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STEEL DECK LAJES MISTAS. STEEL DECK ENGENHARIA CIVIL – UFMG TECNOLOGIA DAS EDIFICAÇÕES III COMPONENTES DO GRUPO BRUNO LAS CASAS FÁBIO PERDIGÃO KELIANE.

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1 STEEL DECK LAJES MISTAS

2 STEEL DECK

3 ENGENHARIA CIVIL – UFMG TECNOLOGIA DAS EDIFICAÇÕES III COMPONENTES DO GRUPO BRUNO LAS CASAS FÁBIO PERDIGÃO KELIANE FERREIRA NATÁLIA PUFF

4 HISTÓRICO Em meados de 1930, engenheiros norte americanos percebem vantagens na integração de chapas metálicas denominadas Steel Deck com o concreto, tais como:

5 dispensa de utilização de fôrmas de madeira; dispensa de utilização de fôrmas de madeira; dispensa do uso de escoras; dispensa do uso de escoras; facilidade de passagem de dutos e fixação de forros; facilidade de passagem de dutos e fixação de forros; maior agilidade no processo construtivo. maior agilidade no processo construtivo.

6 Anteriormente eram usadas fôrmas de aço juntamente com concreto sem haver interação entre as mesmas. Anteriormente eram usadas fôrmas de aço juntamente com concreto sem haver interação entre as mesmas. Início de utilização da estrutura com interação durante a década de 40, a fôrma passa a servir como armadura positiva da laje. Início de utilização da estrutura com interação durante a década de 40, a fôrma passa a servir como armadura positiva da laje.

7 COMPORTAMENTO MISTO ENTRE O CONCRETO E A CHAPA DE AÇO (utilizar no mínimo dois)

8 Estudos realizados no exterior, em laboratórios, levaram à conclusão de existência de três tipos de colapso: Modelode estudos Modelo de estudos

9 TIPOS DE COLAPSO colapso por flexão; colapso por flexão; colapso por cisalhamento transversal ou vertical; colapso por cisalhamento transversal ou vertical; colapso por cisalhamento longitudinal (shear bond). colapso por cisalhamento longitudinal (shear bond).

10 FATORES DE SEGURANÇA Valores diferenciados de coeficientes de segurança segundo diferentes normas, tais como: Valores diferenciados de coeficientes de segurança segundo diferentes normas, tais como: STEEL DECK INSTITUTE - SDI e SCE, nos EUA; STEEL DECK INSTITUTE - SDI e SCE, nos EUA; CANADIAN SHEET STEEL BUILDING INSTITUTE – CSSBI, no Canadá; CANADIAN SHEET STEEL BUILDING INSTITUTE – CSSBI, no Canadá; EUROCODE 4: DRAFT EN :2001, na Europa e EUROCODE 4: DRAFT EN :2001, na Europa e ANEXO C da NBR 14323, no Brasil. ANEXO C da NBR 14323, no Brasil.

11 ESTUDOS NO EXTERIOR Publicações significativas: FRIBERG (1954); FRIBERG (1954); BRYL (1967); BRYL (1967); Surgem pesquisas independentes (por volta de 1970); Surgem pesquisas independentes (por volta de 1970);

12 Necessidade de normatização dos ensaios. Necessidade de normatização dos ensaios. Pesquisas no AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE (AISI), em 1967, lideradas por EKBERG e SCHUSTER. Pesquisas no AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE (AISI), em 1967, lideradas por EKBERG e SCHUSTER.

13 São feitas várias pesquisas, observando um único E.L.U.: São feitas várias pesquisas, observando um único E.L.U.: RUPTURA POR CISALHAMENTO LONGITUDINAL. RUPTURA POR CISALHAMENTO LONGITUDINAL. Desenvolvimento do método m & k. Desenvolvimento do método m & k.

14 Método m & k, gerou expressões da CSSBI (2002) e EUROCODE 4 (2004). Vus: resistência nominal ao esforço cortante, em kN/m; Vus: resistência nominal ao esforço cortante, em kN/m; b: largura da laje, em m; b: largura da laje, em m; d: altura efetiva da laje, em mm; d: altura efetiva da laje, em mm; L:o vão de cisalhamento, em mm; L:o vão de cisalhamento, em mm; m e k: parâmetros determinados a partir de resultados dos ensaios. m e k: parâmetros determinados a partir de resultados dos ensaios.

15 Metodologia: reescrever a equação anterior na forma Com os valores de X e Y faz-se uma regressão linear empregando o método dos mínimos quadrados, obtendo, desse modo, os parâmetros m e k.

