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MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 1 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 CÁLCULO DE MUROS DE BLOCO DE CONCRETO SEGUNDO OS CRITÉRIOS DO EUROCÓDIGO 6 RESUMO .................................................................................. 3 1. INTRODUÇÃO ....................................................................... 3 2. DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE CÁLCULO ................................ 5 2.1. Características mecânicas da alvenaria ........................ 6 2.2. Cálculo dos esforços solicitantes ................................... 8 2.3. Verificações geométricas ............................................... 9 2.4. Verificações de resistência ............................................ 9 2.5. Verificações adicionais para alvenaria armada ............ 11 3. BIBLIOGRAFÍA .................................................................... 12 IMPLEMENTAÇÃO NO CYPECAD DE CÁLCULO DE ALVENARIAS DE BLOCO DE CONCRETO 1. ENTRADA DE DADOS .............................................................. 13 2. CRITÉRIOS DE CÁLCULO DE ESFORÇOS ................................... 17 3. CRITÉRIOS DE VERIFICAÇÃO DA ALVENARIA .............................. 19 4. SAÍDA DE RESULTADOS .......................................................... 20 EXEMPLO PRÁTICO DE ALVENARIA ESTRUTURAL NO CYPECAD 1. INICIANDO O PROJETO ........................................................ 22 2. CRIANDO OS ANDARES DA EDIFICAÇÃO ................................ 27 MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 2 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 3. INSERINDO A ALVENARIA ..................................................... 28 4. LANÇANDO AS ABERTURAS ................................................. 39 5. INTRODUZINDO AS LAJES .................................................... 41 6. LANÇAMENTO DOS OUTROS ANDARES .................................. 42 7. VERIFICAÇÃO DA GEOMETRIA ............................................. 44 8. CALCULO DA ALVENARIA ESTRUTURAL ................................. 44 9. VISUALIZANDO OS RESULTADOS .......................................... 44 10. ENVOLTÓRIAS .................................................................... 50 11. LISTAGENS E DESENHOS .................................................... 52 MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 3 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 CÁLCULO DE MUROS DE BLOCO DE CONCRETO SEGUNDO OS CRITÉRIOS DO EUROCÓDIGO 6 RESUMO As alvenarias são amplamente utilizadas como fechamento. Em determinados tipos de edificação, além disso, podem-se empregá-las como estrutura portante, constituindo uma solução que apresenta inumeráveis vantagens em relação à estrutura de concreto armado. Em ambos os casos é necessário garantir que a alvenaria resista as ações às quais estará submetida. Para isso, em primeiro lugar é necessário obter os esforços aplicados na parede, para em seguida analisar sua segurança em relação ao esgotamento. A norma empregada como referência é o projeto de norma europeu UNE-ENV 1996. 1. Introdução O presente texto tem como objetivo a descrição do processo de cálculo necessário para o projeto de alvenarias como estruturas portantes ou de fechamento, tratando os aspectos mais significativos relativos ao cálculo de esforços e à MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 4 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 verificação da alvenaria frente a estados limites últimos. Os critérios tomados como referência são os do projeto de norma europeu UNE-ENV 1996, assim como os critérios da “Associação Nacional de Fabricantes de Blocos e Mampostería de Concreto (Normabloc)”. Ainda que a maioria dos aspectos que serão tratados são extensíveis a outros tipos de alvenaria, os critérios expostos correspondem a paredes de blocos de concreto, cuja espessura é a menor dimensão do bloco de agregado pesado ou leve, tanto armadas como sem armar. As alvenarias de blocos vazados de concreto, permitem dispor armadura tanto horizontal como vertical, para reforçar a alvenaria caso necessário. A armadura vertical é formada por barras de reforço embebidas no concreto que preenche os furos ou vazados do bloco. A armadura horizontal, por sua parte, pode estar simplesmente dentro da argamassa ou alojada em um elemento especial, formando uma cinta. A armadura MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 5 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 horizontal vai dentro da argamassa entre as juntas horizontais e é formada por duas barras unidas entre si por um fio em zig-zag, conforme a figura. A cinta é disposta a cada determinado número de fiadas, em peças especiais em forma de canaleta que são preenchidas com concreto, e é formada por barras longitudinais estribadas. 2. Descrição do processo de cálculo O processo de verificação de uma estrutura em alvenaria pode ser dividido em duas etapas claramente distintas. Na primeira, calculam-se os esforços solicitantes em cada pano levando em conta sua geometria, características mecânicas, as ações exteriores, assim como sua vinculação com outros elementos. Na segunda etapa, procede-se a verificar se as características da alvenaria são aquelas adequadas para resistir aos esforços aos quais estará submetida. Além das verificações de resistência propriamente ditas, é necessário que se cumpram uma série de condições geométricas, e no caso de alvenaria armada, algumas especificações mínimas relativas à armadura. