O peso do aquário sobre as lajes

[augusto carrera]

Olá pessoal

Sou membro recente aqui do fórum e como Engenheiro Civil me vejo na obrigação de repassar informações importantes à respeito da carga que um aquário pode representar na estrutura de uma laje. Para isso vou expor os dados utilizando uma linguagem mais simplificada para que todos entendam.

Ocorre que esse tipo de informação não se encontra facilmente acessível e a depender do tamanho do aquário, o mesmo pode colocar a estrutura em situação de risco.

Iremos classificar as lajes mais comuns residenciais e comerciais em três tipos:

- Laje pré-fabricada
- Laje de forro
- Laje em concreto maciço


Precisamos primeiramente conhecer o peso total do aquário e para isso teremos que colocar tudo na ponta do lápis utilizando as seguintes informações:

1 – PESO DO VIDRO

Deve-se medir a área total de vidro do aquário e de acordo com a espessura multiplicar por um dos valores abaixo:
3mm = 7,5kg/m2 ::: 4mm = 10kg/m2 ::: 5mm = 12,5kg/m2 ::: 6mm = 15kg/m2 ::: 8mm = 20kg/m2 ::: 10mm = 25kg/m2 ::: 12mm = 30kg/m2 ::: 15mm = 37,5kg/m2 ::: 19mm = 47,5kg/m2

Exemplo:
Para um aquário de 150x50x60cm (CxLxH) cuja espessura do vidro é 10mm teremos:
1,50x0,60x2 + 1,50x0,50x1 + 0,50x0,60x2 = 3,15m2
3,15m2 x 25kg/m2 = 78,75kg
* Repetir o cálculo para o Sump

2 – PESO DO MÓVEL

Deve-se medir a área total da madeira do móvel e multiplicar por 25,00kg (desprezar as chapas mais finas de forro)

Exemplo:
Para um móvel de 150x50x100cm (CxLxH) teremos:
1,50x1,00x1 (frente) + 1,50x0,50x2 (laterais) + 0,50x1,00x2 (pisos) = 4,00m2
4,00m2 x 25kg/m2 = 100,00kg (média)
* Repetir o cálculo para a tampa

3 – PESO DA ÁGUA

É o mais simples de calcular pois é o volume do aquário revertido em Kg. Entretanto devemos adicionar 30% da água do Sump e reduzir 20% do volume ocupado pelas rochas e substrato.

Exemplo:
Para um aquário de 150x50x100cm (CxLxH) teremos:
(150x50x60) x 1,30 = 585L = 585kg
585kg – 20% = 468kg

4 – PESO DAS ROCHAS E SUBSTRATO

Para o substrato, calcula-se a área da base do aquario, multiplica-se pela espessura da camada e divide tudo por 1000. O peso das rochas e decorações depende do gosto do aquarista.

Exemplo:
Para um aquário de 150x50x100cm (CxLxH) teremos
Substrato: (150x50x10) / 1000 = 75kg
Rochas: 80kg (exemplo)

Portanto, para o nosso aquário em questão estaremos lidando com um peso na faixa dos 850kg

O próximo passo é o calculo da carga distribuída que nada mais é que o peso total do aquário dividido pela área que ele ocupa no chão:

Área ocupada pelo aquário= 1,50m x 0,50m = 0,75m2
Carga distribuída = 850kg / 0,75m2 = 1.133,00kg/m2

LAJES PRÉ-FABRICADAS

São as lajes construídas com a colocação no vão de vigotas ou treliças metálicas acompanhadas de blocos cerâmicos com uma camada não inferior a 7cm de concreto com armadura auxiliar. Muito comum na maioria das residências de dois ou 3 pavimentos.

Caso não tenham sido calculadas para receber cargas superiores, a maioria dessas lajes suportam como "carga acidental" em média o equivalente a 300kg/m2 que nada mais é que menos da metade do necessário para o nosso aquário em questão.