16 Valores do vão de cisalhamento L para projeto, segundo o EUROCODE 4 (2004): L/4 para carregamento uniformemente distribuído em todo o vão; L/4 para carregamento uniformemente distribuído em todo o vão; distância entre a carga concentrada e o apoio mais próximo, para duas cargas iguais e simetricamente dispostas; distância entre a carga concentrada e o apoio mais próximo, para duas cargas iguais e simetricamente dispostas; uma avaliação baseada nos resultados dos testes deve ser feita para outros arranjos de carregamento, tais como a combinação de cargas distribuídas com cargas concentradas assimétricas. uma avaliação baseada nos resultados dos testes deve ser feita para outros arranjos de carregamento, tais como a combinação de cargas distribuídas com cargas concentradas assimétricas.

17 ESTUDOS NO BRASIL NBR 8800: 1986 – primeira a tratar do assunto, abordando vigas mistas; NBR 8800: 1986 – primeira a tratar do assunto, abordando vigas mistas; Atualmente, o Anexo C da NBR (1999) trata do dimensionamento das lajes mistas; Atualmente, o Anexo C da NBR (1999) trata do dimensionamento das lajes mistas;

18 Pesquisas realizadas na Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG em parceria com a METFORM S.A. Pesquisas realizadas na Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG em parceria com a METFORM S.A. Criação do steel deck MF-75, com diferentes formas e tamanhos. Criação do steel deck MF-75, com diferentes formas e tamanhos. Determinação e utilização dos parâmetros m & k para dimensionamento. Determinação e utilização dos parâmetros m & k para dimensionamento.

19 Segunda etapa da pesquisa: o emprego do sistema de lajes mistas em estruturas usuais de concreto armado: Observado que apresenta comportamento equivalente aos aplicados em estruturas metálicas sem conectores de extremidade. Observado que apresenta comportamento equivalente aos aplicados em estruturas metálicas sem conectores de extremidade.

20 Terceira etapa da pesquisa: estudos sobre a resistência das lajes mistas: Resultados revelaram um aumento na capacidade portante da laje em relação aos protótipos simplesmente apoiados. Resultados revelaram um aumento na capacidade portante da laje em relação aos protótipos simplesmente apoiados.

21 Etapa final da pesquisa: utilização de concreto leve, ao invés de concreto convencional. Os resultados obtidos foram bastante similares ao apresentado pelas lajes mistas feitas com concreto convencional. Os resultados obtidos foram bastante similares ao apresentado pelas lajes mistas feitas com concreto convencional.

22 O que é o STEEL DECK ? Laje composta por uma telha de aço galvanizado e uma camada de concreto. Laje composta por uma telha de aço galvanizado e uma camada de concreto. O aço, excelente material para trabalhar a tração, é utilizado no formato de uma telha trapezoidal que serve como fôrma para concreto durante a concretagem e como armadura positiva para as cargas de serviço. O aço, excelente material para trabalhar a tração, é utilizado no formato de uma telha trapezoidal que serve como fôrma para concreto durante a concretagem e como armadura positiva para as cargas de serviço.

23 STEEL DECK Esquemaestrutural Esquema estrutural

24 STEEL DECK Detalhe – vista inferior Detalhe – fôrma

25 STEEL DECK Detalhe steel deck completo

26 VANTAGENS STEEL DECK fôrma para o concreto fresco e permanecer em definitivo no local; fôrma para o concreto fresco e permanecer em definitivo no local; elimina os custos com a desforma; elimina os custos com a desforma; leve, é fácil de ser manejado e posicionado; leve, é fácil de ser manejado e posicionado; devido à sua forma nervurada, fornece um sistema de laje mista de peso menor que os outros sistemas de pisos; devido à sua forma nervurada, fornece um sistema de laje mista de peso menor que os outros sistemas de pisos; o Steel Deck é aproveitado como armadura positiva da laje; o Steel Deck é aproveitado como armadura positiva da laje;

27 EXECUÇÃO DA LAJE MISTA Atenção à execução também é importante, sobretudo no que diz respeito ao correto posicionamento e fixação da fôrma metálica na estrutura de apoio, à distribuição uniforme do concreto durante a concretagem e à colocação de arremates de contenção lateral do concreto.

28 EXECUÇÃO DE UMA LAJE MISTA EM CINCO PASSOS

29 Primeiro passo Antes de elevar as chapas, é necessário que a estrutura metálica esteja executada. Antes de elevar as chapas, é necessário que a estrutura metálica esteja executada. A montagem das chapas deve ser realizada de acordo com os planos de execução. A montagem das chapas deve ser realizada de acordo com os planos de execução. Para espaçamento entre vigas de suporte superior a 2,5 m, é necessário escoramento durante a concretagem e período de endurecimento do concreto. Para espaçamento entre vigas de suporte superior a 2,5 m, é necessário escoramento durante a concretagem e período de endurecimento do concreto.

30 Segundo passo Após o término da montagem da fôrma de aço, devem ser fixados os conectores de cisalhamento. Após o término da montagem da fôrma de aço, devem ser fixados os conectores de cisalhamento. Esses conectores deverão ser soldados à viga, através da fôrma de aço, com um equipamento de solda por eletrofusão. Esses conectores deverão ser soldados à viga, através da fôrma de aço, com um equipamento de solda por eletrofusão. O conector mais utilizado no sistema de lajes e vigas mistas é o tipo pino com cabeça. O conector mais utilizado no sistema de lajes e vigas mistas é o tipo pino com cabeça.

