Juntas em pisos industriais: tipos, transferência de cargas e dispositivos mecânicos

As juntas estão entre os elementos mais importantes de um piso industrial de concreto. Embora muitas vezes sejam tratadas apenas como detalhes construtivos, elas interferem diretamente no comportamento estrutural da placa, na transferência de cargas, na durabilidade das bordas e na qualidade de rolamento de empilhadeiras e outros equipamentos.

O concreto sofre retração desde as primeiras idades e também apresenta movimentações associadas às variações térmicas e higrométricas. Além disso, o empenamento das placas, as cargas estáticas e o tráfego de equipamentos geram tensões que precisam ser consideradas no projeto.

Nesse contexto, as juntas permitem controlar onde determinadas movimentações e descontinuidades ocorrerão. Ao mesmo tempo, precisam garantir que uma carga aplicada próxima à extremidade de uma placa possa ser parcialmente transferida para a placa adjacente.

Em outras palavras, uma boa junta precisa conciliar duas funções: permitir determinados movimentos horizontais e, ao mesmo tempo, limitar movimentos verticais relativos entre as placas.

Por que os pisos industriais precisam de juntas?

Uma placa de concreto executada sobre o solo não permanece com suas dimensões originais. Com a perda de umidade e a evolução das propriedades do material ocorre, principalmente, a retração do concreto.

Se essa movimentação for restringida, desenvolvem-se tensões de tração. Quando essas tensões superam a capacidade resistente do concreto, surgem fissuras.

As juntas permitem que parte dessas movimentações aconteça em posições previamente definidas pelo projetista.

Além disso, existem limitações executivas. Mesmo em pisos projetados com grandes panos de concretagem, não é possível executar indefinidamente toda a área em uma única operação. Em determinados pontos será necessário interromper e posteriormente retomar a concretagem.

Por isso, o projeto de juntas deve ser definido em conjunto com o projeto estrutural e com o plano de concretagem.

Principais tipos de juntas em pisos industriais

Na literatura brasileira é comum classificar as juntas como juntas serradas, juntas de construção e juntas de encontro ou isolamento. Juntas especificamente destinadas à dilatação também podem existir, embora sejam menos frequentes em pisos industriais internos (RODRIGUES, 2010).

Junta serrada ou junta de controle

A junta serrada é executada realizando-se um corte parcial na placa de concreto. O objetivo é criar uma região enfraquecida e induzir a formação da fissura exatamente naquele alinhamento.

A fissura desenvolve-se abaixo do corte e atravessa a espessura restante da placa.

Segundo o TR34, juntas serradas apresentam normalmente cortes com aproximadamente 25% a 30% da espessura da placa. O corte deve ser realizado tão cedo quanto possível, mas somente quando o concreto apresentar resistência suficiente para que a serra não provoque danos nas bordas (THE CONCRETE SOCIETY, 2013).

Junta de construção

A junta de construção aparece onde ocorre uma interrupção da concretagem.

Diferentemente da junta serrada, não existe inicialmente uma placa contínua que posteriormente é induzida a fissurar. As duas placas são concretadas em momentos distintos e, portanto, existe uma descontinuidade completa entre elas.

Essa condição torna a transferência de carga particularmente importante.

Do ponto de vista executivo, a ABNT NBR 14931 estabelece requisitos para a execução de estruturas de concreto e deve ser considerada nos procedimentos de interrupção e retomada da concretagem.

Juntas de encontro

As juntas de encontro, também chamadas de juntas de isolamento, são utilizadas para separar a placa do piso de elementos que possam restringir sua movimentação.

É o caso, por exemplo, de pilares, paredes, fundações de máquinas, poços, bases de equipamentos e outros elementos estruturais.

A intenção nesse caso não é criar uma região estruturalmente contínua, mas justamente o contrário: evitar que a movimentação da placa seja restringida por um elemento fixo.

Normalmente utiliza-se um material compressível ao longo de toda a espessura da placa, como EPS ou outro material especificado para essa finalidade.

E as juntas de dilatação?

Juntas especificamente destinadas à dilatação são menos comuns em pisos industriais internos.

Isso acontece porque as próprias juntas serradas e de construção apresentam aberturas decorrentes da retração e acabam acomodando parte das movimentações posteriores da placa (RODRIGUES, 2010).