LAJES DE FORRO

São lajes semelhantes às pré-fabricadas, porém a camada de concreto é mais fina pois não são projetadas para cargas acidentais, deveriam servir apenas como forro (o teto da casa).
Ocorre que certas pessoas, desconhecendo essa informação, adicionam mais um pavimento nesta residência e lá colocam as suas mobílias. Normalmente essas lajes só suportam 50kg/m2 e não é incomum serem noticiados incidentes de ruptura da mesma. Para o caso do nosso aquário em questão, seria fatal.

LAJES MACIÇAS

São lajes as lajes executadas da maneira mais indicada, com a colocação de fôrmas e apicação direta de concreto armado em espessuras consideráveis. Essas lajes quando projetadas em garagens podem sustentar o peso de vários carros por exemplo. Em residências, normalmente essas lajes suportam a carga acidental de até 300kg/m2, semelhante às lajes pré-fabricadas, entretanto com maior confiabilidade.


Você deve ter observado que em nenhuma das situações é possivel se manter um aquário deste tamanho sobre qualquer tipo de laje, inclusive você pode até possuir um aquário com tamanho superior em sua casa mas nunca teve nenhum problema com isso.
Na verdade devemos ter bastante atenção apenas quando se tratar de lajes de forro. Nos demais casos devemos ter atenção aos casos críticos e exageros, pois diversos fatores conspiram a nosso favor como:

- Coeficientes de segurança utilizado nos cálculos
- Cargas distribuidas próximas às extremidades da laje (paredes) melhoram a reação. Nunca colocar o aquário no centro da laje.
- O formato retangular do aquário ajuda a distribuir melhor o peso. Evitar aquários redondos ou quadrados.
- Não confrontamento de outras cargas altas na mesma laje.


Quando calculamos outros tamanhos de aquário, existe uma tendência que o valor da carga distribuida permaneça na faixa de 1000kg/m2. Minha sujestão como engenheiro é sempre que possível manter aquários grandes no térreo sobre solo firme. Caso não tenha jeito, obedecer a regra de nunca ocupar mais de 4% de qualquer laje com um aquário.

Nesse caso, se sua sala possui 30m2, o maior aquário que poderá ter ocupará a área de 1,20m2. Acima disso entraremos em uma situação de risco.

[Raphael Igor]

Parabéns pelo tópico!

[Ramon Brescovici]

mes passado, ou antes, tinha gente perguntando sobre isso aqui! chegou em tempo.

[felipe.senna]

poderia ser um tópico fixo para sempre ajudar.

[Celso Suguimoto]

Esse é um forte candidato para ir para os topicos de referencia, por enqto deixa-lo como fixo pra consulta da galera

[Luiz_Daniel_Fossa]

Otimo valeu pela dica!

[André Fonseca]

Augusto,

Excelente tópico, parabéns!!!

Mas fiquei com uma dúvida com relação aos cálculos de peso do vidro.

Meu aqua tem 150 (c) X 70 (l) x 65 (h) com vidro de 12 mm, e segundo essas contas daria um peso total de 117, 30 kg. Só que para conseguir colocar o vidro em cima da minha base precisamos de 4 "caboclos", pq o danado parecia pesar muito mais do que isso.


A "bagaça"...

Acho que os 4 precisavam ter tomado mais "Biotônico Fontoura" quando eram crianças, né?!



Sobre as lajes, podemos efetuar esses cálculos quando o aqua não fica em cima de um móvel de madeira, mas sim numa base de alvenaria???

Pergunto isso pq...









Pecando pelo excesso, até pensei em dar um jeito e colocar o ferro trançado, mas meu sogro e o pedreiro garantiram que não seria necessário, já que a laje é de sobrado e usamos tijolos antigos (aqueles maiores do que os de hj), 4 ou 5 sacos de cimento, 15 de pedra e 15 de areia. Pelas contas queria uma base pra aguentar 2 toneladas, e pelas contas deles essa base dá pra segurar mais de 2,5...

Tá bom desse jeito, não?!

