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ALVENARIA ESTRUTURAL EM BLOCOS DE
CONCRETO: ASPECTOS CONSTRUTIVOS E PRÉ-
DIMENSIONAMENTO
Gabriel Stelling Pinheiro
Projeto de Graduação apresentado ao curso de
Engenharia Civil da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como
parte dos requisitos necessários à obtenção do
título de Engenheiro.
Orientador: Márcio Santos Faria
Rio de Janeiro
Março de 2018
ii
ALVENARIA ESTRUTURAL EM BLOCOS DE
CONCRETO: ASPECTOS CONSTRUTIVOS E PRÉ-
DIMENSIONAMENTO
Gabriel Stelling Pinheiro
Projeto de Graduação apresentado ao curso de
Engenharia Civil da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como
parte dos requisitos necessários à obtenção do
título de Engenheiro.
Orientador: Márcio Santos Faria
Rio de Janeiro
Março de 2018
iii
ALVENARIA ESTRUTURAL EM BLOCOS DE CONCRETO: ASPECTOS
CONSTRUTIVOS E PRÉ-DIMENSIONAMENTO
Gabriel Stelling Pinheiro
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE
ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO
RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.
Examinado por:
_________________________________
Engº. Márcio Santos Faria
Orientador
_________________________________
Prof. Luis Otavio Cocito de Araujo, D.Sc.
Co-orientador
_________________________________
Prof. Leandro Torres di Gregorio, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
MARÇO de 2018
iv
Pinheiro, Gabriel Stelling
Alvenaria estrutural em blocos de concreto: aspectos construtivos
e pré-dimensionamento / Gabriel Stelling Pinheiro. – Rio de Janeiro:
UFRJ/Escola Politécnica, 2018.
xiii, 76 p.: 29,7 cm.
Orientador: Márcio Santos Faria
Projeto de Graduação – UFRJ / Escola Politécnica /
Curso de Engenharia Civil, 2018.
Referências Bibliográficas: p. 73-76
1. Introdução 2. Revisão bibliográfica 3. Processo de
produção da alvenaria estrutural 4. Projeto 5. Conclusões
I. Santos Faria, Márcio; II. Universidade Federal do Rio
de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III.
Título
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todos aqueles que fizeram parte dessa jornada e a fizeram se tornar especial
em minha vida.
À minha família, que sempre esteve presente e me apoiando em todas as situações, e
que sem eles esse sonho não seria possível.
Aos meus amigos que levo junto comigo desde a infância, que sempre estiveram do meu
lado dando sempre os melhores conselhos.
Aos amigos que fiz na UFRJ, obrigado pelas noites viradas, pelos ensinamentos e pela
motivação, e também desejo muito sucesso a todos.
Aos meus orientadores pela dedicação e pelos ensinamentos.
vi
Resumo de Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica / UFRJ como parte dos
requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
ALVENARIA ESTRUTURAL EM BLOCOS DE CONCRETO: ASPECTOS
CONSTRUTIVOS E PRÉ-DIMENSIONAMENTO
Gabriel Stelling Pinheiro
Março/2018
Orientador: Márcio Santos Faria
Curso: Engenharia Civil
A busca cada vez maior por novos sistemas construtivos no Brasil trouxe a alvenaria estrutural
como uma alternativa aos métodos convencionais. Devido à sua facilidade construtiva,
flexibilidade, rapidez, qualidade e principalmente economia que pode chegar até 30% do custo
total da obra, esse sistema vem se firmando como um dos principais no país, quando
consideradas tipologias de projeto que se enquadrem nas premissas de aplicação desse sistema
construtivo. O presente projeto pretende apresentar os principais conceitos sobre alvenaria
estrutural por meio de pesquisa bibliográfica e o desenvolvimento de um pré-dimensionamento
estrutural de um edifício de 4 pavimentos sem pilotis. Serão reunidas definições de
componentes, erros executivos, informações úteis sobre a execução de alvenaria estrutural e a
memória relativa ao pré-dimensionamento considerando apenas ações verticais.
Palavras-Chave: Alvenaria Estrutural, Sistema Estrutural, Economia, Racionalização.
vii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI / UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Engineer.
STRUCTURAL MASONRY IN CONCRETE BLOCKS: CONSTRUCTIVE ASPECTS
AND PRE-DIMENSIONING
Gabriel Stelling Pinheiro
March/2018
Advisor: Márcio Santos Faria
Course: Civil Engineering
The increasing search for new constructive systems in Brazil has brought structural masonry as
an alternative to conventional methods. Due to its constructive ease, flexibility, speed, quality
and mainly economy that can reach up to 30% of the total cost of the construction, this system
has been established as one of the main in the country, when considering project typologies that
fit the premisses of the application of this constructive system. The presente project intends to
present the main concepts on structural masonry through bibliographical research and the
development of a structural pre-dimensioning of a 4 story building without pilotis. Component
definitions, executive errors, useful information about the execution of structural masonry and
the memory relative to the pre-dimensioning considering only vertical actions.