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 6 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 2.1. Características mecânicas da alvenaria As características mecânicas e de resistência da alvenaria que intervêm no cálculo, podem ser determinadas mediante ensaios, ainda que o habitual seja estimar seus valores a partir das propriedades da argamassa e do bloco utilizados para sua construção. As resistências tipificadas consideradas para a argamassa e o bloco, respectivamente são as seguintes: Argamassa: M-1, M-2.5, M-5, M-7.5, M-10, M-12.5, M-15, M-20, M-30. Resistências do bloco: R3, R4, R5, R6, R8, R10. As resistências características da alvenaria, referidas a sua área bruta, podem ser estimadas a partir da formulação proposta nos itens correspondentes do Eurocódigo 6, e que são detalhados a seguir. Para a verificação da parede em relação aos esforços que a solicitam, emprega-se a resistência de cálculo, que se obtém minorando a resistência característica através de um coeficiente parcial de segurança γM que pode tomar distintos valores em função da categoría do controle de fabricação dos blocos e a categoría de execução da alvenaria. Resistência à compressão: segundo o EC-4, Art. 3.6.2.2 para alvenaria com argamassa comum. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 7 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 0.65 0.25 2 k b mf K f f N/mm= Para blocos vazados de concreto de agregado pesado K = 0.5 Para blocos de concreto de agregado leve K = 0.55 fb é a resistência de norma à compressão dos blocos,em N/mm2 fm é a resistência à compressão da argamassa comum, em N/mm2 Resistência ao corte puro: determina-se através da tabela 3.5. do EC-6 2 vk0f 0.20 N/mm= para argamassas M10 a M20 2 vk0f 0.15 N/mm= para argamassas M2.5 a M9 2 vk0f 0.10 N/mm= para argamassas M1 a M2 Resistência à tração: EC-6, Art. 4.4.1. A resistência da alvenaria à tração, perpendicular às barras horizontais é nula. Resistência à flexão vertical (plano de ruptura paralelo às barras horizontais): segundo EC-6, Art. 3.6.4, quando a ruptura da parede pode originar colapso ou perda de estabilidade da estrutura 2 xk1f 0 N/mm= Resistência à flexão horizontal (plano de ruptura perpendicular às barras horizontais): 2 xk2 kf 0.1f N/mm= No cálculo de esforços para uma hipótese de carga, influenciam além das condições de vinculação na borda do pano, as propriedades de deformação da alvenaria. Ainda que o comportamento real da alvenaria pode aproximar-se ao de um material ortotrópico, com características de MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 8 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 deformação diferentes nas duas direções, na falta de valores mais precisos obtidos mediante ensaios, podem-se considerar as seguintes características. Módulo de elasticidade longitudinal secante instantâneo: kE 1000 f= Se o valor de E se utiliza para cálculos em serviço, recomenda-se multiplicar o valor de E assim obtido por 0.6. O cálculo do módulo de elasticidade diferido pode ser baseado no instantâneo, reduzido pelo efeito da fluência, segundo se especifica no item 3.8.4 do Eurocódigo 6. Módulo de elasticidade transversal: G 0.4 E= 2.2. Cálculo dos esforços solicitantes Calculam-se tanto os esforços contidos no plano da parede como os perpendiculares ao mesmo em um número significativo de pontos do mesmo, levando em conta as seguintes considerações: Geometria do pano. Condições de vinculação das bordas da parede: podem ser tanto vinculações exteriores (engastamentos, articulações, ...) como uniões do pano com outros elementos (paredes, lajes, ...). Esforços normais ao plano da parede produzidos pela ação do vento, sismo ou empuxos de terra. Esforços introduzidos em função da vinculação efetiva da parede com o restante dos elementos. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 9 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Peso próprio da alvenaria. Vazados Como método geral para o cálculo de esforços em estruturas complexas com paredes portantes ou de fechamento, pode- se utilizar o método dos elementos finitos. Em outros casos mais simples, para o cálculo de um pano único, pode-se utilizar o método das diferenças finitas ou tabelas para o cálculo de esforços em placas, se o pano for retangular. 2.3. Verificações geométricas Espessura mínima: segundo o EC-6, Art. 5.1.3, a espessura mínima para paredes com carga, será de 10 cm, ainda que para paredes revestidas possam ser aceitas espessuras menores (até 7 cm). Esbeltez: EC-6, Art. 4.4.6. A esbeltez da parede hef / tef não será maior que 27. A altura (hef) e espessura(tef) efetiva da parede calculam-se de acordo os artigos 4.4.4 e 4.4.5 do EC-6. Espessuras mínimas de junta: EC-6, Art. 5.1.5. A espessura de argamassa comum ou leve não será menor que 8 mm, nem maior que 15 mm. 2.4. Verificações de resistência Verifica-se se os esforços solicitantes não superam a resistência da parede, obtida mediante a seguinte formulação. