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FACULDADE ANHANGUERA DE RIBEIRÃO PRETO Engenharia Civil PROJETOS E DETALHES CONSTRUTIVOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL Aula 3 Componentes da alvenaria estrutural Ações em edifícios de alvenaria estrutural Docente: Prof. Me. Luiz Paulo da Silva 7. CRONOGRAMA: DISCÍPLINA: PROJETOS E DETALHES CONSTRUTIVOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL (2019/2) Mês Data Situação Conteúdo Agosto 05/08/2019 Aula 01 Apresentação da disciplina Agosto 12/08/2019 Aula 02 Concepção geral e aspectos históricos / Princípios básicos da alvenaria estrutural Agosto 26/08/2019 Aula 03 Componentes da alvenaria estrutural / Ações em edifícios de alvenaria estrutural Mês Data Situação Setembro 09/09/2019 Aula 04 Distribuição de cargas verticais em edifícios de alvenaria estrutural / Distribuição de ações horizontais em edifícios de alvenaria estrutural Setembro 23/09/2019 Aula 05 Resistência das unidades e argamassa / Dimensionamento de alvenaria não armada Mês Data Situação Outubro 07/10/2019 Prova Avaliação Oficial B1 Outubro 21/10/2019 Aula 06 Dimensionamento de alvenaria parcialmente armada Mês Data Situação Novembro 04/11/2019 Aula 07 Modulação das fiadas / Detalhes Construtivos e Instalações Novembro 18/11/2019 Aula 08 Juntas de Dilatação e de Controle Mês Data Situação Dezembro 02/12/2019 Prova Avaliação Oficial B2 Dezembro 2ª Chamada Dezembro Exame COMPONENTES DA ALVENARIA ESTRUTURAL A alvenaria estrutural é formada por uma unidade básica, chamada de bloco. Ela define as características do sistema, influenciando desde a modulação da arquitetura até a resistência final da estrutura. Entre os principais tipos de blocos destacam-se os de concreto e de cerâmica, variando quanto à forma, com seção maciça ou vazada, e quanto à geometria, sendo que esta define as famílias dos blocos, sendo as mais comuns: 15 x 30; 15 x 40; 20 x 40; 12,5 x 40; 12,5 x 25. As dimensões nominais de cada bloco e suas designações são padronizadas pela norma NBR 15961-2 (ABNT, 2011), reproduzida na Tabela 1.2. Existe, ainda, uma grande variedade de componentes, cuja função é auxiliar na modulação e facilitar a execução das estruturas. A Figura 1.17 apresenta as formas mais usuais. Alguns blocos possuem funções específicas, como os do tipo canaleta. Eles são normalmente empregados na execução de vergas, contravergas e cintamentos. Já o bloco canaleta J é muito utilizado na última fiada da alvenaria, recebendo a laje em sua parede de menor altura para que a concretagem da laje resulte na mesma altura que a parede da face externa do bloco, proporcionando melhor acabamento do conjunto. Os demais blocos são geralmente usados para ajudar a modulação, permitindo maior variedade de dimensões dos cômodos. Na Figura 1.18 pode ser visto um exemplo de aplicação dos principais elementos de alvenaria. A resistência à compressão das unidades depende de sua área. Assim, a norma NBR 15961-1 (ABNT, 2011) estabelece a diferença entre as áreas bruta, líquida e efetiva, de acordo com a Figura 1.19: • Área bruta: área de um componente ou elemento, considerando-se as suas dimensões externas, desprezando-se a existência dos vazados. • Área líquida: área de um componente ou elemento, com desconto das áreas dos vazados. • Área efetiva: parte da área líquida de um componente ou elemento, sobre a qual efetivamente é disposta a argamassa. A resistência mínima característica à compressão (fbk) referente à área bruta permitida pela NBR 6136:2016 é obtida a partir da Tabela 1.3, conforme a classificação quanto ao uso da alvenaria. Assim, a referida norma define as seguintes classes de utilização: • Classe A: com função estrutural para uso em elementos de alvenaria acima ou abaixo do nível do solo. • Classe B: com função estrutural para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo. • Classe C: os blocos de 65 mm de largura têm uso restritivo para alvenaria sem função estrutural. Permite-se o uso do bloco com função estrutural para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo, com largura de 90 mm para edificações de no máximo um pavimento, com largura de 115 mm para edificações de no máximo dois pavimentos, com largura de 140 mm e 190 mm para edificações de até cinco pavimentos. Argamassa A argamassa na alvenaria estrutural, assim como nas estruturas tradicionais, é uma mistura homogênea de agregados, aglomerantes e água, contendo ou não aditivos ou adições. Usualmente é constituída por cimento, areia, cal e água. Essa mistura possui propriedades que fornecem aderência de um bloco sobre o outro, permitindo um apoio uniforme que facilita o assentamento e compensa as variações dimensionais das unidades. Sua aplicação é feita na região de contato entre os blocos, de maneira que a ligação seja solidarizada, uniformizando as tensões e absorvendo eventuais deformações. Parsekian, Hamid e Drysdale (2013) recomendam a especificação da resistência à compressão da argamassa (fa) dentro de uma faixa de 0,7 a 1,5 vezes o valor fbk ,sendo que o valor ideal deve ser próximo ao limite inferior