Isso não significa que juntas de dilatação nunca sejam necessárias. Elas podem ser necessárias, por exemplo, para acompanhar juntas existentes na estrutura da edificação ou quando a análise das movimentações previstas justificar sua utilização.

O que é transferência de carga em uma junta?

Imagine uma roda de empilhadeira aproximando-se de uma junta.

Se as duas placas fossem completamente independentes, a placa carregada passaria a trabalhar praticamente como uma placa com borda livre. A deformação vertical aumentaria e as tensões próximas à borda também seriam maiores.

Por isso, quando a transferência proporcionada pela própria junta não é suficiente, podem ser empregados dispositivos mecânicos de transferência de carga, como barras ou chapas, capazes de transmitir parte da carga aplicada sobre uma placa para a placa vizinha.

Quando a transferência é eficiente, reduzem-se os deslocamentos verticais diferenciais entre as placas e as solicitações na região da junta.

E se não utilizar barras de transferência?

Nas juntas serradas, a fissura formada abaixo do corte apresenta uma superfície irregular. Os agregados dos dois lados da fissura permanecem parcialmente encaixados, permitindo a transmissão de esforços entre as placas.

Esse mecanismo é conhecido como entrosamento dos agregados, ou aggregate interlock.

O entrosamento pode ser suficiente para realizar a transferência de carga em determinadas situações, principalmente quando a abertura da junta permanece pequena. Entretanto, sua eficiência é fortemente dependente dessa abertura, além de ser influenciada pela espessura da placa, pelo suporte da fundação, pela magnitude das cargas e pelo número de repetições (COLLEY; HUMPHREY, 1967).

Para aberturas da ordem de 1 mm, a eficiência do mecanismo já diminui significativamente. Como referência, o TR34 considera, para uma abertura de 1,5 mm, apenas cerca de 15% de transferência de carga pelo entrosamento dos agregados, ou seja, uma redução de aproximadamente 85% em relação à condição de transferência integral adotada como referência (THE CONCRETE SOCIETY, 2013).

Por esse motivo, em pisos submetidos a cargas elevadas, tráfego intenso ou juntas com maior abertura prevista, é comum utilizar dispositivos mecânicos de transferência.

Barras de transferência

As barras de transferência são provavelmente o dispositivo mecânico mais conhecido para transferência de carga entre placas de concreto.

Normalmente são barras lisas de aço posicionadas aproximadamente na meia altura da placa e atravessando a junta. Seu princípio de funcionamento é relativamente simples.

Quando uma placa tende a deslocar-se verticalmente em relação à outra, a barra é solicitada transversalmente e transfere parte da força para a placa vizinha por meio da interação entre aço e concreto.

A resistência do conjunto envolve principalmente o comportamento da barra e a tensão de contato entre a barra e o concreto. Ao mesmo tempo, a barra não deve impedir a abertura da junta provocada pela retração. Por isso, pelo menos um dos lados precisa permitir o deslizamento longitudinal da barra.

O posicionamento das barras é tão importante quanto o seu dimensionamento. As barras devem permanecer alinhadas, horizontais e perpendiculares ao plano da junta. Uma barra inclinada pode oferecer resistência ao movimento de retração da placa. Quando diversas barras apresentam desalinhamento, a junta que deveria permitir movimentação pode passar a restringi-la.

O resultado pode ser o aparecimento de fissuras próximas à junta ou a concentração da movimentação em outra junta. Da mesma forma, deve-se evitar criar folgas excessivas entre a barra e o concreto. Rodrigues, Botacini e Gasparetto (2006) destacam que a eficiência da transferência diminui quando existe folga entre o dispositivo e o concreto.

O Manual de Pavimentos Rígidos do DNIT também trata das barras de transferência como dispositivos destinados à transmissão de carga entre placas, reforçando a importância de seu correto posicionamento e detalhamento (DNIT, 2005).

Barras quadradas de transferência

Além das tradicionais barras circulares, podem ser utilizadas barras de seção quadrada.

Uma vantagem importante desse sistema aparece quando são utilizadas luvas com elementos compressíveis nas laterais.

Enquanto uma barra circular convencional permite essencialmente o deslocamento da placa na direção longitudinal da barra, uma barra quadrada adequadamente detalhada pode também permitir movimentação lateral.

Isso pode ser interessante em juntas onde existe retração nas duas direções do plano do piso.