[augusto carrera]

Pois é André, seu aquario ta pesando na faixa de 125kg pois entram na conta as travas francesas e overflow. Rapaz sua situação seria um pouco mais complicada que um móvel pq você criou praticamente duas cargas pontuais de aproximadamente meia tonelada cada.
Seu caso foi amenizado pelo fato de ter utilizado o canto da parede e assim transferindo boa parte do carregamento para as vigas.
Sugiro que mesmo assim crie uma base em concreto com armadura simples para distribuir melhor o peso

[André Fonseca]

Ah Augusto, esqueci de falar, mas eu moro em casa térrea.

Minha pergunta sobre alvenaria seria para confirmar se a base está de bom tamanho pra aguentar o aqua...

E os cantos da parede foram utilizados de propósito mesmo, pra dar mais segurança.



A base foi montada em Junho de 2011, e o aqua tá rodando desde Janeiro de 2012...

[Marcio Gielfi]

Augusto, vou discordar de voce.

Voce esqueceu de levar em consideração, que qualquer laje é calculada para distribuir seu peso sobre apoios. Os 300 Kg´s por m² de carga entra na conta muito mais para distribuir a carga nos pilares do que limitar a carga sobre a lage.

Não há nenhum problema em apoiar mais de 300Kgs /m² desde que voce respeite os limites dos apoios e respeite a carga de ruptura da lage, que é bem superior a carga incidental aplicada a ela.

Como exemplo, imagine uma laje de 3 x 3 metros, 9 m² de área , engastada nos 4 lados, cujo cálculo tenha sido feito levando-se em consideração 300 kgs/m² . Temos então que esta laje tem capacidade total de 2.700 kgs ( 9 x 300)

Nossa laje está apoiada em 4 vigas (V) periféricas e nos 4 cantos temos 4 pilares (P).

Assumindo que temos um quadrado perfeito, temos que a carga em P1 = carga em P2 = carga em P3= a carga em P4
Idem para as Vigas, carga em v1 = carga em V2 = carga em V3 = carga em V4.

Então temos que dividir por 4 a carga que será descarregada em cada viga e em cada pilar.

Logo temos 2.700 / 4 = 675 Kgs para cada viga e para cada pilar.

Na figura um imagine que nesta nossa laje de 3x3 colocamos um aquário de 1x1



Se eu pegar um aquário de 1x1 cujo peso do vidro + móvel + água + etc seja de 2.000Kg ( exemplo hipotético) , eu posso coloca-lo no centro desta laje e não haverá nenhum problema estrutural apesar dos 2.000 do aquário, que ocupa 1m² ser superior a carga incidental de 300 kgs / m2

Isto porque, estando o aquário no centro da sala, a resultante de carga do mesmo irá dividir seu peso exatamente por 4 , sendo que 1/4 do peso irá ser transferido da laje para cada viga periférica e a mesma vai descarrega esta resultante em 2 dos pilares.

No caso dos pilares temos que: a carga em P1 = 1/2 da carga de V1 + metade da carga de V2= 250 Kgs + 250 kgs = 500 Kgs. Este valor é menor que os 675 Kgs de carga máxima dimensionada para cada pilar.
Isto vale para P2 que recebe metade da carga de V2 e metade da carga de V3 e por ai vai.

O mesmo vale para cada viga, cada uma receberá uma carga de 500 kgs, que é menor que os 675 kgs dimensionado para cada viga.


Agora na figura abaixo temos uma mudança de local para o aquário.



Tiramos o aquário de um dos centros ( só para não complicar muito)

Agora temos uma mudança na distribuição da mesma carga.

Agora não podemos dizer que a carga se divide igualmente entre as partes, o que temos é

A carga em V2 e V4 permanece a mesma, pois não mexemos neste centro, mas a carga em V1 e V3 mudou.

Então temos que V2 e V4 estão suportando os mesmos 500 Kgs , mas agora V1 recebe bem menos carga que V3 e quanto é isso.

Temos que decompor a distancia, agora temos o centro geométrico da figura 0,5 metros de distancia entre o aquário e V3 ( antes era 1,5) e temos 2,5 metros de distancia entre o centro geométrico e V1.

