Aula Estruturas Mistas1

8/13/2019 Aula Estruturas Mistas1

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INTRODUO

As estruturas mistas podem ser constitudas, deum modo geral, de concreto-madeira, concreto-ao ou ao-madeira. Um sistema de ligao

entre os dois materiais deve ser utilizadopara assegurar a transferncia de esforos, etambm evitar o desprendimento vertical dosdois materiais.

rof. Angela A. de Souza


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ESTRUTURAS MISTAS -DESENVOLVIMENTO E

PERSPECTIVAS



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Nas trs ltimas dcadas, a associao ao-

concreto vem sendo utilizada nos sistemasestruturais de edificaes. Essa associao foidenominada - estruturas mistas.Essas se diferenciam das estruturas em concretoarmado e de ao. Uma estrutura mista ao-concreto composta por elementos mistos.Nas estruturas de concreto armado, vigas, pilares elajes so constitudas por concreto de qualidadeestrutural e barras de armadura adequadamente

dimensionadas e detalhadas, imersas no concretosimples.



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Nas estruturas metlicas, vigas e pilaresso perfis laminados, soldados, adequadamente

dimensionados e detalhados, cuja juno feitapelas ligaes, que podem ser soldadas ouparafusadas.



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As estruturas mistas so formadas pelaassociao de perfis de ao e concreto estruturalde forma que os materiais trabalhem conjuntamentepara resistir aos esforos solicitantes.Desta forma possvel explorar as melhores

caractersticas de cada material tanto emvigas e pilares, quanto nas lajes.

A utilizao de elementos mistos e, porconseqncia, de sistemas mistos, ao-concreto

amplia consideravelmente o conjunto de soluesem concreto armado e em ao.



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Neste tipo de situao, os elementos mistos

possibilitam a reduo das dimenses da seo,ampliando as reas livres e reduzindo as forasverticais que chegam nas fundaes.

Outro aspecto importante a necessidade de

atender aos prazos de entrega da edificao, fatorque requer o emprego de sistemas estruturais paraos quais seja possvel obter rapidez e facilidade deexecuo, sem grandes acrscimos no custo final

da edificao.



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Tambm importante a localizao daedificao que, por vezes, resulta em espaoreduzido para montagem de canteiro de obrase limitaes impostas pela vizinhana.



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Os avanos tecnolgicos das ltimas dcadascolaboraram para a crescente utilizao deestruturas mistas. Tais avanos possibilitaramtambm o surgimento de equipamentos quefacilitam o transporte e posicionamento doselementos mistos.



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Alm da variedade de opes e combinaes possveispara as estruturas mistas, especificamente em relaos estruturas em concreto armado verifica-se apossibilidade de dispensar frmas e escoramentos,reduzindo custos com materiais e mo-de-obra, areduo do peso prprio da estrutura devido utilizaode elementos mistos estruturalmente mais eficientes

e o aumento da preciso dimensional dos elementos.



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Por outro lado, em relao s estruturas de ao, asestruturas mistas permitem reduzir o consumo de aoestrutural e substituindo parte dele pelo concreto, quetem menor custo.



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cada vez mais comum compor o sistema estruturalde uma edificao com pilares de ao, vigas mistas,ncleos ou paredes de concreto armado quegarantem a estabilidade horizontal.Os primeiros elementos mistos utilizados foram asvigas, os perfis eram envolvidos com concreto, noestrutural, a fim de aumentar a resistncia ao

fogo..



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Vigas Metlicas

Pilares emconcreto



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O dimensionamento de elementos mistos foi inseridoinicialmente nas normas tcnicas j existentes paraelementos de ao.

A norma americana para estruturas de concretoarmado tambm incluiu o dimensionamento depilares mistos em seu texto.

A primeira "norma" criada com o objetivo de abordarexclusivamente o dimensionamento e verificao deelementos mistos foi o cdigo europeu, que serviu de

diretriz para a elaborao do texto para reviso daNBR 8800 (Projeto e execuo de estruturas de ao).

NORMAS TCNICAS



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No Brasil, a NBR 8800/86 aborda somente o

dimensionamento de vigas mistas.O dimensionamento de pilares mistos e lajes mistas,que no eram abordados pela NBR 8800, foramincludos num dos anexos da NBR 14323/99(dimensionamento de estruturas de ao em situaode incndio) que aborda o dimensionamento deestruturas de ao em situao de incndio.

