Guia Essencial de Estruturas e Elementos Construtivos

1. Definições: Sistemas e Elementos Estruturais

Entenda os conceitos fundamentais em engenharia estrutural:

• Estruturas ou Sistemas Estruturais: Podem ser entendidas como disposições racionais e adequadas de diversos elementos estruturais.
• Elementos Estruturais: Corpos sólidos deformáveis com capacidade de receber e de transmitir solicitações em geral.
• Elementos Lineares: Possuem comprimento muito maior que a seção transversal (ex: pilares, vigas, treliças).
• Elementos Bidimensionais: Possuem espessura muito menor que as demais dimensões (ex: placas, chapas, viga-parede, lajes).
• Elementos Tridimensionais: Possuem todas as dimensões da mesma ordem de grandeza (ex: sapatas, consolos).

2. Placa e Chapa: Diferenças no Comportamento Estrutural

A principal diferença reside no tipo de carregamento:

• A placa possui carregamento perpendicular ao seu plano médio (ex: laje).
• A chapa possui carregamento paralelo ao plano médio (ex: viga-parede).

3. Os 5 Principais Esforços Solicitantes na Estrutura

Conheça os esforços que atuam nos elementos estruturais:

• Tração: Ocorre quando as partes de uma estrutura ou elemento sofrem estiramento, afastamento.
• Compressão: Acontece quando as partes de uma estrutura ou elemento sofrem encurtamento, aproximação.
• Flexão: As forças são distribuídas ao longo da estrutura ou elemento e forçam o dobramento.
• Torção: As forças agem forçando a estrutura ou elemento a girar em torno de seu eixo.
• Cisalhamento: Ocorre uma tendência de cortar a estrutura.

4. Efeitos dos Esforços e Soluções em Elementos

Os esforços solicitantes podem causar os seguintes efeitos, com suas respectivas soluções:

• Deformação: Os elementos se deformam sem ocasionar rompimento do material (ex: flechas). Podem ser combatidas pelo aumento da seção transversal ou diminuição do vão entre apoios.
• Vibração: Peças que sofrem tração podem vibrar quando solicitadas pela carga. Se construirmos lajes pouco espessas, podem acontecer vibrações com a passagem de pessoas. Pode ser combatida aumentando a espessura ou diminuindo o vão.
• Flambagem: Peças que sofrem compressão podem chegar à ruína pela falta de rigidez. Combate-se a flambagem em pilares aumentando a robustez, ou seja, aumentando a seção transversal em ambas as direções.

5. Vantagens da Laje Nervurada Treliçada e Protendida

Ambos os tipos de laje nervurada oferecem benefícios significativos:

Vantagens da Laje Nervurada Treliçada:

• Planimetria dos tetos.
• Redução das fissuras nos tetos.
• Facilidade de manuseio, transporte e montagem.
• Comportamento ao fogo idêntico ao concreto armado.

Vantagens da Laje Nervurada Protendida:

• Facilidade de utilização.
• Redução ou eliminação de escoramento.
• Redução do consumo de concreto e peso próprio.
• Maiores vãos e menores flechas.

6. Funções das Armaduras em Lajes: Distribuição, Negativa e Positiva

Cada tipo de armadura desempenha um papel crucial na laje:

• Armadura de Distribuição: Limita a fissuração por retração e/ou variação de temperatura e melhora a monoliticidade do painel da laje, aumentando sua rigidez e evitando a fissuração entre suas vigotas de concreto.
• Armadura Negativa: Combate os momentos negativos formados pelos vínculos utilizados (laje semi-engastada na estrutura, contínua ou em balanço).
• Armadura Positiva: Combate o momento positivo que traciona as fibras da parte de baixo de vigas e lajes.

7. Esforços Principais em Lajes, Vigas e Pilares

Os elementos estruturais estão sujeitos a diferentes esforços:

• Lajes: Flexão.
• Vigas: Flexão e Cisalhamento.
• Pilares: Compressão.

8. Elementos e Funções da Laje Nervurada

A laje nervurada é composta por:

• Vigota: Combate o momento positivo.
• Lajota: Enchimento sem função estrutural.
• Cobrimento de Concreto: Solidarização dos elementos e resistência à compressão.

9. Principais Elementos de uma Treliça

Uma treliça é composta por:

• Corda ou Banzo: Barras que limitam a treliça na parte inferior ou superior.
• Montante: Barra vertical.
• Diagonal: Barra com o eixo coincidente com a diagonal de um painel.

10. Descimbramento: Retirada do Escoramento da Estrutura

O descimbramento da laje pré-fabricada, como em qualquer estrutura, deve ser feito gradualmente e numa sequência que não solicite o vão a momentos negativos.

11. Sequência de Distribuição de Cargas na Estrutura

O carregamento aplicado em uma estrutura é distribuído através de seus elementos estruturais na seguinte sequência:

LAJE > VIGA > PILAR > FUNDAÇÃO

12. Ações Estruturais: Permanentes, Variáveis e Excepcionais

As ações que atuam sobre uma estrutura podem ser classificadas em:

• Ações Permanentes: Ocorrem com valor praticamente constante durante toda a vida útil da construção.
  • Ações Permanentes Diretas: Peso próprio da estrutura e pesos das instalações.
  • Ações Permanentes Indiretas: Deformações, deslocamentos de apoio, imperfeições.
• Ações Variáveis: Não são constantes, variam durante o uso e vida útil da edificação.
  • Ações Variáveis Diretas: Cargas acidentais de uso (vento, água, móveis, pessoas).
  • Ações Variáveis Indiretas: Variação de temperatura, ações dinâmicas (choques/vibrações).
• Ações Excepcionais: Aquelas cujos efeitos não podem ser controlados por outros meios (Exemplos: terremotos, furacões, tsunamis).

13. Viga de Transição: Definição e Aplicação

São vigas que recebem a carga concentrada de pilares e têm a função de aumentar a distância entre pilares, maximizando o aproveitamento interno da edificação. Essa solução ocorre geralmente em garagens de edifícios.

14. Determinação da Fundação Ideal para Edificações

A escolha do tipo de fundação a ser empregada em uma construção depende do tipo de terreno e das cargas atuantes sobre ela, ou seja, dos esforços solicitantes que chegam através dos pilares. A fundação deve ser apoiada em solo capaz de resistir a esses esforços e, assim, ter condições de dissipá-los.

15. Critério de Parada na Sondagem do Solo

A exploração deve ser levada a profundidades tais que incluam todas as camadas impróprias ou que sejam questionáveis como apoio de fundações, de tal forma que não venham a prejudicar a estabilidade e o comportamento estrutural ou funcional do edifício.