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 10 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Compressão: EC-6, Art. 4.4.2. A resistência de cálculo por unidade de comprimento é Rd i,m dN t f= Φ , Φi,m é o fator redutor por efeito da esbeltez e a excentricidade da carga, que se calcula segundo o item 4.4.3 do EC-3. t é a espessura da parede. fd é a resistência de cálculo à compressão da alvenaria. Se a área da seção da parede é inferior a 0.1 m2, a resistência se multiplica por (0.7 + 3A) Tração: A alvenaria não resiste a esforços de tração e, assim, estes devem ser absorvidos em sua totalidade pelo aço dos reforços. Cortante no plano do muro: EC-6, Art. 4.7.2. Para elementos sem armadura transversal, a resistência de cálculo ao corte, da seção é dada por: Rd1 vdV f b d= , sendo b a largura mínima do elemento e d a altura útil. Para elementos com armadura transversal Rd Rd1 Rd2V V V= + , com VRd1 calculado segundo a equação anterior e sw Rd2 yd AV 0.9d f (1 c tg )sens= + α α Asw é a área de armadura transversal s é o espaçamento entre armaduras transversais α é o ângulo da armadura transversal com o eixo do elemento fyd é a resistência de cálculo do aço Deve-se ainda verificar se Rd1 Rd2 dV V 0.3f b d+ ≤ Cortante perpendicular ao plano da parede: EC-6, Art. 4.5.3. A resistência ao cortante na direção transversal ao plano da parede se calcula da seguinte forma MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 11 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Rd1 vd cV f b l= , sendo b a largura e lc o comprimento da seção comprimida. Flexão no plano da parede: EC-6, Art. 4.4.1 e 4.7.1.6. O máximo esforço de flexão que é capaz de ser suportado pela parede é calculado supondo-se que a seção se mantém plana e a resistência à tração da alvenaria, perpendicular às barras dentro da argamassa, é nula. A deformação unitária por tração da armadura se limita a 0.01, sendo a máxima deformação admissível para a alvenaria, à compressão, de 0.002 e à flexão de 0.0035. Além disso, as tensões que se produzem no bloco e na armadura não devem superar o valor da resistência de cálculo da alvenaria e do aço respectivamente. Flexão transversal ao plano da parede: EC-6, Art. 4.7.1.6 e 4.6.2.2. Para paredes não armadas, o momento fletor resistente é Rd xdM f Z= , onde Z é o módulo resistente da seção considerada, e fxd é a resistência de cálculo à flexão na direção correspondente. Para alvenaria armada, o cálculo da resistência à flexão se calcula com as mesmas hipóteses expostas para a flexão no plano da parede. 2.5. Verificações adicionais para alvenaria armada Diâmetro mínimo vertical: EC-6, Art. 5.2.4. As barras terão um diâmetro nominal mínimo de 6mm. Diâmetro máximo horizontal: EC-6, Art. 5.2.4. A dimensão máxima da armadura que vai dentro da argamassa permitirá sua inclusão na argamassa, mantendo os cobrimentos mínimos especificados no Art. 5.2.2.4 do EC-6. Espaçamento máximo entre armaduras: EC-6, Art. 5.2.8. O espaçamento entre armaduras de tração principais ou transversais não será maior que 60 cm. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 12 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Quantidade geométrica mínima: EC-6, Art. 5.2.3. Em elementos de alvenaria com armadura para aumentar a resistência, a área da armadura principal não será menor que 0.10 % da área da seção da alvenaria. Em paredes com armaduras de dentro da argamassa para aumentar a resistência a cargas laterais, a área desta armadura não será menor que 0.03 % da área bruta da seção. É recomendável armar as duas fiadas inferiores. 3. Bibliografía “Eurocódigo 6, Projeto de Estruturas de Fábrica. Parte 1-1: Reglas Generales Para Edificios. Reglas para Fábrica e Fábrica Armada”. UNE-ENV 1996-1-1. AENOR, Marzo 1997. “Eurocódigo 6, Projeto de Estruturas de Fábrica. Parte 1-3: Reglas Generales Para Edificios. Reglas Detalladas para Ações Laterales”. UNE-ENV 1996-1-3. AENOR, Enero 2000. “Eurocódigo 6, Projeto de Estruturas de Fábrica. Parte 3: Métodos de Cálculo Simplificados e Reglas Sencillas para Estruturas de Fábrica”. UNE-ENV 1996-3. AENOR, Abril 2000. Adell, J.Mª, Lahuerta, J.A. “Manual Murfor: A Fábrica Armada”. Bekaert, 1992. Adell, J.Mª. “A Fábrica Armada”. Ed. Munilla-Lería, Marzo 2000. “Código de Buena Práctica para a Execução de Fábricas com Blocos e Mampostería de Concreto”. Normabloc, 2004. Adell, J.Mª, “Manual Normabloc”. NORMABLOC, 2004. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 13 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 IMPLEMENTAÇÃO NO CYPECAD DE CÁLCULO DE ALVENARIAS DE BLOCO DE CONCRETO 1. Entrada de dados Consideram-se duas tipologias de alvenaria de bloco denominadas alvenaria de blocos genéricos e alvenaria de blocos Normabloc. A seleção de uma ou outra tipologia é realizada no diálogo geral de entrada de paredes. Para o primeiro tipo, é possível definir distintas séries de blocos, indicando para cada uma delas as referências e dimensões dos blocos que formam tal série. É necessário introduzir as resistências de projeto à compressão e ao cortante da alvenaria, referidas à sua área bruta, que são estimadas a partir das resistências do bloco e da argamassa, ou então serão obtidas através ensaios. As resistências devem estar minoradas pelo correspondente coeficiente de segurança. Mesmo assim, devem ser indicados o peso específico e a espessura de junta padrão. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 14 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Fig. 1.- Edição de série de blocos genérica Em relação às paredes Normabloc, é possível selecionar qualquer dos blocos entre a gama de produtos ofertados pelos fabricantes que formam esta associação. Também é necessário definir a resistência do bloco e da argamassa que será empregada na construção da parede. A partir destes dados, o programa calcula, mediante a aplicação da formulação do EC-6, as características mecânicas da alvenaria que foram empregadas no cálculo. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 15 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Fig. 2.- Materiais para paredes da Normabloc Foram implementadas opções de dimensionamento que permitem configurar o tipo de armadura a ser disposta nas paredes. Selecionando-se a opção “não dispor armaduras”, não se colocará nenhum tipo de reforço vertical nem horizontal, pois unicamente se realizará a verificação das paredes, indicando em cada caso as que “não passam”. Escolhendo-se alguma das outras duas opções, “dispor armaduras sempre” ou “dispor armaduras quando for necessário”, deve-se indicar se deseja aplicá-la somente às armaduras horizontais ou a horizontais e verticais, e o tipo de armadura horizontal que se deseja utilizar. No caso de querer aplicá-la unicamente às armaduras horizontais, não serão dispostos reforços verticais. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 16 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Fig. 3.- Opções de dimensionamento Com o objetivo de facilitar a introdução das paredes e seu correto projeto, de acordo com a modulação do bloco, são mostradas em planta as paredes com suas dimensões reais, assim como a posição dos blocos com seus correspondentes furos e vazados e as peças especiais, no caso de serem necessárias. Fig. 4.- Introdução de paredes de bloco MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 17 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Podem-se introduzir nas paredes aberturas de portas e janelas, através da definição de sua posição em planta e dimensões. Fig. 5.- Introdução de aberturas 2. Critérios de cálculo de esforços Foram assumidas algumas hipóteses iniciais que devem ser lembradas, com o objetivo de garantir que o modelo de cálculo se adapte às condições reais de projeto. Os critérios relativos ao cálculo de alvenarias de bloco de concreto e sua consideração no modelo são os seguintes: Realiza-se o cálculo integral de todos os elementos da estrutura, incluindo as paredes de bloco. Assim como nos outros tipos de parede, sua consideração no modelo de cálculo se realiza mediante a discretização em elementos finitos triangulares de 6 nós, de lâmina espessa. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 18 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 A obtenção de esforços se realiza mediante um cálculo espacial em 3D por métodos matriciais de rigidez. Estabelece-se a compatibilidade de deformações em todos os nós, considerando seis graus de liberdade e se realiza a hipótese de indeformabilidade do plano em cada planta (diafragma rígido). Para a obtenção de esforços e deslocamentos, considera-se um comportamento linear e elástico dos materiais, realizando a análise na configuração não deformada (análise de primera ordem) Supõe-se que a alvenaria se comporta como um material isótropo cujas características são as seguintes: kfE 600= EG 4.0= apoio das lajes na parede se realiza mediante cintas de concreto armado que garantem uma transmissão uniforme das cargas à parede, razão pela qual considera-se que não se produz transmissão de momentos. A base da parede encontra-se articulada à fundação ou laje em que se apóia. Os encontros de paredes são executados de forma que se garanta uma correta transmissão de esforços, para um trabalho conjunto. Quando existem pilares de concreto em contato com paredes de bloco, não se produz transmissão direta de esforços entre os mesmos. Não se considera a ação direta sobre a parede, dos esforços de vento e sismo. Para obter os esforços de cálculo necessários para a verificação da estrutura, realiza-se a superposição dos esforços obtidos para MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 19 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 cada uma das hipóteses simples, majorados de acordo com as hipóteses de combinação de ações definidas para concreto. 3. Critérios de verificação da alvenaria Realizam-se as verificações de geometria e resistência mostradas em itens anteriores. Para as paredes da Normabloc, calcula-se previamente a resistência da alvenaria a partir dos dados dos materiais introduzidos e do bloco selecionado. Para obter as resistências de cálculo, emprega-se um coeficiente de minoração igual a 2.5, que corresponde a uma categoría de execução entre B e C para alvenarias tipo I, segundo se especifica na tabela 2.3 do Eurocódigo 6. Não se considera a sobre-resistência do concreto de preenchimento dos furos e vazados, que se considera unicamente como elemento que permite trabalhar de forma solidária ao bloco e o aço. A verificação de esforços serealiza nos pontos correspondentes aos vértices extremos dos triângulos. Como resultado, obtém-se para cada esforço um fator de cumprimento que indica a relação de áreas dos pontos que cumprem a verificação, em relação à área total da parede. Depois do cálculo dos esforços, realiza-se o dimensionamento dos reforços segundo as opções de armadura selecionadas, de MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 20 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 forma que se verifique um fator de cumprimento mínimo que é definido pelo usuário. Tais reforços podem ser editados, modificados e posteriormente verificados. As vergas das aberturas devem ser armadas de forma que o aço dos mesmos resista a todas as trações produzidas na região. 