Atualmente aps a reviso de texto, a NBR 8800j contempla o dimensionamento de lajes mistas,

vigas mistas, pilares mistos e ligaes mistas.



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Os elementos so compostos por:

- Vigas Mistas;

- Pilares Mistos;

- Lajes Mistas;

- Pavimentos ou pisos mistos;



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VIGAS MISTAS

A viga mista composta por um perfil I, conectado laje de concreto por conectores. Pela figura possvelver a forma de uma viga mista em que a laje deconcreto composta por blocos de concreto pr-

moldado que recebem uma capa de concreto moldadain loco, a qual faz a juno laje-viga.



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Vigas Mistas


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Vigas Mistas



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Em construes escoradas, o elemento estruturalentra em servio somente aps a cura do concretoou seja, aps a retirada do escoramento e odesenvolvimento da ao mista, quando todas ascargas so suportadas pela seo mista. Emconstrues no escoradas, a viga de ao deve serdimensionada para as cargas de construo

(peso do concreto e sobrecarga construtiva).Admite-se que a viga de ao seja travadalateralmente para efeito de flambagem lateraldesde que a forma tenha rigidez suficiente para

tal...



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Exemplos deflambagem emvigas



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Em relao aos demais tipos de vigas mistas as

revestidas total ou parcialmente por concreto eapresentam maior resistncia ao fogo e maiorrigidez flexo.

Vigas mistas

totalmenterevestidas emconcreto



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Uma alternativa para grandes vos so as vigasmistas treliadas (trelias mistas ao-concreto), cujo

dimensionamento tambm previsto pelo texto daNBR 8800/03. As vigas mistas treliadas so treliasmetlicas com o banzo superior conectado a laje deconcreto ou laje mista gerando um comportamento

misto para resistir a esforos de flexo.



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A trelia metlica tem se mostrado uma soluoparticularmente atrativa para vos superiores a

10m e apresenta algumas vantagens em relaos vigas mistas como, por exemplo:

so mais leves que as vigas de alma cheia epossibilitam uma soluo fcil para acomodao

das instalaes em geral. A forma da trelia, variada e depende do tipo de projeto.

http://www.cesec.ufpr.br/etools/oe3/fotos/trelica2.jpg


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PILARES MISTOS

O concreto associado ao ao compondo elementosmistos surgiu como uma alternativa simples e poucoonerosa de proteo contra o fogo e a corroso e,portanto, sem funo estrutural.

A idia de proteo dos pilares metlicos impulsionouo surgimento dos primeiros pilares mistos ao-concretoque, desde ento, evoluram e hoje apresentamvariaes no arranjo e composio destes materiais.



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Existem diversos tipos de pilares mistos, que diferementre si pela posio que o concreto ocupa na seo.Em funo desta posio, os pilares mistos podem serclassificados em: parcialmente revestidos, revestidose preenchidos.Nos pilares revestidos, o concreto envolve o perfil de

ao.O pilar misto denominado parcialmente revestidoquando o concreto utilizado somente nopreenchimento do espao entre as mesas do perfil I.

Um pilar preenchido formado por um perfil tubular(retangular ou circular) de ao preenchido comconcreto.



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Pilares revestidos

rof. Angela A. de Souza Pilares parcialmente

revestidos

Pilares preenchidos


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A crescente utilizao dos pilares mistos preenchidos

em pases europeus, asiticos e americanos deve-seao grande nmero de qualidades resultantes destetipo de associao de materiais.

Tais qualidades abrangem aspectos construtivos,

econmicos e de comportamento estrutural tais como:alta resistncia, rigidez e capacidade de absorverenergia, dispensa uso de formas e possibilidadede dispensa de armaduras, economia de materiais e

mo-de-obra.



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Quanto aos pilares revestidos e parcialmente

revestidos, so necessrias frmas e barras dearmadura para evitar a flexo do concreto.

Os pilares parcialmente revestidos podem dispensaras frmas se a concretagem for executada na

horizontal, executando o preenchimento de um doslados e, em seguida, o preenchimento do outro lado.



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LAJE MISTA

A utilizao de lajes com frma de ao incorporadateve incio no final da dcada de 30 nos EstadosUnidos, no entanto a ao conjunta ao-concreto

s passou a ser considerada em meados da dcadade 50, a partir de estudos desenvolvidos.

