A importância do pré-dimensionamento

O dimensionamento é uma das etapas de cálculo mais importante na elaboração de um projeto da construção civil. É por meio dele que o engenheiro calculista define o uso dos materiais considerando disposição e dimensões de vigas, pilares e lajes.

Um preceito básico de um projeto é que, antes de suportar outras cargas, uma estrutura deve suportar seu próprio peso. O dimensionamento das lajes, nosso principal foco aqui, acontece por meio de fórmulas matemáticas para cálculo da espessura da laje de acordo com as cargas previstas.

Contudo, essa é uma prática realizada pelo engenheiro calculista, em um momento posterior ao projeto definido pelo arquiteto. Esse profissional, por sua vez, ao idealizar as linhas estéticas e funcionais do empreendimento, deve já realizar uma previsão da estrutura que será necessária. A esse processo, damos o nome de pré-dimensionamento.

Pré-dimensionamento

O pré-dimensionamento é geralmente realizado pelo arquiteto. Na concepção do edifício, ele deve fazer uma projeção prévia das dimensões estruturais para que ela possa suportar sua própria carga, os esforços iniciais que devem ser calculados.

Esse conhecimento dos arquitetos é necessário tanto para que planejem estruturas viáveis como para terem respaldo de discutir aspectos técnicos com o engenheiro calculista em vista da melhor solução para a obra.

Com o conhecimento do pré-dimensionamento, é possível realizar o cálculo de ligações entre os elementos da estrutura.

A partir dessa previsão inicial, o engenheiro calculista realiza o dimensionamento completo do projeto seguindo todos os protocolos e normas técnicas exigidas.

Pré-dimensionamento de lajes

Como ainda está se fazendo um cálculo preliminar, todos os vãos citados neste texto podem ser considerados como a distância, centro a centro, entre os apoios.

Com o conhecimento das dimensões dos vãos da estrutura, podemos estimar a altura da laje.

Em lajes maciças, divide-se o menor vão por um coeficiente que depende das condições de apoio e da carga, respeitando as espessuras mínimas da ABNT NBR 6118 (Projeto de estruturas de concreto), item 13.2.4.1: 8 cm em lajes de piso e 12 cm em lajes que suportam veículos com peso total maior que 30 kN. Nas lajes nervuradas, a espessura da mesa deve ser de pelo menos 1/15 da distância entre as nervuras e nunca menor que 4 cm (item 13.2.4.2 da mesma norma).

Pré-dimensionamento de vigas e pilares

No pré-dimensionamento das vigas, as informações conhecidas no projeto do arquiteto são as dimensões dos vãos em vigas bi apoiadas e contínuas.

A largura da viga deve ser igual ou maior que 12 cm. Esse valor é equivalente à espessura da parede suportada por aquela viga.

As vigas bi apoiadas sem balanços nas extremidades tem sua altura calculada dividindo o vão por 10. As vigas contínuas têm sua altura encontrada dividindo-se o maior vão por 12. Em ambos os casos, arredonda-se para o múltiplo de 5 superior.

Já dos pilares, ao contrário de lajes e vigas, sabe-se somente a altura. Para determinar a área de sua seção transversal (lados a x b), as normas brasileiras recomendam que as dimensões de a e b sejam iguais ou maiores que 19 cm. A área de seção deve ser igual ou maior que 360 cm².

Recomenda-se que a maior dimensão da seção transversal não seja muito superior ao dobro da menor dimensão. Em termos matemáticos, b ≤ 2a. 

Cálculo de dimensionamento para lajes

Voltando nosso foco para as lajes, é importante saber que os cálculos de dimensionamento para lajes maciças e nervuradas ocorrem de maneira distinta. Também se considera o tipo de carga média que cada ambiente é previsto que deve suportar.

Tabela disponível no Manual de Dimensionamento de Lajes do curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Ceará.

Assim, chegou-se a uma fórmula em que se encontra a altura da laje pela razão do menor vão da laje pelo coeficiente de carga, como vemos na tabela abaixo, com a primeira coluna representando os valores para lajes bidirecional e a segunda para laje unidirecional:

a: Menor dimensão da laje

h: Espessura da laje

No caso das lajes maciças, pode-se considerar a aplicação da tabela acima diretamente, dependendo apenas do conhecimento do valor de a para chegar a espessura necessária.

Ao tratar de lajes nervuradas, há de se considerar também se a estrutura será unidirecional ou bidirecional.

As lajes bidirecionais são definidas quando a razão entre o maior e o menor vão da laje seja menor que 2. Já nas lajes unidirecionais, a razão do maior e o menor vão da laje deve ser maior ou igual a 2.

A altura da laje nervurada se encontra pela mesma fórmula da tabela, mas há uma diferença marcante. O h da fórmula corresponde à altura equivalente da inércia. Com essa informação, basta consultar tabelas de fôrmas para descobrir qual a altura total da laje nervurada para a inércia calculada.

Você pode acessar a tabela da Atex neste link.

Perguntas frequentes