4. Saída de resultados Os resultados de cálculo podem ser obtidos em forma de desenho ou de listagens. • Listagens: a listagem de paredes de bloco de concreto se divide em vários capítulos - Descrição de materiais: enumeram-se os blocos usados em cada parede, assim como as características mecânicas utilizadas no cálculo. - Quadro geral: espessuras de junta e reforços necessários para cada parede. - Medição: área, número de peças completas, médias e de canto para cada tipo de bloco. - Listagem de verificação: critérios verificados, indicando o artigo da norma em que se baseia a verificação, mostrando, para cada um, se a parede “passa” (cumpre as verificações). • Desenhos: - Desenho de fôrmas da fiada inferior em cada planta, indicando as posições das aberturas, peças especiais, etc. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 21 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 - Desenho de vistas de paredes: vista de cada parede, indicando disposição dos blocos, armaduras e reforços de verga. Fig. 6.- Vista de parede de blocos MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 22 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Exemplo prático de alvenaria estrutural no Cypecad Para utilização verifique se o módulo foi adquirido acessando o menu superior AJUDA > SOBRE > LICENÇA – verifique se consta o módulo MAP – Módulo de Alvenaria de Blocos. 1. Iniciando o projeto Inicie uma obra vazia no Cypecad. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 23 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Na janela de dados gerais acima clique no ícone para configuração da Alvenaria estrutural. Neste quadro de diálogo poderá definir características gerais para os muros de alvenaria de tijolo e de blocos de concreto, incluindo as opções de dimensionamento das armaduras para os muros de blocos de concreto. Quando são introduzidos muros de blocos de concreto no CYPECAD, pode-se utilizar blocos genéricos ou dos catálogos da Associação Nacional de Fabricantes de Blocos e alvenarias de concreto (NORMABLOC). O quadro de diálogo que se vê na tela tem opções conjuntas para os muros de blocos NORMABLOC e de blocos genéricos, e uma opção exclusiva para os muros de blocos NORMABLOC. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 24 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Selecionando esta opção, você poderá definir as características mecânicas dos muros de alvenaria genéricos. G = E / 2 * ( 1 + Coeficiente de Poisson ) Com rigidez ao esforço cortante – Se estiver desativado (opção aconselhável), impede que as paredes resistam ao esforço cortante (produzido principalmente pelas ações horizontais) e a tração (por se encontrarem penduradas nas lajes superiores, no caso de paredes apoiadas em lajes). Esta opção não é considerada se o muro/parede tiver aberturas, já que é necessário que a alvenaria resista aos esforços cortantes produzidos na região da verga. Com esta opção poderá definir o aço e o tipo de armadura horizontal para os muros de blocos de concreto. O aço para a armadura vertical seleciona-se no quadro MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 25 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 de diálogo de Dados Gerais e será o mesmo que o utilizado para as barras verticais em pilares e muros de concreto armado. Os Aços para cordões (treliças) são aços a utilizar para a armadura horizontal nas juntas horizontais em muros de blocos de concreto. Estas configurações se aplicarão somente aos muros de alvenaria de blocos de concreto do catálogo NORMABLOC. Com esta opção poderão ser definidas as características resistentes da argamassa e dos blocos de concreto (Eurocode). MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 26 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 As características resistentes dos blocos de concreto genérico definem-se na sua própria biblioteca e no diálogo de introdução das mesmas. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 27 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Neste botão configuramos a disposição de armadura para muros de blocos de concreto. Cordões – São armaduras horizontais (dois varões) dispostos ao longo das juntas horizontais do muro de blocos e que normalmente são unidas com uma treliça. Excepcionalmente podem ser unidas com forquilhas, ramos ou outro sistema que garanta o seu funcionamento. Vigas-Cinta – são armaduras horizontais constituídas por uma cinta estribada que se coloca dentro de peças especiais pré-fabricadas de concreto em forma de U e que tem a mesma altura que os blocos. Do mesmo modo que nos blocos normais, existem peças em U de comprimento igual a um bloco ou a meio bloco. O aço utilizado é o mesmo que o das armaduras positivas de vigas. 