31 Detalhe conector de cisalhamento: O conector mais utilizado no sistema de lajes e vigas mistas é o tipo pino com cabeça. O conector mais utilizado no sistema de lajes e vigas mistas é o tipo pino com cabeça.

32 Terceiro passo Concluídas a montagem, a fixação da fôrma e a instalação dos conectores, pode-se dar início à instalação das armaduras adicionais das lajes. Concluídas a montagem, a fixação da fôrma e a instalação dos conectores, pode-se dar início à instalação das armaduras adicionais das lajes. Como regra, utilizam-se armaduras em malha quadrada e de pequeno diâmetro, exceto em grandes vãos, onde é necessário proceder ao cálculo de uma armadura superior. Como regra, utilizam-se armaduras em malha quadrada e de pequeno diâmetro, exceto em grandes vãos, onde é necessário proceder ao cálculo de uma armadura superior.

33 Quarto passo Lançamento do concreto por meio de bomba(concreto bombeado). Lançamento do concreto por meio de bomba(concreto bombeado). A saída do concreto deve ser movimentada freqüentemente e cuidadosamente para minimizar os problemas de acumulação em zonas críticas da laje como, por exemplo, no meio do vão. A saída do concreto deve ser movimentada freqüentemente e cuidadosamente para minimizar os problemas de acumulação em zonas críticas da laje como, por exemplo, no meio do vão.

34 Quinto passo Como em toda concretagem, o tempo de cura deve ser respeitado rigorosamente. Como em toda concretagem, o tempo de cura deve ser respeitado rigorosamente. O cobrimento mínimo definido em normas estrangeiras, bem como na NBR é de 50 mm de concreto acima do topo do steel deck. O cobrimento mínimo definido em normas estrangeiras, bem como na NBR é de 50 mm de concreto acima do topo do steel deck.

35 STEEL DECK METFORM foi pioneira e líder na implantação e na divulgação das lajes mistas com o sitema Steel Deck. foi pioneira e líder na implantação e na divulgação das lajes mistas com o sitema Steel Deck. já foram utilizados mais de metros quadrados de Steel Deck METFORM para edificações industriais/urbanas, pontes, viadutos e obras diversas no Brasil, América Latina e África. já foram utilizados mais de metros quadrados de Steel Deck METFORM para edificações industriais/urbanas, pontes, viadutos e obras diversas no Brasil, América Latina e África.

36 STEEL DECK METFORM Fabricado com o aço especial galvanizado ASTM A 653 Grau 40, podendo ser encontrado nas espessuras 0,80 mm, 0,95 mm e 1,25 mm, com um comprimento de até 12 metros, conforme projeto; Fabricado com o aço especial galvanizado ASTM A 653 Grau 40, podendo ser encontrado nas espessuras 0,80 mm, 0,95 mm e 1,25 mm, com um comprimento de até 12 metros, conforme projeto; Pode ser pintado eletrostaticamente em sua face inferior, para proteção contra corrosão. Pode ser pintado eletrostaticamente em sua face inferior, para proteção contra corrosão.

37 MF - 75 recomendado para empreendimentos industriais e lajes com necessidade de resistência a cargas elevadas; recomendado para empreendimentos industriais e lajes com necessidade de resistência a cargas elevadas; possui largura útil de 820mm; possui largura útil de 820mm; devido a sua maior espessura resiste a cargas elevadas. devido a sua maior espessura resiste a cargas elevadas.

38 MF - 50 adotado em edificações urbanas tipo hotéis, hospitais, escritórios, edifícios, garagens e etc; adotado em edificações urbanas tipo hotéis, hospitais, escritórios, edifícios, garagens e etc; possui largura útil de 915mm; possui largura útil de 915mm; devido a sua menor espessura pode ser fabricado com uma largura maior. devido a sua menor espessura pode ser fabricado com uma largura maior.

39 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO

40 Exemplo de catálogo de steel deck

41 FÁBRICA DA AUDI

42 PÁTIO SAVASSI

43 PITÁGORAS

44 SUPERMERCADO MINEIRÃO

45 PONTE NA VENEZUELA

46 CONCLUSÃO O sistema construtivo em Steel Deck cumpre ao que propõe que é a economia de tempo e a otimização na obra, minimizando perdas nas edificações, visto que além da eliminação da fôrma, em alguns casos tem-se a eliminação também de todo o escoramento necessário para execução de uma laje comum.

47 CONCLUSÃO Não existem comparações tecnológicas para que se possa afirmar com certeza se o custo desse método é realmente inferior ao método usual de lajes, mas é fato que a união das vantagens descritas traduz em uma certa economia na construção, com prazos de execução reduzidos, menor desperdício e menor custo na mão de obra no canteiro.

48 Obrigado!


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