Estudos recentes tem mostrados que vivel autilizao de lajes com frma de ao incorporada

tambm em estruturas de concreto armado.



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Atualmente a utilizao das lajes com frma de aoincorporada uma alternativa atraente porquepermite a racionalizao do processo construtivo e,por isso, so empregadas com sucesso em edifcios

de ao, de concreto armado e em pontes,

apresentando vantagens construtivas, estruturais eeconmicas.Dentre as vantagens advindas do uso de lajes comfrma de ao incorporada esto:



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A frma de ao substitui as armaduras de trao dalaje, gerando economia de tempo, material e mo-de-obra, pois os servios de corte, dobramento emontagem das armaduras so eliminados oureduzidos;Elimina a utilizao de frmas de madeira, queconstituem uma parcela significativa do custo total de

uma estrutura de concreto;



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Lajes de aoincorporada

http://www.colaborante.pt/files/estudos/48dd05e6e4b24.jpg


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Reduz a necessidade de escoramentos tornandoo canteiro de obras mais organizado, reduzindo otempo gasto com montagem e desmontagem dosescoramentos e retirada da frma;

A frma de ao pode servir de plataforma detrabalho nos andares superiores e proteo aosoperrios em servio nos andares inferiores;

As frmas de ao so leves, de fcil manuseioe instalao;

O uso de frmas de ao facilita a execuo dasdiversas instalaes e a fixao de forros.



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O somatrio das caractersticas citadas resulta em uma

notvel economia na construo, reduzindo prazos,desperdcio de materiais e mo de obra eIncrementando a qualidade do produto final.

Nas lajes mistas ou laje composta ou, ainda, laje com

forma de ao incorporada, a frma de ao suporta asaes permanentes e sobrecargas construtivas antesda cura do concreto e, aps a cura, o concreto passa atrabalhar estruturalmente em conjunto com a frma de

ao que substitui, total ou parcialmente, a armadura dalaje.



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PAVIMENTO MISTO

A nomenclatura pisos mistos utilizada para

descrever um tipo de sistema estrutural e construtivono qual as vigas so embutidas na altura da laje deconcreto. Estes pisos mistos so formados por vigase lajes, embutidas uma na outra. A aparnciacompacta, fruto do embutimento da parte da viga deao no concreto da laje, a principal caractersticadeste tipo de piso.



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Com o objetivo de reduzir a altura dos pisos oupavimentos, a comunidade tcnica comeou a estudar

e caracterizar, na dcada de 1970, os pisos depequena altura.Dentro desse contexto, pesquisadores desenvolveramum perfil de ao de seo I com dimenses

menores.Sistemas construtivos formados por prticos de aoe pisos de pequena altura foram o sistema maisutilizado para edifcios nos pases nrdicos, nadcada de 1980. O sucesso desse tipo de pisos

impulsionou o surgimento de outros tipos de seespara as vigas.



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No piso misto de pequena altura pode ser utilizadauma laje mista ou alveolar, ambas apoiadas na viga.

No caso da laje alveolar em concreto armado, ospainis pr-fabricados so posicionados na viga deao e, posteriormente, pode ser executada uma capade concreto consolidando painis de concreto e viga

de ao ou somente o preenchimento do espaoexistente entre as mesas do perfil de ao.



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Com o desenvolvimento das tecnologias delaminao de perfis, foi lanado em 1997, um perfillaminado assimtrico com mesa inferior mais largaque a superior; na mesa superior foram executadasranhuras na face externa para melhorar a adernciacom concreto.

Perfil usadanos pisos

mistos



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Pisos Mistos


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Existe ainda a possibilidade da utilizao de treliasespaciais suportando lajes de cobertura ou de piso.Uma soluo eficiente, neste caso, conectar a laje de

concreto a parte superior da trelia desenvolvendo umsistema de piso misto ao-concreto. O edifcio queemprega trelia espacial mista para compor ospavimentos, substitui as lajes nervuradas. Nesse caso,

o sistema misto apresenta 20% de aumento nacapacidade de carga com acrscimo de 3% no custo.

Edifcio empregandoSistema de piso comtrelia espacial mistapara compor ospavimentosrof. Angela A. de Souza


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OBRAS COM ESTRUTURA MISTA

AO-CONCRETO



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