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Eng. Danilo Amorim da Silva RACIONAR ENGENHARIA 3/8/2019 ALVENARIA ESTRUTURAL @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 1 Índice 1- Introdução ao bloco estrutural cerâmico ............................... 3 1.1- A alvenaria estrutural no brasil ......................................... 3 1.1.1- A utilização do sistema ................................................ 4 1.2- Sistema construtivo – Alvenaria Estrutural ........................ 5 1.2.1- Definição de alvenaria - aplicações .............................. 5 1.2.2- Racionalização .............................................................. 6 1.2.3- Tipos de alvenaria ........................................................ 8 1.2.4- Normas brasileiras – Alvenaria estrutural com blocos Cerâmicos ............................................................................... 9 1.2.5- Vantagens e desvantagens do sistema ....................... 10 2- Componentes do sistema ..................................................... 11 2.1- Blocos, Argamassa, Graute e Prisma ................................... 12 2.1.1- Os blocos .................................................................... 12 2.1.2- A Argamassa ............................................................... 22 2.1.3- O Graute ..................................................................... 24 2.1.4- O Prisma ..................................................................... 25 2.2- Esbeltez em paredes de alvenaria ................................. 28 3- Concepção estrutural – Boas práticas .................................. 30 3.1- Modelo de pórtico espacial ........................................... 31 3.2- Comportamento de lajes - Diafragma Rígido ................ 32 @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 2 4- Definição de cargas e distribuição de carregamento sobre laje 32 5- Dimensionamento de elementos: Compressão Simples ...... 33 6- Dimensionamento de elementos: Cisalhamento e Flexão ... 34 6.1- Resistência ao cisalhamento ............................................ 34 6.2- Resistência à flexão .......................................................... 37 7- Dimensionamento de elementos: Flexo-Compressão .......... 38 7.1- Verificação da tração máxima .......................................... 39 7.2- Verificação da compressão máxima ................................. 40 7.3- Exemplo de dimensionamento e verificação à flexo- compressão ............................................................................. 42 8- Estabilidade Global ............................................................... 46 9- Bibliografia ........................................................................... 48 @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 3 1- Introdução ao bloco estrutural cerâmico 1.1- A alvenaria estrutural no brasil Embora a alvenaria estrutural seja utilizada de forma racionalizada no Brasil desde a década de 60, apenas em 1977 foi formada a primeira comissão para a criação de uma norma brasileira para o projeto de alvenaria estrutural. Pesquisas sobre alvenaria estrutural em bloco cerâmico tiveram início no IPT – Instituto de Tecnológicas do Estado de São Paulo. No final da década de 80 e início dos anos 90, o sistema construtivo ganhou força e as parcerias Universidade-Empresa permitiram a criação de materiais e equipamentos nacionais para produção de alvenaria. É a partir daí que podemos dizer que a alvenaria estrutural (dimensionada a partir de conceitos técnicos e detalhada de forma racional, no mundo há cerca de 60 anos) substitui no Brasil a estrutura de alvenaria (onde as paredes servem de suporte estrutural, mas são construídas e projetadas de forma empírica, apesar de existir com relativo sucesso hás mais de 10.000 anos). O uso de alvenaria não armada, ou com armaduras apenas onde o dimensionamento indicava ser necessário (antes @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 4 da revisão atual da norma, chamada de alvenaria parcialmente armada), passou a ser corrente. Estudos comparativos chegam à conclusão de que, para prédios residenciais com vãos moderados e de baixa ou média altura, a opção pela alvenaria estrutural poderia levar à considerável redução do