Sem complicar as contas, temos que V3 passa a receber 833,33 kgs ( antes era 500) e V1 passa a receber 166,66 kgs ( antes era 500 kgs.)

Note que com este aumento de carga em V3, ela passa a receber mais carga do que foi projetada, 833,33 é a nova carga e a capacidade é de 675,passou o limite calculado da carga e só por conta disto, já não se pode colocar este aquário nesta laje.

Agora precisamos ver o que acontece com os pilares.

Na figura abaixo temos a distribuição das cargas nos pilares P1 e P2



Na situação 1 temos a carga distribuída no centro, logo cada pilar recebe 1/4 da carga. Como já vimos, nosso pilar vai receber 500 Kgs e está dimensionado para suportar 675 kgs

Na situação 2 , temos que a carga se deslocando para a esquerda, vai distribuir mais carga nos pilares P2 e P3 do que nos pilares P1 e P4

O quanto é esta carga.

Como a carga se deslocou, agora P1 recebe metade da carga de V1 ( 166,66/2 ) e apenas 1/6 da carga de V2 (833,33/6).

Colocando numeros : 83,33 + 138,88 = 222,21 ( antes era 500)

Esta conta vale também para P4

Agora o que temos em P2 que será igual em P3

Continuamos tendo metade da carga de de V3 ( 833,33/2) + 5/6 da carga de V2 ( 500 *5/6)

Colocando numeros temos: 416,66 + 416,66 = 833,32 kgs que é maior que os 675 kgs dimensionados para o pilar ( 675), e também não vai suportar o peso.

Conclusão, eu posso por um aquário de 2.000 kilos nesta minha estrutura hipotética desde que ele fique no cento, mas não vou poder encosta-lo na parede. Para encostar na parede eu vou ter que aliviar cerca de 350 kilos para fazer isto.

O exemplo acima é bem simplificado, na vida real a laje de um apartamento nunca é apenas um quadrado de 3 metros de lado e sim uma figura geométrica disforme e tem que se levar em consideração a interação de cargas vindas de outros pontos da estrutura, momentos fletores, torções, forças axiais etc, mas a utilização de um modelo simplificado ajuda a entender que não é simplesmente pegando a carga acidental projetada e fazendo conta do peso do aquário e a área que ele ocupa e dizer que passa ou não passa, pode-se apoiar cargas maiores, desde que o ambiente não receba cargas incidentais cuja soma seja maior do que o limite projetado.

Tudo é uma questão de se fazer conta e por isso que eu sempre recomendo que se consulte um engenheiro habilitado e que tenha experiencia com cálculo estrutural, de preferencia a consulta deve ser feita ao engenheiro que calculou a estrutura do edifício, pois o mesmo já possui a memória de calculo e sabe exatamente como está sendo distribuída as cargas nas vigas e pilares. De qualquer forma, mesmo um engenheiro que não seja o calculista, mas que possua a experiencia e expertise na área, irá fazer os cálculos como se ele fosse projetar a estrutura e assim, verificar quais as possibilidades e limites desta estrutura.

Os dados acima foram apenas hipotéticos, a grande maioria dos edifícios com lage maciça para uso residencial hoje são projetados para cargas incidentais de 250 kgs /m² , edifícios com tijolos estruturais para 150 kgs/m². Apenas a memória de cálculo ou o calculista podem realmente dizer qual foi a carga incidental adotada para efeito de cálculo.

Ressalto também que esta laje hipotética não leva em consideração o efeito dinâmico da movimentação de massa de água no aquário muito menos no sump, as contas foram feitas apenas para ilustrar uma carga estática.

[Ramon Brescovici]

eu deveria ter feito engenharia...

[Celso Suguimoto]

Ontem voltando pra casa vi algo q sempre me deu calafrios.... a noite é facil perceber onde tem aquario marinho pela incidencia de luz azul.

Perto de casa em um edificio relativamente novo... um aquario na sacada.... no terceiro ou quarto andar. Chutando deveria ter entre 200 a 400 litros.

[Fernando Garcia]

Olá!