Chapas de transferência

Outra solução utilizada em juntas de construção são as chapas discretas de transferência, também conhecidas como plate dowels.

Em vez de uma barra circular, utiliza-se uma chapa metálica inserida parcialmente em cada uma das placas. As chapas podem apresentar diferentes geometrias, como losango, triangular ou trapezoidal, além de outras configurações desenvolvidas especificamente para permitir movimentações horizontais.

O TR34 considera as chapas discretas uma alternativa às barras tradicionais e destaca sua utilização em juntas de movimentação livre (THE CONCRETE SOCIETY, 2013).

Uma de suas principais vantagens é justamente permitir movimentação da placa no plano horizontal em mais de uma direção.

Juntas devem fazer parte do dimensionamento do piso

O comportamento da placa não pode ser analisado independentemente das juntas. Uma carga aplicada no interior da placa apresenta um comportamento diferente de uma carga aplicada próxima a uma borda, a um canto ou a uma junta.

Ao introduzir um mecanismo eficiente de transferência, a condição estrutural próxima à junta é modificada, pois parte da carga passa a ser suportada pela placa adjacente.

Portanto, o projeto das juntas deve ser compatível com o modelo estrutural utilizado no dimensionamento do piso. Não basta dimensionar a espessura da placa e posteriormente escolher um detalhe padrão de junta.

A geometria das placas, a abertura prevista, o sistema de transferência, o tráfego, as cargas pontuais, o tipo de reforço e o processo executivo fazem parte de um único problema de engenharia.

Conclusão

As juntas são regiões de descontinuidade e, justamente por isso, estão entre os pontos mais sensíveis de um piso industrial.

Juntas serradas permitem controlar a fissuração decorrente da retração. Juntas de construção viabilizam as etapas de concretagem. Juntas de encontro permitem que a placa se movimente independentemente de pilares, paredes e outros elementos fixos.

Quando existe tráfego ou carregamento próximo a essas regiões, a transferência de carga passa a ser fundamental.

O entrosamento dos agregados pode ser suficiente quando a abertura permanece pequena, mas sua eficiência diminui rapidamente com o aumento dessa abertura e com a repetição das cargas. Barras circulares, barras quadradas e chapas discretas permitem criar mecanismos mais confiáveis de transferência, desde que sejam corretamente dimensionados e instalados.

Por isso, o detalhamento das juntas não deve ser tratado apenas como uma decisão executiva. Ele faz parte do dimensionamento estrutural do piso industrial.

O AutPiso, software de dimensionamento de pisos industriais da Authenty, contempla o dimensionamento e a verificação de barras de transferência, incluindo verificações estruturais associadas ao aço e ao concreto.

Referências

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI 360R-10: Guide to Design of Slabs-on-Ground. Farmington Hills: American Concrete Institute, 2010.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6118:2023: Projeto de estruturas de concreto. Rio de Janeiro: ABNT, 2023.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14931:2023: Execução de estruturas de concreto armado, protendido e com fibras: requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2023.

BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de pavimentos rígidos. 2. ed. Rio de Janeiro: DNIT, 2005. Publicação IPR 714.

COLLEY, B. E.; HUMPHREY, H. A. Aggregate interlock at joints in concrete pavements. Skokie: Portland Cement Association, 1967. Development Bulletin D124.

RODRIGUES, Públio Penna Firme. Manual de pisos industriais: fibras de aço e protendido. São Paulo: Pini, 2010.

RODRIGUES, Públio Penna Firme; BOTACINI, Silvia Maria; GASPARETTO, Wagner Edson. Manual Gerdau de pisos industriais. São Paulo: Pini, 2006.

THE CONCRETE SOCIETY. Concrete industrial ground floors: a guide to design and construction. 4. ed. Camberley: The Concrete Society, 2013. Technical Report 34.

Diego Schneider é Engenheiro Civil, Mestre com ênfase em concreto reforçado com fibras e Especialista em Patologia nas Obras Civis. É certificado como perito de estruturas de concreto pela Alconpat Brasil, Alconpat Internacional e IBRACON. Fundador e sócio da MDC Projetos, escritório especializado em projetos estruturais de médio e grande porte, com atuação no Brasil e no exterior. Fundador e CEO da Authenty Softwares, empresa focada no desenvolvimento de softwares para engenharia civil