antiderrapante.
Fonte: Desenvolvimento do projeto arquitetônico em estruturas