Palavras de um quase engenheiro civil (termino este ano querendo Deus).

"LAJES PRÉ-FABRICADAS
Caso não tenham sido calculadas para receber cargas superiores, a maioria dessas lajes suportam como "carga acidental" em média o equivalente a 300kg/m2 que nada mais é que menos da metade do necessário para o nosso aquário em questão."

Não acho correto afirmar que este tipo de laje suporta em média 300 kg/m² pois, a capacidade de carga depende da altura da laje, da distância entre apoios e da resistência do concreto.

"LAJES DE FORRO
São lajes semelhantes às pré-fabricadas, porém a camada de concreto é mais fina pois não são projetadas para cargas acidentais, deveriam servir apenas como forro (o teto da casa). "

Esta afirmação também não está correta pois, as lajes de forro também podem ser maciças. Além disso, a camada de concreto na maioria das vezes está muito próxima do recobrimento mínimo recomendado pela norma por isso, não podem ser mais finas.

"LAJES MACIÇAS

São lajes as lajes executadas da maneira mais indicada, com a colocação de fôrmas e apicação direta de concreto armado em espessuras consideráveis. Essas lajes quando projetadas em garagens podem sustentar o peso de vários carros por exemplo. Em residências, normalmente essas lajes suportam a carga acidental de até 300kg/m2, semelhante às lajes pré-fabricadas, entretanto com maior confiabilidade."

Gostaria de lembrá-los que a recomendação da norma para cargas acidentais é de no mínimo 150 kg/m² para sala, cozinha, copa e banheiro.
Em casos normais os calculistas assumem o mínimo recomendado pela norma pois, considerar valores maiores acarreta em "superdimensionamento" da fundação e estrutura o que torna a obra mais cara.




André, para o seu caso você pode-se recorrer a uma tabela que deve/deveria ser disponibilizada pelo fabricante das vigotas.

Peguei uma tabela qualquer como exemplo.
Neste caso o enchimento é de EPS.

Considerações:
Distância entre paredes igual a 2,00.
laje simplesmente apoiada.
Altura da laje igual a 12 (altura da treliça+capa).

http://www.lajespaulista.com.br/lajes-t ... as-com-eps



Olhando na segunda linha veja que para um vão de 2,7m pode-se aplicar uma sobrecarga de até 1000 kg/m².

ATENÇÃO: ISTO NÃO É REGRA.

Note que este fabricante especificou a resistência mínima para o concreto em 18 MPa.

Mais importante do que dizer quanto material você gastou é dizer quantos litros de água você usou para cada quilo de cimento pois, este é o fator mais importante na resistência do concreto como eu disse anteriormente no "seu" tópico.

Para saber qual a relação água/cimento a ser utilizada pode-se usar as curvas de Abrams.



Márcio, mais importante do que considerar as cargas que chegam aos pilares é considerar os momentos fletores e tensões de cisalhamento que este tipo de carga provoca nas lajes.


Além de tudo que foi dito é necessário levar em consideração a maneira como a laje foi construída pois, interfere muito na maneira de calcular.

Por exemplo o cálculo que o Márcio fez não vale para lajes armadas em uma direção ou seja, lajes onde um lado é maior que 2 vezes o outro.

Dar receita de bolo para leigos quando existem inúmeras variáveis é complicado.

Abraço.
Fernando Garcia

[rbiagi]

Eu ja tinha pensado nesta situação de carga sobre a lage... Tenho pavor disso..rsrs... Eu moro no 28° andar, e tenho um aqua que o peso total com o movel chega a 500kg, segundo as contas aki apresentada o peso é de 575kg/m²... Tomei o cuidado de montar ele proximo a uma das paredes estruturais para evitar maiores problemas... Esta montado a 2anos....

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[Elder Luis]

Realmente um excelente tópico

[augusto carrera]

Marcio

Gostaria de informar que desde o inicio trouxe o tema em debate aqui no Forum utilizando uma linguagem mais simplificada pois a grande maioria dos membros do Forum não são profissionais da área. Respeito seu ponto de vista e também o direito de discordar gerando assim o debate.