custo. Hoje o sistema é extensivamente utilizado em todas as diferentes regiões do Brasil e é um ramo reconhecido da Engenharia, sendo que as melhores universidades têm a disciplina em sua grade curricular do Curso de Engenharia Civil. Assim, com o envolvimento de pesquisadores, projetistas, associações, construtores, fornecedores, presenciamos no momento uma indústria de alvenaria em avançado grau de desenvolvimento. É comum observarmos o uso de alvenaria estrutural em empreendimentos habitacionais de larga escala, onde as exigências de racionalização, planejamento, controle, rapidez e custo são melhor contempladas pela opção do sistema alvenaria estrutural. 1.1.1- A utilização do sistema Inúmeros edifícios são hoje construídos em alvenaria estrutural, especialmente os residenciais. O sistema construtivo é usualmente indicado quando não há @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 5 previsão de alterações na arquitetura (paredes não removíveis), quando essa possibilidade é limitada à alteração de algumas paredes apenas (pavimento com mais de uma opção de planta, previstas na fase de projeto) e em casos de vãos médios moderados de cerca de 4 a 5 metros. Em relação à altura do edifício, a opção por alvenaria estrutural é mais econômica em edifícios de poucos andares, com até cerca de 12 pavimentos. 1.2- Sistema construtivo – Alvenaria Estrutural 1.2.1- Definição de alvenaria - aplicações Chamamos de alvenaria o conjunto de peças justapostas coladas em sua interface, por uma argamassa apropriada, formando um elemento vertical coeso. Esse conjunto coeso serve para vedar espaços, resistir cargas oriundas da gravidade, esforços laterais, promover segurança, resistir a impactos, ações de fogo, isolar e proteger acusticamente os ambientes, contribuir para a manutenção do conforto térmico, além de @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 6 impedir a entrada de vento e chuva no interior dos ambientes. Figura 1: Alvenaria Além destes benefícios, a alvenaria estrutural, quando tratada de maneira correta, proporciona vantagens significativas no processo de racionalização da construção quando comparada ao sistema convencional de construção (concreto armado moldado in loco com paredes de vedação). 1.2.2- Racionalização O sistema construtivo de alvenaria estrutural apresenta grande potencial tecnológico e econômico @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 7 decorrente da racionalização, padronização e industrialização que são intrínsecos ao sistema. A sua simplicidade facilita as operações de execução e diminui custos. As habitações resultantes mostram ter bom desempenho frente às necessidades socioeconômicas e condições climáticas existentes no país. (Prof. Rangel Lage – Unicamp) O projeto em alvenaria estrutural inicia-se na prancheta do arquiteto e exige um grande engajamento entre arquitetos, engenheiros e construtores, além de muito preparo e planejamento anterior obra. Tratando-se de um sistema racionalizado devemos tentar prever e resolver ainda em projeto todas as muitas variáveis que existem em uma obra. Para o sistema construtivo ser eficiente, ou seja, baixo custo e alta produtividade, devemos ter todos os detalhes já definidos em projeto, mão-de-obra especializada e supervisão técnica full time. ALVENARIA ESTRUTURAL NÃO TEM ESPAÇO PARA IMPROVISOS! @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 8 Figura 2: Det. Alvenaria Estrutural1.2.3- Tipos de alvenaria • Alvenaria não armada: Alvenaria simples (componente + argamassa) • Alvenaria Armada: Alvenaria reforçada por armadura passiva dimensionada para resistir a esforços atuantes • Alvenaria Protendida: Alvenaria reforçada por uma armadura ativa (pré-tracionada) que submete a alvenaria a tensões de compressão @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 9 Figura 3: Comportamento da Alvenaria 1.2.4- Normas brasileiras – Alvenaria estrutural com blocos Cerâmicos • NBR 15812-1 Alvenaria Estrutural – Blocos Cerâmicos Parte 1: Projetos • NBR 15812-2 Alvenaria Estrutural – Blocos Cerâmicos Parte 2: Execução e controle de obras @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 10 1.2.5- Vantagens e desvantagens do sistema Figura 4 VANTAGENS: • Economia • Execução simplificada, proporciona maior rapidez à construção • Não