2. Criando os andares da edificação Para criarmos os andares da edificação acesse o menu superior Introdução > Pisos/Grupos > Novos pisos > Independentes na ficha Entrada de Pilares. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 28 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 3. Inserindo a alvenaria Para introdução da alvenaria estrutural, deve entrar na ficha de Entrada de Vigas. Para facilitar o lançamento, carregue uma máscara DXF/DWG elaborada no autocad por exemplo. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 29 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Acesse o menu superior Vigas/Cortinas > Entrar Cortina – Surgirá na tela a barra de ferramentas abaixo. Nesta ferramenta pode-se selecionar o tipo de muro/parede que deseja introduzir. Os muros 'NORMABLOC' são constituídos por blocos de concreto de agregado denso ou leve, correspondentes aos MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 30 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 catálogos de qualquer dos fabricantes da Associação Nacional de Fabricantes de Blocos e Alvenaria de Concreto. Aviso: O módulo Cortinas de Edifícios foi desenvolvido para o cálculo dos seguintes casos:Cortinas em concreto armado com empuxos de terra, com ou sem sapata ou sobre viga de fundação. Paredes em concreto armado SEM empuxos com ou sem sapata. Paredes em concreto armado SEM empuxos, apoiadas sobre uma viga ou laje (paredes apoiados). Alvenaria (de tijolos ou blocos de concreto) com ou sem fundação (muretas apoiadas, ou blocos que nascem na fundação). Alvenaria de blocos: Inclui a disposição dos blocos e reforços habituais com as prescrições de detalhes normais para este tipo de edifício. Não foi concebido para o cálculo de muros de contenção de terras trabalhando como balanço. NÃO DEVE SER USADO PARA CÁLCULO DE MUROS DE ARRIMO. Consulte a Memória de Cálculo. O cálculo e dimensionamento de muros cortina será realizado de acordo com o indicado no item correspondente da Memória de Cálculo. Convém destacar a importância da discretização efetuada pelo programa e assegurar-se da validade do modelo em relação à realidade física a ser construída. Principalmente, lembre-se de que estamos fazendo um cálculo de primeira ordem e supondo um comportamento linear dos materiais, e que o terreno pode "empurrar" a estrutura, mas não o inverso (empuxo passivo). A magnitude do problema estrutural para resolver conjuntamente a cortina e a estrutura aumenta consideravelmente se for realizada uma discretização adequada da cortina, como é o caso aqui, por elementos finitos triangulares de lâmina grossa, aumentando-se portanto o tempo de cálculo, memória RAM necessária e o espaço disponível no disco. Se seu caso exige este cálculo conjunto (edifício com cortinas com empuxos, por exemplo) é adequado o emprego de cortina. Se pelo contrário seu edifício MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 31 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 tem apoios convencionais que, pela sua experiência em obras similares, já sabe as dimensões e armaduras a colocar, pode ser aconselhável que utilize o tipo de viga (definido em Viga Atual) "Vínculo Exterior", que permitirá obter um cálculo muito mais rápido e ocupará menos espaço em disco. O mesmo pode ser dito para os casos de Alvenaria de Blocos, cuja utilidade maior pode encontrar-se em alvenaria de apoio, utilizando o "Vínculo Exterior" para as paredes autoportantes de edifícios de pouca altura. - Ferramenta para lançamento de muro em concreto armado. - Ferramenta para lançamento de Alvenaria de blocos armados de acordo com fabricantes cadastrados em Normablocs – www.normabloc.org - Ferramenta para lançamento de Alvenaria de blocos armados onde é possível o cadastro de blocos conforme janela seguinte. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 32 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 33 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 - Ferramenta para lançamento de Alvenaria de blocos sem considerações em cálculo, sem verificação. Somente para simples lançamento. NOTA: Fundação: A opção padrão do programa é uma sapata com vinculação exterior, com dimensões iniciais, para que seja compatível com o restante dos apoios, se estes tiverem sido definidos com vinculação exterior. Se o restante dos apoios são 'sem vinculação exterior', nascendo em vigas ou lajes de fundação, então, é conveniente alterar o tipo de apoio, colocando o coeficiente de recalque adequado. Alterando-se o tipo de apoio padrão da viga de fundação, com as dimensões introduzidas serão realizados a verificação de tensões sobre o terreno e o cálculo da armadura da viga. Revise essas dimensões mínimas, e, em função da tensão admissível do terreno e das cargas que são transmitidas pelo muro, predimensione a viga, já que, se não são atendidas verifcações de tensões, as dimensões deverão ser aumentadas e a obra deve ser recalculada. Pode- se também, se for o caso, variar ligeiramente as dimensões e rearmar. Quanto ao cálculo da viga ou sapata sem vinculação exterior, calcula-se sobre base elástica, de acordo com a teoria de Winkler (com as limitações que tal teoria implica), devendo-se respeitar a compatibilidade de recalques em todos os elementos que nascem na fundação (muros, cortinas, pilares e