Como profissional, jamais me colocaria no direito de me propor a vir no Forum e criar um tópico para falar de coisas das quais nao tenho conhecimento. Minha curiosidade pelo assunto nasceu após eu ter rompido uma laje de um sobrado que estava reformando após o meu Mestre de obras empilhar 12 sacos de cimento no centro da laje.

Desde então venho me aprofundando no assunto e já lhe adianto que o estudo é muito mais amplo e complexo que a frieza dos cálculos demonstra.

É certo que as lajes são dimensionadas para que sua carga acidental de projeto permita repetir-se em cada metro quadrado de sua área; o problema é mensurar o quanto disso pode se concentrar num mesmo ponto ou região.

Acho que vc pecou em basear o seu discurso focando demais na estrutura como monolítica enquanto que os estudos de caso de rupturas de lajes ocorridas nos estádios 4 e 5 não afetam nem um pouco o resto da estrutura. Estamos falando de rupturas de laje quando a mesma nao consegue suportar a carga a qual é submetida, vigas e pilares pouco contribuem para o efeito. Como engenheiro deve saber que o ponto em que os momentos de uma laje são mais relevantes é no centro. Vc baseou suas teses o tempo todo considerando os engastes como perfeitos e a maioria dos acidentes relatados ocorre por ruptura dos mesmos.

Concordo com você que muito dificilmente um Aquario vá derrubar uma laje, mas o fato é que casos do tipo continuam acontecendo em todo o Brasil e o objetivo do meu tópico nao era assustar ninguem mas somente alertar e limitar o habito do peso abusivo sobre lajes.

[Elder Luis]

Augusto, uma curiosidade de leigo, se vc me permitir

No caso que vc citou que a laje foi rompida pela ação (ou omissão, não sei ao certo definir) decorrente do empilhamento de sacos de cimentos, qual foi o procedimento corretivo posterior? Terminar de "demolir" a laje e refazer inteira? Teve conserto? As vigas/colunas verticais de sustentação foram afetadas?

Pergunto isso pq gostaria de ter uma dimensão melhor do estrago feito, principalmente se acontecesse em uma obra/casa já pronta e habitada

[augusto carrera]

Ola Eder

O caso do rompimento que relatei ocorreu em 2004 em Salvador, na verdade eram 4 pilhas de 12 sacos empilhados lado a lado, o que representava 2,4T em pouco mais que 1m2. Não houve procedimento corretivo, o jeito foi demolir e fazer outra laje. O ocorrido não afetou as vigas e pilares.

Gostaria de reafirmar que apesar de muitas pessoas continuarem se baseando em números para discordar do exposto, o fato que as rupturas ocorrem realmente com media freqüência e é sabido que não somente ocorrem por falha na execução da laje.

É preciso realmente ter bastante cautela com lajes pois muitas vezes não vemos processos de oxidação das armaduras que podem estar acontecendo por baixo do concreto além das diversas patologias que as estruturas podem apresentar no decorrer dos anos.

[Elder Luis]

Augusto, eu perguntei pq já vi mega projetos de aquário, passando dos mil litros em prédios!(mais 1T só de água, fora o resto, acredito que o conjunto todo chegue perto de 2T), sem o menor critério ou preocupação... uma verdadeira loucura e irresponsabilidade!

[André Fonseca]

Fernando,

Como falei no "meu tópico" (não sei pq vc usa "aspas", mas tudo bem...), não tenho conhecimento nenhum nessa área e muito menos parentes ou amigos que pudessem dizer "engenharisticamente" qual era a melhor forma de construir minha base. Contratei um mestre de obras e usamos materiais pensando em fazer o móvel mais resistente possível, já que essa é a minha casa e não penso em mudar.

E se como em todos os ramos da área do conhecimento, os que postaram aqui também não chegaram a um denominador comum, quem sou eu para querer acertar logo de primeira.

Já sobre a água, utilizamos o que acredito ser uma quantidade menor, para a massa ficar "mais massa" mesmo.