necessita de formas para vigas e pilares • Redução de MDO e tipos de materiais • Técnica de execução simplificada @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 11 • Eliminação de rasgos para embutir tubulações • Redução de espessuras de revestimentos • Resistência ao fogo, bom isolamento térmico e acústico • Racionalização da obra • Redução de quebras, desperdícios e entulho DESVANTAGENS: • Exige controle de qualidade eficiente tanto dos materiais empregados como da componente alvenaria • Mão de obra qualificada e muito bem treinada • Constante fiscalização técnica • Não possui flexibilidade para arquitetônica para remoção de paredes e mudanças no layout • Dificuldades de improvisações • Limitações de grandes vão e balanço • 2- Componentes do sistema @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 12 2.1- Blocos, Argamassa, Graute e Prisma 2.1.1- Os blocos Os blocos representam de 80 a 95% do volume da alvenaria, sendo determinantes de grande parte das características da parede: resistência à compressão, estabilidade, resistência ao fogo, isolamento térmico e acústico e estética. Em conjunto com a argamassa, os blocos também são determinantes para a resistência ao cisalhamento (fenômeno de deformação ao qual um corpo está sujeito quando as forças que sobre ele agem provocam um deslocamento em planos diferentes, mantendo o volume constante) e à tração e para a durabilidade da obra. São, portanto as unidades fundamentais da alvenaria. FORMATO DOS BLOCOS Quanto à forma, podem ser classificados como: a) De paredes vazadas: as paredes externas e internas apresentam vazados. b) Com paredes maciças: as paredes externas são maciças e as internas podem apresentar vazados, sendo usualmente a relação da área líquida para a área bruta não maior que 65%. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 13 c) Perfurado: com vazados distribuídos em toda a sua face de assentamento, sendo usualmente a relação da área líquida para a área bruta não maior que 75%. Esses blocos são utilizados apenas em alvenaria não armada. Para perfeita modulação, são confeccionados de diferentes formas: inteiros ou padrão (forma a maior parte na parede), meio bloco (permite a amarração no plano de parede), bloco de 45 cm @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 14 (permite amarração entre paredes), blocos canaletas (para composição de vergas, contravergas e cintas), blocos jota e compensador (para encontro com a laje). A figura a seguir mostra alguns destes blocos. O catálogo completo dos blocos disponíveis geralmente é fornecido pelo fabricante. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 15 IDENTIFICAÇÃO E APARÊNCIA VISUAL @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 16 Durante a fabricação, cada bloco deve conter uma identificação gravada em baixo ou alto relevo contendo as seguintes informações: a) identificação da empresa; b) dimensões da fabricação em centímetros (cm), largura (L), altura (H) e comprimento (C), (LxHxC), podendo ser suprimida a inscrição da unidade de medida (cm); c) as letras EST (indicando sua condição estrutural); d) indicação de rastreabilidade (número ou sigla que identifique o lote de fabricação). Além disso deve atender a requisitos de características visuais, isto é, não apresentar defeitos, como: quebras, superfícies irregulares ou deformações que impeçam seu emprego na função específica a que se destina. RESISTÊNCIA MECÂNICA A principal propriedade de um bloco é a sua resistência (fbk), referida sempre à área bruta do bloco. É fundamental para a resistência da parede (fk), sendo o material do bloco e a sua resistência fatores predominantes na resistência à compreensão de uma parede. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 17 Os blocos cerâmicos devem ter resistência mínima de 3,0 Mpa, sendo recomendável a utilização de blocos mais resistentes (10,0 MPa) para o caso de alvenarias aparentes. O bloco estrutural cerâmico mais comum, encontrado no mercado atual, é o de 6,0 MPa, sendo poucos os fabricantes que conseguem produzir blocos de maior resistência. Os blocos necessitam ser igualmente saturados através de imersão em água por pelo menos seis horas. Após este procedimento, é realizado o ensaio por simples compressão de uma amostra de blocos. A determinação da resistência característica (fbk) dos blocos ensaiados pode ser calculada conforme tabela abaixo. O valor a ser aceito é aquele indicado no projeto estrutural. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 18 PRECISÃO DIMENSIONAL A precisão dimensional dos blocos está diretamente ligada à da parede. Caso haja variação da espessura dos blocos, a parede também terá variação na sua espessura. Para compensar essa variação, a camada de revestimento da parede deverá ser maior, o que, consequentemente aumentará o custo da obra. Se a espessura for reduzida em relação ao especificado, haverá também alguma redução na resistência da parede. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 19 Já as variações na altura e no comprimento do bloco comprometem principalmente as juntas de argamassa, horizontais e verticais, respectivamente. Alterações na espessura de juntas verticais podem ser prejudiciais à modulação (não é possível a distribuição dos blocos conforme desenho do projeto, pois esses têm tamanhos diferentes) e, em casos extremos, comprometer a resistência ao cisalhamento. Alterações na espessura junta horizontal ocasionam variações no pé direito do pavimento e podem diminuir a resistência à compressão da parede (quanto mais espessa a junta, menor a resistência à compressão). A espessura da parede do bloco é outra especificação de grande importância a ser controlada para garantir a resistência do bloco; uma pequena variação de 1mm nesta espessura pode significar uma grande redução na área líquida do bloco e, portanto, na quantidade de material resistente. Também devem ser verificados o desvio em relação ao esquadro e à planeza das faces dos blocos. Variações nesses dois últimos parâmetros criam excentricidades, diminuindo a resistência dos blocos. ABSORÇÃO DE ÁGUA O ensaio de índice de absorção de água basicamente consiste em determinar a massa do bloco seco e a massa do bloco depois de imerso por 2 horas em água fervente, @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 20 ou por 24 horas em água em temperatura ambiente. Obtém-se então a proporção de quanta água o bloco absorveu em relação à sua massa seca (em %). No caso da água quente, mede-se a absorção em um ambiente mais agressivo de maior temperatura e pressão com aumento no tamanho dos poros. O ensaio mede indiretamente a porosidade do bloco e é um bom indicador de sua qualidade. Em geral, blocos de menorabsorção são mais resistentes e duráveis. Um ponto importante ligado à absorção é a possibilidade de patologias no revestimento, já que em uma alta absorção pode levar a fissuras ou mapeamento dos blocos no revestimento. Outro ponto é o aumento de peso que uma alta absorção pode acarretar. Apesar de não constar na normalização nacional, é comum na literatura internacional o cálculo do coeficiente de saturação, alcançado pela relação entre a absorção obtida com água fria e quente. Esse é um indicador usual da durabilidade dos blocos quando sujeitos a congelamento/descongelamento, o que dificilmente ocorre no Brasil. No nosso caso, a limitação da absorção é o indicativo de durabilidade, sendo prescrito o limite entre 8 e 22%. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 21 ABSORÇÃO DE ÁGUA INICIAL O índice de absorção de água inicial, ou AAI, é uma medida de quanto o bloco absorve (“puxa”) de água por capilaridade logo após ser molhado. Essa medida se refere uma absorção de água de um bloco imerso 3 mm dentro de lâmina d’água, em um período de um minuto, em relação à área líquida do bloco. Para padronização dos resultados, esse valor é dividido por uma área padrão de 193,55cm². Este é um dado importante para definição da argamassa. Uma boa aderência entre o bloco e a argamassa é obtida com características compatíveis entre esses dois componentes. Por exemplo, se o bloco tem alto AAI, irá retirar grande parte da água da argamassa logo após o espalhamento desta, sobrando pouco para a hidratação do cimento e, portanto, reduzindo sua resistência. Em contrapartida, se o bloco absorver muito pouca água da argamassa, haverá um prejuízo na aderência, pois grande parte desta resistência é garantida pela pasta da argamassa penetrando por capilaridade nos poros dos blocos (em linhas gerais, pode-se dizer que se formam pequenos “pregos” de argamassa na superfície do bloco). @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 22 É recomendável um AAI entre 5 a 25 g/min/193,55 cm². Blocos com AAI superior a 30 g/min/193,55 cm² devem ser umedecidos antes do assentamento. 