Alvenaria Estrutural - Parâmetros para dimensionamento

Prévia do material em texto

Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Parâmetros para o dimensionamento
Disponível em http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~jeanmarie/eng01208/ENG01208.html
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
� Concepção estrutural;
� Modulação;
� Integração entre estrutura e arquitetura;
� Instalações;
� Detalhes construtivos;
� Dados iniciais (materiais e particularidades da edificação);
� Ações;
� Segurança em estruturas (valores característicos, valores de 
cálculos, coeficientes de majoração de cargas, combinação 
de ações, coeficientes de minoração dos materiais)
Projeto em Alvenaria estrutural
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Normas de Alvenaria
�NBR 10837 / NBR 15812-1 / NBR 15812-2
�ACI 530-02 / ASCE 5-02 / TMS 402-02 
� IBC 2000 – International Building Council
�Eurocode 6: Design of Masonry Structures
�BS 5628 – Code of Practice for Use of Masonry
- Estabelecem os requisitos mínimos para o projeto e a 
construção de obras em alvenaria.
- Especificam as características das componentes
- Definem os critérios de dimensionamento
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Especificação e controle de componentes: blocos
�Determinação das características geométricas, físicas e 
mecânicas
�Resistência caracterisiticas a compressão (fbk )
� Índice de absorção de agua (AA, AAI)
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Área líquida / Área bruta
Norma de ensaio de bloco: Resultado na área bruta
Norma de ensaio de prisma: Resultado na área líquida 
Norma Nova ���� Tudo na Área bruta
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Resistência características a compressão (fbk )
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Parâmetros elásticos para a alvenaria
Coeficiente de Poisson = 0,15
Quando há valores de ensaio disponíveis pode ser usado um 
módulo secante calculado com os pontos correspondentes a 
5% e 30% da resistência de prisma
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
8
Resistência à compressão da alvenaria
Influência dos Componentes na Resistência à Compressão
A unidade é o componente que 
mais influencia a resistência !
η: eficiência
fpar: resistência das paredes
fb: resistência dos blocos 
Eficiência 
parede/bloco
Blocos Mínimo máximo
Concreto 0,4 0,6
Cerâmico 0,2 0,5
Resistência de prisma [NBR 6215]
Fator de eficiência prisma/bloco
Usar com critérios
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Características da armadura
9
Reduzida contribuição na compressão
• Utilização pouco adequada para aumentar a resistência
• Bastante adequada para aumentar:
• ductilidade
• limite de esbeltez
• módulo de deformação
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Fator de segurança
� Tensões admissíveis: Se determina a tensão ultima do 
material em questão e esta resistência é dividida por um 
fator;
� Método do fator de carga: se multiplica a tensão de 
trabalho por um fator de segurança e ainda se considera 
os materiais trabalhando no estado último.
� Método semi-probabilístico ou Método dos coeficientes 
parciais de segurança considerado o mais racional 
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Tensões Admissíveis 
Segurança: capacidade de suportar ações previstas 
garantindo a funcionalidade
Tensões admissíveis:
• S: máxima tensão atuante
• γi: coeficiente de segurança interno
• R: tensão de ruptura ou de 
escoamento do material
Críticas mais freqüentes :
• Não comporta um coeficiente externo
•Adequado para comportamento linear
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Estado limite
Rd – Sd ≥ 0
Rd = Rk / γm : resistência de cálculo
Sd = S(γf . Fk) : solicitação de cálculo
γm e γf : coeficientes de ponderação
Rk e Fk : valores característicos de resistência e ação
Observações importantes:
• Valores característicos são escolhidos para que 95% das
resistências sejam > Rk e 95% das ações sejam < Fk
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Parâmetros de estabilidade
• Espessura efetiva
• Altura efetiva
• Esbeltez
• Comprimento efetivo de abas
ACI 530, BS 5828, NBR 10837, NBR 15812-1 apresentam 
recomendações semelhantes com ligeiras diferenças 
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
14
Índice de Esbeltez
λ: índice de esbeltez
hef : altura efetiva
tef : espessura efetiva
NBR 10837 : valores máximos para esbeltez
Espessura efetiva mínima (sem revestimento)
• NBR 10837 : 14 cm
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
15