quando a carga predominante é vertical, e próxima ao limite superior quando a ação lateral é a predominante. O traço utilizado na fabricação determinará as características da argamassa, devendo assim ser escolhido com muita atenção pelo projetista. Alguns traços e suas respectivas resistências são sugeridos na Tabela 1.4. Graute O graute é um componente da alvenaria constituído pela mistura de cimento, cal, areia, brita 0 e água. Possui alta fluidez, sendo usado para preenchimento dos espaços vazios dos blocos. Sua função é solidarizar as armaduras à alvenaria ou aumentar sua capacidade resistente para que atinja a especificada no projeto. O graute, ilustrado na Figura 1.20, é usado no preenchimento dos blocos canaletas e canaletas J para formar elementos como cintas, vergas e contravergas. Eventualmente é utilizado para preenchimento dos vazados verticais nos blocos, visando aumentar a resistência à compressão do conjunto, sendo aplicado principalmente na região de encontro das paredes, onde o grauteamento ainda melhora a solidarização da amarração. Para estimar a resistência à compressão inicial do graute (fgk), Parsekian, Hamid e Drysdale (2013) indicam que a resistência se situe dentro de uma faixa de 2,0 a 2,5 vezes o valor fbk ,sendo indicado aproximar esse valor para as classes de resistência do concreto. Segundo a NBR 15961-1 (ABNT, 2011), para elementos de alvenaria armada, a resistência à compressão característica mínima a ser especificada é de 15 MPa. A partir do valor de resistência à compressão pode ser definido o traço a ser utilizado na confecção do material. Alguns traços de graute obtidos por meio de ensaios são apresentados na Tabela 1.5. Armaduras A armadura na alvenaria estrutural tem a função de resistir aos esforços de tração e cisalhamento, aumentando a resistência dos elementos estruturais e evitando o surgimento de fissuras. Os tipos mais comuns de armaduras usados no sistema de alvenaria são as barras de aço CA-50, também empregadas no sistema tradicional de concreto armado, e as treliças, utilizadas na armação das canaletas. As armaduras podem ser envolvidas pelo graute, quando usadas nas canaletas ou vazios verticais, ou por argamassa, no caso de uso nas juntas de assentamento. O diâmetro máximo permitido das barras é de 25 mm para utilização nos vazios da alvenaria e 6,3 mm nas juntas de assentamento, devendo ainda respeitar a taxa máxima de armadura por furo, que deve ser inferior a 8% da seção grauteada. Sobre o módulo de elasticidade do aço, a NBR 15961-1 (ABNT, 2011) especifica que, na falta de ensaios, o módulo de elasticidade do aço pode ser considerado igual a 210 GPa. É recomendado ainda o uso de espaçadores durante o grauteamento para garantir o cobrimento especificado no projeto. AÇÕES EM EDIFÍCIOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL Conforme vimos nas seções anteriores, na alvenaria estrutural as paredes desempenham dupla função: vedação e estrutura. Portanto, devem, além de providenciara adequada vedação dos ambientes, resistir às ações solicitantes e oferecer segurança aos usuários. A NBR 8681 (ABNT, 2004) define ações como as causas que provocam esforços ou deformações nas estruturas. Assim, as estruturas de modo geral estão sujeitas a diversas formas de ações, podendo ser classificadas em três categorias: permanentes, variáveis e excepcionais. Segundo a NBR 8681 (ABNT, 2004, p. 2): • Ações permanentes: ações que ocorrem com valores constantes ou de pequena variação durante praticamente toda a vida da construção. • Ações variáveis: ações que ocorrem com valores que apresentam variações significativas ao longo da vida da edificação. • Ações excepcionais: ações excepcionais são as que têm duração extremamente curta e probabilidade de ocorrência muito baixa durante a vida da construção, mas que devem ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas, como explosões, incêndios e sismos. Ações horizontais: empuxo, desaprumo e vento • EMPUXO A determinação do valor do empuxo é muito importante na análise de estruturas cuja função é conter líquidos, grãos ou solos. Uma das formas mais comuns é o empuxo de terra, que é a ação produzida pelo maciço de solo na estrutura. Esse carregamento é considerado como uma ação permanente, visto que revelava valores com baixa variação ao longo da vida útil da estrutura. O cálculo dessas ações depende do peso específico e do ângulo de atrito interno dos materiais. DESAPRUMO Outra ação permanente que deve ser valorizada na estrutura é o efeito de desaprumo, utilizado para levar em conta algumas possíveis imperfeições geométricas que possam ocorrer nos elementos estruturais. Dessa maneira, a falta de linearidade da edificação faz com que o peso próprio da estrutura ocasione um momento na base, de acordo com a Figura 2.2(a). A consideração desse efeito pode ser simplificada levando-se em conta uma força horizontal aplicada na estrutura de intensidade tal que o momento gerado por esta seja equivalente ao ocasionado pela falta de linearidade, ilustrado na Figura 2.2(b).
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