2.1.2- A Argamassa Na Alvenaria estrutural a argamassa tem função de ligação entre os blocos, uniformizando os apoios entre eles. Tradicionalmente a argamassa para assentamento é composta de cimento, cal e areia. Argamassas mais fortes (só de cimento e areia) não são recomendadas, pois são muito rígidas e têm baixa capacidade de absorver deformações. Em contrapartida, argamassas muito fracas (só de cal e areia, por exemplo) tem resistência à compressão e aderência muito baixas, prejudicando a resistência da parede. A resistência à compressão da argamassa deve ser próxima a 70% da resistência do bloco utilizado. Propriedade dos componentes • Cimento: resistência e durabilidade • Cal: Trabalhabilidade, retenção de água e plasticidade • Areia: Diminuição do consumo de cimento para reduzir a retração, enchimento e resistência da mistura @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 23 Figura 5: Colocação de argamassa OBSERVAÇÕES IMPORTANTES: ESPESSURA DE JUNTA DE ARGAMASSA: 10MM EXECUÇÃO DE BLOCOS COM ARGAMASSA PARCIAL REDUZ EM 20% A RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO DO PRISMA. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 24 Figura 6: Traços para argamassa Com relação à resistência à compressão, deve ser atendido o valor mínimo de 1,5Mpa e máximo limitado a 0,7 x fbk. (NBR 15812-1, pg 9) 2.1.3- O Graute O Graute é um concreto com agregado fino e alta plasticidade. É utilizado para preencher vazios dos blocos em pontos onde se quer aumentar a resistência localizada da alvenaria e também preenchimento das canaletas. O Graute é composto de cimento, areia e pedrisco, possui alta fluidez com slump entre 20 e 28cm, e por isso alta relação entre água/cimento, podendo chegar até 0.9. Para garantir a fluidez e plasticidade do graute e também diminuir sua retração, é aconselhável a utilização de cal até o volume máximo de 10% do volume de cimento. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 25 Figura 7: Resistência a compressão por grauteamento Figura 8: Traços para graute 2.1.4- O Prisma O Prisma é o corpo de prova da alvenaria. Obtido pela superposição de blocos, unidos por juntas de argamassa grauteados ou não. Assim como o corpo de prova cilíndrico é utilizado para controle de obras de concreto, o prisma de dois blocos é utilizado para controle de obras em Alvenaria Estrutural. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 26 Figura 9: Corpo de prova da alvenaria estrutural – Prisma Existem 3 principais ensaios que podemos fazer para conhecer a resistência a compressão de uma parede: • Prisma • Pequena parede • Parede Os elementos devem ser moldados no canteiro e rompidos em laboratório, devido ao alto custo dos ensaios normatizou-se uma relação / porção de resistência entre o ensaio de parede (valores que de fato nos interessa) e ensaio de prisma (valores menores de ensaio e transporte de corpo de prova mais fácil). @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 27 Figura 10: Corpos de prova Cavalheiro e Gomes (2002) analisaram resultados de ensaios realizados no Brasil nos últimos anos. Na Tabela 1.10 pode-se perceber uma boa correlação entre a relação de resistência de parede (fpa) / Resistência de prisma (fp), igual a 0,7. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 28 Já a relação prisma/bloco resulta muito diferente para diversos tipos de blocos. No caso de blocos cerâmicos, a tabela 1.10 indica estudo levando em conta vários ensaios. Nota-se uma relação fp/fb = 0,5. Figura 11: Relação prisma/bloco e parede/prisma 2.2- Esbeltez em paredes de alvenaria Figura 12: Índice de esbeltez @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 29 Elementos comprimidos terão sempre o problema de flambagem inerente a este tipo de esforço. Quanto mais esbelto for a parede, menor a sua resistência a compressão. Altura efetiva (hef) Figura 13 Espessura efetiva (tef) @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 30 Figura 14 3- Concepção estrutural – Boas práticas • Projetos modulares • Vãos de aberturas não superiores a 2,0m • Cômodos com dimensões não superiores a 5,0m • Projetos simétricos para evitar concentrações de cargas • Evitar balanços na arquitetura • Paredes alinhadas e com continuidade entre pavimentos • Sempre que possível evitar estruturas de transição @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 31 3.1- Modelo de pórtico espacial Figura 15: Imagem do Google. Figura 16: Grupo de paredes @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 32 3.2- Comportamento de lajes - Diafragma Rígido Esta hipótese considera as lajes infinitamente rígidas no seu plano, garantindo um comportamento mais real da estrutura no tocante aos deslocamentos horizontais. Cada laje presente no pavimento fornece ao pórtico uma restrição ao deslocamento horizontal dos nós no seu contorno, fazendo com que eles se desloquem em conjunto. 4- Definição de cargas e distribuição de carregamento sobre laje As principais cargas que atuam nas lajes dos edifícios residenciais são divididas em dois grupos: permanentes (Gk) e acidentais (qk). No grupo de cargas permanentes estão presentes o peso próprio, revestimentos da laje, peso de paredes apoiadas sobre laje e elementos fixos. As acidentais por sua vez, são aquelas que atuam sobre a estrutura da edificação em função de seu uso, de acordo com a norma NBR 6120. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 33 5- Dimensionamento de elementos: Compressão Simples@racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 34 6- Dimensionamento de elementos: Cisalhamento e Flexão 6.1- Resistência ao cisalhamento As tensões de cisalhamento na alvenaria seguem o critério de resistência de Coulomb (τ = τ0 + μσ), existindo uma parcela inicial da resistência devida à aderência que é aumentada em função do nível de pré-compressão. O valor da parcela de resistência ao cisalhamento da alvenaria depende do traço de argamassa utilizada, que influencia a aderência inicial (τ0), e do nível de pré- compressão (μσ), com coeficiente de atrito μ = 0,5. Segundo o projeto de norma, o valor característico da resistência convencional ao cisalhamento, fvk, é indicado na Tabela 2. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 35 O valor da tensão de pré-compressão σ deve ser calculado considerando apenas ações permanentes, minoradas do coeficiente de redução igual a 0,9. Se a alvenaria for de seção T, I ou outra forma com flange, apenas a área da alma deve ser considerada. Se houver armadura de flexão perpendicular ao plano de cisalhamento em furo grauteado, tem-se: fvk = 0,35 + 17,5 ρ ≤ 0,7 Mpa ρ é a taxa geométrica de armadura = As/(bd). Para a verificação do cisalhamento nas interfaces de ligação entre paredes (amarração direta), considera-se fvk = 0,35 MPa. Quando os limites acima não forem suficientes para garantir a estabilidade, é ainda possível armar a alvenaria ao cisalhamento. Nesse caso tem-se: • Parcela do cisalhamento resistido pela alvenaria: Va= fvd b d; • Armadura de cisalhamento: @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 36 em que: ▪ Asw – área da seção transversal da armadura de cisalhamento; ▪ Va – força cortante absorvida pela alvenaria; ▪ Vd – força cortante de cálculo; ▪ fyd – resistência de cálculo de escoamento da armadura; ▪ d – altura útil; ▪ b – largura; ▪ s – espaçamento das barras da armadura. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 37 6.2- Resistência à flexão Como a alvenaria é um material com baixa resistência à tração em comparação com à compressão, a resistência a flexão simples de alvenarias não armadas será governada pela resistência a tração. Essa resistência depende do tipo de argamassa (traço) utilizado. Basicamente, a alvenaria não armada é dimensionada no estádio I, com a máxima tensão de tração inferior à resistida pela alvenaria. Como o material alvenaria não é isótropo, painéis de alvenaria terão resistências à flexão diferentes para momentos aplicados nas direções normal e paralela à fiada. A nomenclatura de normal ou paralela à fiada no caso da tração de flexão refere-se à direção da tração. Resistência a compressão na direção horizontal < vertical. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 38 A resistência de compressão na flexão é admitida 50% maior que a de compressão simples: ffk = 1,5 . fk 7- Dimensionamento de elementos: Flexo- Compressão Além do carregamento vertical, é comum as paredes estarem sujeitas a cargas laterais. Em edifícios sempre haverá um carregamento vertical e um horizontal, geralmente devidos ao vento e desaprumo, gerando esforços de flexão, compressão e cisalhamento. Alvenaria não armada ou com baixa taxa de armadura É necessário verificar as máximas tensões de compressão e tração, devendo-se comparar valores @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 39 característicos e realizar combinações de esforços críticos, separando ações permanentes e variáveis. Deve-se verificar as tensões máximas de tração e de compressão. 7.1- Verificação da tração máxima • γfq Q + γfg · G ≤ ftk / γm. • Deve-se destacar que essa verificação é válida para ações variáveis (como ação do vento). Para verificações que contemplem ações permanentes, não se deve contar com a resistência à tração da alvenaria. • Para edifícios, geralmente a ação permanente e a acidental são favoráveis, e, portanto, γfg = 0,9 e γfq,acidental = 0,0. • A ação de vento deve ser tomada como favorável, com γfq,vento = 1,4. • Deve-se então verificar: 1,4.Qvento – 0,9 · G ≤ ftk / γm @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 40 • Se a inequação acima não for verificada, há necessidade de armadura. • Nesse caso, calcula-se qual a força de tração necessária multiplicando-se o diagrama das tensões de tração pela área da parede onde estas se distribuem. A partir da força de tração necessária, calcula-se a área de aço dividindo-se essa força por 50% fyd (ver exemplo a seguir). No detalhamento é importante posicionar a armadura no terço da região tracionada mais próximo da borda da parede. • 7.2- Verificação da compressão máxima • A tensão de compressão máxima pode ser verificada separando a compressão simples e devida à flexão e considerando redução das ações acidentais simultâneas. Para o caso de edifícios e todas as ações desfavoráveis: i. fk = 0,7 fpk @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 41 ii. ψ0 = 0,5 (acidental); 0,6 (vento); γfq = γfg = 1,4 iii. γm=2,0 @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 42 7.3- Exemplo de dimensionamento e verificação à flexo-compressão @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 43 @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 44 @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 45 @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 46 8- Estabilidade Global A verificação da estabilidade global segundo o item 15.5.3 da NBR 6118:2014, é válida para estruturas reticuladas de no mínimo quatro andares. A verificação é feita considerando o modelo simplificado. O edifício é modelado como uma única barra, com inércia igual ao somatório de todas as inércias das paredes. O módulo de elasticidade Ep é igual a 600xfpk . Para considerar a fissuração das paredes podemos simplificadamente reduzir o valor de Ep em 20%. O coeficiente γz (Gama-z) tem por principal objetivo classificar a estrutura quanto à deslocabilidade dos nós, a fim de destacar o quão significativos são os esforços de 2ª ordem globais para efeitos de cálculo. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 47 O valor de Gama-Z é definido por: onde: • ΔMtot,d é a soma dos produtos de todas as forças verticais atuantes na estrutura, com seus valores de cálculo, pelos deslocamentos horizontais de seus respectivos pontos de aplicação, obtidos da análise de 1ª ordem. • M1tot,d é o momento de tombamento, ou seja, a soma dos momentos de todas as forças horizontais, com seus valores de cálculo, em relação à base da estrutura. @racionarengenharia / www.racionarengenharia.com.br 48 9- Bibliografia PARSEKIAN, G. A. Alvenaria Estrutural em blocos Cerâmicos – Projeto, Execução e Controle. Ed. Nome da Rosa. Tauil, C. A. Alvenaria Estrutural. Ed. Pini. PARSEKIAN, G. A. Parâmetros de Projeto de Alvenaria Estrutural com Blocos de Concreto. São Carlos: EdUFSCar. Carvalho, R. Chust. Cálculo e Detalhamento de Estruturas Usuais de Concreto Armado. São Carlos: EdUFSCar. Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 15812-1. Alvenaria estrutural – Blocos Cerâmicos – Parte 1: Projetos. NBR 15812-2. Alvenaria estrutural – Blocos Cerâmicos – Parte 2: Execução e controle de obras.
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