Espessura efetiva equivalente (NBR 10837 e BS 5628)
δδδδ : coeficiente de multiplicação
tef : espessura efetiva
tpa : espessura real da parede
tef=δδδδ tpa
Espessura efetiva: presença de enrijecedores
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
16
Altura efetiva
NBR 10837, ACI 530, DIN 1053
• hef = h : travamento na base e no topo
• hef = 2h : parede livre no topo
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
17
Comprimento efetivo de abas em painéis
NBR 10837
− 2 bf ≤ h / 6 e bf ≤ 6 t : seção em T ou I
− bf ≤ h / 16 e bf ≤ 6 t : seção em L ou C
•ACI 530 : bf ≤ 6 t
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Resistência de cálculo em paredes
Esforço resistente de cálculo:
R: para a consideração de pequena excentricidade
Análise de Alvenaria
jean.marie@ufrgs.br
19
Combinações de ações
�Combinações últimas (permanentes e variáveis)
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Combinações
� Ação permanente: carga permanente
� Ação variável principal: vento
� Ação variável secundária: carga acidental
1) Permanente + acidental
2) Permanente – vento (sem tração)
3) Permanente +vento + acidental
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Compressão simples: NBR 10837: 1989
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Compressão simples: NBR 10837: 1989
22
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
NBR 15812-1
23
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
NBR 15812-1
24
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Influência do assentamento
Considera-se que haverá uma redução de resistência que 
pode ser levado em consideração multiplicando a 
resistência por:
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cargas Concentradas
Norma antiga (T.A.)
Nova Norma (E.L.U)
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Compressão Simples : Exemplo 1
27
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
28
resolução (NBR 10837)
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
C. S. : Exemplo 2 (NBR 10837)
Alvenaria estrutural
jean@cpgec.ufrgs.br
29
η 0.5= => fb = 8,48 MPa
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
30
Dimensionamento a compressão simples (Nova Norma)
Exemplo 1
Determinação de resistência no estado 
limite último. Blocos cerâmicos
fpk/fbk = 0,50 (para espalhamento da 
argamassa em todo o bloco)
Travamento na base e no topo
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Solução
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
32
Dimensionamento a compressão simples com graute
Exemplo 2
Utilizando graute a cada dois furos, seria 
possível utilizar um bloco de 4,0 MPa?
Graute a cada 2 furos => aumento 
de 30% 
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR 10837)
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR 10837)
Procedimento de dimensionamento
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Para bielas comprimidas inclinadas de 45o e estribos a 90o
Espaçamento mínimo para armaduras transversais (NBR 10837)
Cisalhamento (NBR 10837)
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR15812-1)
Considerações
• Baseado no critério de Coulomb
• Contribuição da aderência que depende da resistência da 
argamassa
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR 15812-1)
Considerações
• Contribuição da carga permanente: Gk pré-compressão para 
um coeficiente de atrito de 0,6.
• Somente a alma dos elementos em L, T, I resistem ao 
cisalhamento
• Contribuição da armadura de flexão perpendicular ao plano 
de cisalhamento
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR 15812-1)
Armadura adicional de cisalhamento:
= armadura mínima
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR 15812-1)
Exemplo 1 – Verificar o cisalhamento da parede
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Exemplo 1
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Cisalhamento (NBR 15812-1)
Exemplo 2 – Verificar o cisalhamento de uma viga 
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Exemplo 2
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
NBR 15812-1
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Exemplo 3
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Exemplo 3
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
FIM
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Tensões admissíveis para alvenaria não armada ( NBR 10837 )
Parâmetros da NBR 10837
Alvenaria Estrutural
jean.marie@ufrgs.br
Tensões admissíveis para alvenaria armada (NBR 10837)Parâmetros da NBR 10837
Tensões admissíveis para alvenaria armada ( NBR 10837 )