pilares- paredes). Particularmente, se existem outros elementos que nascem COM VINCULAÇÃO EXTERIOR, deve-se utilizar um coeficiente de recalque muito elevado, para que não ocorram recalques diferenciais entre a cortina e outros elementos. Elementos de apoio: Os elementos adicionais no nível da laje (apoios, cantoneiras, ancoragens, etc.), devem ser verificados manualmente, já que o programa não os calcula de forma automática. Opcionalmente se arma a viga de coroamento nos muros/paredes de concreto armado. Também se armam, opcionalmente, as vigas no nível das lajes e de coroamento nas alvenarias e nos muros de blocos de concreto. Lembre-se de que: O programa realiza uma análise de primeira ordem MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 34 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 (equilíbrio na situação indeformada), e com comportamento linear dos materiais (tensão proporcional à deformação). Uma 'Alvenaria de blocos' ou uma 'Alvenaria de blocos armados' sem armadura e sujeito a trações superiores à de ruptura não se ajusta a este modelo de cálculo. Assim sendo, deve-se comprovar a validade da análise, verificando-se que não sejam produzidas trações excessivas. 4. Cadastro de blocos Para este exemplo prático, clique no ícone Alvenaria de blocos armados e na janela que se abre clique no ícone para cadastrarmos os blocos TONIOLO – Família 14x19x39cm – Preencha as características de acordo com os dados do fabricante e clique novamente no ícone para cadastrarmos os blocos. Vamos cadastrar os blocos de dimensão 14x19x19, 14x19x24, 14x19x34, 14x19x39 e 14x19x54 preenchendo os tamanhos e indicando o nome do bloco conforme tela seguinte. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 35 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 36 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Cadastrado os blocos, selecione o bloco a ser introduzido, por exemplo, o bloco 14x19x39 selecionando a forma de lançamento do bloco à direita, centralizado ou à esquerda. Na ficha entrada de vigas, verifique se o nível corrente é o térreo e ao lançar os muros defina a altura das paredes selecionando os níveis, da fundação à cobertura. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 37 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 A maioria das paredes neste projeto se desenvolvem da fundação até a cobertura, outras vão até o teto do térreo, ou seja MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 38 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 até o nível superior. No desenho a anterior somente a parede C12 será da fundação até o superior. Lançada as alvenarias no térreo, será possível o lançamento das lajes e das aberturas. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 39 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-17115. Lançando as Aberturas Para lançarmos as aberturas do térreo (portas e janelas) acesse o menu superior VIGAS/CORTINAS > Aberturas em muros, será aberto a barra de ferramentas abaixo. Com as ferramentas disponíveis neste menu poderá introduzir portas e janelas em muros de concreto armado e de alvenaria (genéricos e de bloco de concreto). Também poderá editar e apagar as aberturas já introduzidas. Para introduzir as aberturas no lugar correto, terá que ter visível a planta do piso inferior ao muro, sobre a qual se encontrará a abertura. Por exemplo, se deseja introduzir uma porta ou uma janela num muro que esteja entre o piso 1 e o piso 2, deve-se ter visível a planta do piso 1. As portas do nosso projeto terão as dimensões de 80x220cm, 70x220 e 60x220 (internas), 100x220cm (entrada) e as janelas MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 40 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 de 120x120cm com peitoril de 100cm e janela de 60x80 e peitoril de 140cm. Vamos inserir as portas, clique no ícone Introdução de Portas e na janela que se abre indique as dimensões em metros. Ativando a opção Introduzir a abertura no muro com uma modulação correta, a posição e as dimensões da abertura ajusta-se ao comprimento do bloco, de forma que não seja necessário dispor peças especiais no muro. Quando for necessário que o programa altere as dimensões da abertura introduzida para se conseguir a modulação correta, aparecerá um aviso indicando as dimensões que realmente terá a abertura. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 41 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Na introdução das aberturas será indicado na tela do Cypecad em cor amarela o posicionamento da porta conforme imagem abaixo, clicando com o botão esquerdo do mouse, a posição será fixada. 6. Introduzindo as lajes Para introdução das lajes acesse o menu superior Lajes > Dados de Laje MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 42 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 7. Lançamento dos outros andares Finalizado o lançamento do térreo, vá para o nível superior lançando da mesma forma a alvenaria C8 e C5 que nascem no superior e terminam na cobertura, como estas paredes estarão apoiadas, lance SEM VINCULAÇÃO como apoio indicando a altura da viga de apoio. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 43 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Não lance as paredes comuns do térreo com o superior pois estas já foram lançadas no nível do térreo, lance somente as paredes C8 e C5. Lance as portas e janelas como vimos anteriormente no térreo. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 44 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 8. Verificação da Geometria Finalizado o lançamento da estrutura, verifique se não há nenhum erro de geometria e mande dimensionar a obra. Executando esta função, o Cypecad verificará se não foram introduzidos lançamentos incorretos. 9. Cálculo da alvenaria estrutural Devido a discretização dos muros, o tempo de cálculo será amplificado e para calcularmos a obra acesse o menu Calcular. Recomendo calcular somente a estrutura. Após a edição da alvenaria estrutural e seu recalculo, calcule somente a fundação. 10. Visualizando os resultados Calculada a estrutura, verifique os resultados utilizando as ferramentas. Paredes na cor vermelha quer dizer que alguma verificação não se cumpriu, paredes na cor amarela possuem somente um aviso. Para visualizar as verificações da alvenaria, acesse a ficha Resultados e entre no menu superior Vigas/Cortinas > MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 45 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Verificação Alvenaria Blocos – mova o mouse e clique sobre a parede para visualização do relatório de verificações. Para editar as armaduras nas paredes de alvenaria estrutural, clique Vigas/Cortinas > Editar Muros/Parede, clique na alvenaria para a abertura da janela seguinte. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 46 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Para edição das armaduras em portas e janelas acesse o menu superior Vigas/Cortinas > Aberturas em muros, será aberto a barra de ferramentas abaixo. Clicando no ícone Editar clique sobre a abertura que deseja editar para a abertura da janela seguinte. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 47 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Editar - Edita o reforço de qualquer tipo de abertura de porta ou janela. Ao aproximar-se com o cursor de uma abertura, esta desenha-se em cor amarela e edita-se se clicar sobre o mesmo. Clicando em Aceitar o Cypecad efetuará a verificação da abertura. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 48 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Atribuir reforço de porta - Ao clicar sobre esta opção aparece o diálogo abaixo para definir um reforço. Nele encontra- se o botão Selecionar para escolher o reforço de uma abertura de porta determinada; e o botão Atribuir para ir marcando todas as aberturas de portas que terá a armadura. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 49 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Atribuir reforço de janela - Funciona da mesma forma que a anterior (porta), mas nesta, apenas se selecionam as janelas. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 50 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Atribuir reforço em vergas de muro de blocos - Funciona da mesma forma que as anteriores, mas apenas é permitido atribuir reforços nas vergas de muros de blocos. Verificação dos reforços em aberturas de muros - Ative esta opção e selecione a abertura de muros cujos reforços deseja verificar. Aparecerá a listagem de verificação dos reforços. 11. Envoltórias Para visualização das tensões, deslocamentos, discretização, esforços acesse o menu Envoltórias > Esforços Cortinas. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 51 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Se tiver sido introduzida uma parede em vários tramos independentes, deve-se consultar cada um dos tramos, pois a consulta se faz somente no tramo selecionado. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 52 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 12. Listagens e Desenhos Para geração dos relatórios, clique em imprimir listagem e selecione a listagem que deseja gerar. Para a alvenaria estrutural teremos a opção Listagem de Alvenaria de blocos.MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 53 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 54 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 Para geração dos desenhos clique em Desenhos da obra, para desenhos da Alvenaria estrutural, selecione a opção Elevação dos muros de blocos de concreto. MULTIPLUS Manual Cypecad – Alvenaria Estrutural www.multiplus.com 55 MULTIPLUS - www.multiplus.com tel.: 11-3527-1711 CÁLCULO DE MUROS DE BLOCO DE CONCRETO SEGUNDO OS CRITÉRIOS DO EUROCÓDIGO 6 RESUMO Introdução Descrição do processo de cálculo 2.1. Características mecânicas da alvenaria 2.2. Cálculo dos esforços solicitantes 2.3. Verificações geométricas 2.4. Verificações de resistência 2.5. Verificações adicionais para alvenaria armada Bibliografía IMPLEMENTAÇÃO NO CYPECAD DE CÁLCULO DE ALVENARIAS DE BLOCO DE CONCRETO 1. Entrada de dados 2. Critérios de cálculo de esforços 3. Critérios de verificação da alvenaria 4. Saída de resultados Exemplo prático de alvenaria estrutural no Cypecad Iniciando o projeto Criando os andares da edificação Inserindo a alvenaria Cadastro de blocos Lançando as Aberturas Introduzindo as lajes Lançamento dos outros andares Verificação da Geometria Cálculo da alvenaria estrutural Visualizando os resultados Envoltórias Listagens e Desenhos
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