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 de carga (pag. 4) e considera-se uma altura mínima de 8 cm em pisos comuns e 12 cm para suporte do tráfego de veículos. Nas lajes nervuradas, a altura mínima é encontrada conforme descrito na página 4.
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 sessão 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.