Keywords: Structural Masonry, Structural System, Economy, Rationalization.
viii
Sumário
LISTA DE TABELAS ................................................................................................... xi
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... xii
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1
1.1 Importância do Tema ........................................................................................ 1
1.2 Objetivo ............................................................................................................ 2
1.3 Metodologia ...................................................................................................... 2
1.4 Estrutura da Monografia ................................................................................... 3
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 5
2.1 Um Breve Histórico .......................................................................................... 5
2.2 Informações Elementares Acerca da Alvenaria Estrutural ............................. 10
2.2.1 Definições ................................................................................................. 11
2.3 Componentes de Alvenaria Estrutural ............................................................ 13
2.3.1 Blocos ........................................................................................................ 14
2.3.2 Argamassa de Assentamento .................................................................... 19
2.3.3 Graute ........................................................................................................ 20
2.3.4 Armadura .................................................................................................. 21
2.4 Vantagens e Limitações do Sistema ............................................................... 21
3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DA ALVENARIA ESTRUTURAL .................... 25
3.1 O Valor de Um Projeto ................................................................................... 25
ix
3.2 A compatibilização de projetos ....................................................................... 27
3.3 Coordenação Modular ..................................................................................... 28
3.4 Racionalização Construtiva ............................................................................ 30
3.5 Erros Executivos ............................................................................................. 31
3.5.1 Desaprumo ................................................................................................ 32
3.5.2 Espessura e Preenchimento das Juntas ...................................................... 33
3.5.3 Deficiência no Grauteamento .................................................................... 34
3.6 Propriedades Mecânicas ................................................................................. 35
3.7 Norma de Desempenho – NBR 15575 ........................................................... 37
3.7.1 Segurança Estrutural ................................................................................. 38
3.7.2 Segurança Contra Incêndio ....................................................................... 39
3.7.3 Segurança no Uso e na Operação .............................................................. 40
3.7.4 Estanqueidade ........................................................................................... 41
3.7.5 Desempenho Térmico ............................................................................... 41
3.7.6 Desempenho Acústico ............................................................................... 42
3.7.7 Durabilidade e Manutenibilidade .............................................................. 43
3.7.8 Impacto Ambiental .................................................................................... 44
4 PROJETO ............................................................................................................... 45
4.1 Dados do Projeto ............................................................................................. 47
4.2 Análise Para Modelagem da Estrutura do Edifício ......................................... 48
x
4.2.1 Definição das Parede Estruturais .............................................................. 48
4.2.2 Pré Moldados ............................................................................................ 49
4.3 Memória de Cálculo ........................................................................................ 50
4.3.1 Carregamentos .......................................................................................... 50
4.3.2 Áreas de Influência ................................................................................... 52
4.3.3 Determinação das Resistências dos Blocos .............................................. 53
4.3.4 Conclusões Sobre o Projeto ...................................................................... 64
4.4 A Tecnologia BIM .......................................................................................... 66
4.4.1 Quantitativo ............................................................................................... 68
5 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 71
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 73
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Dimensões reais .......................................................................................... 17
Tabela 2 – Requisitos para resistência característica à compressão ............................. 18
Tabela 3 - Dimensões dos blocos cerâmicos estruturais .............................................. 19
Tabela 4- Comparação de economia entre alvenaria estrutural e concreto armado ..... 23
Tabela 5 – Vida Útil de Projeto de uma alvenaria ........................................................ 43
Tabela 6 - Peso específico aparente dos componentes e materiais ............................... 51
Tabela 7 - Cargas Verticais Variáveis .......................................................................... 52
Tabela 8 - Reação da Laje............................................................................................. 54
Tabela 9 - Peso prório de cada parede .......................................................................... 55
Tabela 10 - Peso próprio da abertura ............................................................................ 56
Tabela 11 - Peso total na laje ........................................................................................ 57
Tabela 12 - Grupo de paredes ....................................................................................... 58
Tabela 13 – Quantidade de blocos utilizado na obra .................................................... 69
xii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Coliseu de Roma, em Roma, Itália ............................................................................ 6
Figura 2 - Pirâmides de Gizé, no Cairo, Egito ........................................................................... 6
Figura 3 - Esquema estrutural das construções em alvenarias de pedra ..................................... 7
Figura 4 - Edifício Monadnock, em Chicago, EUA ................................................................... 7
Figura 5 - Conjunto Habitacional “Central Parque da Lapa”, 1966 ........................................... 9
Figura 6 – Conjunto Habitacional “Central Parque da Lapa”, 1972 ........................................ 10
Figura 7 - Alvenaria armada ..................................................................................................... 12
Figura 8 - Diferença entre área bruta e área líquida. ................................................................ 12
Figura 9 - Família de blocos 14x39 .......................................................................................... 15
Figura 10 - Família de blocos 14x29 ........................................................................................ 15
Figura 11 - Bloco de concreto .................................................................................................. 16
Figura 12- Classificação dos blocos cerâmicos ........................................................................ 18
Figura 13 - Diferença do tamanho dos furos dos blocos cerâmico e de concreto .................... 20
Figura 14 - Capacidade de influenciar os custos do empreendimento ..................................... 26
Figura 15 - Quadrícula modular - 1M / 2M / 3M ..................................................................... 29
Figura 16 - Limite máximo para o desaprumo ......................................................................... 32
Figura 17 - Variações máximas da espessura das juntas de argamassa.................................... 33
Figura 18 - Detalhe de recortes para conferência do grauteamento. ........................................ 34
xiii
Figura 19 – Tensões no bloco e na junta de argamassa devido à aplicação de carga de
compressão axial....................................................................................................................... 36
Figura 21 - Planta baixa do pavimento tipo .............................................................................. 45
Figura 22 - Corte Longitudinal ................................................................................................. 46
Figura 23 - Corte Transversal ................................................................................................... 47
Figura 24 - Eliminação do shaft e definição das paredes estruturais ....................................... 49
Figura 25 - Numeração das paredes ......................................................................................... 53
Figura 26 - Família 39 em 3D .................................................................................................. 67
Figura 27 – Primeira e segunda fiadas...................................................................................... 67
Figura 28 – Elevação do pavimento tipo .................................................................................. 69
Figura 29 - Torre completa ....................................................................................................... 70
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 Importância do Tema
A crise econômica instaurada no Brasil somada aos escândalos da operação Lava Jato,
à grande queda dos investimentos públicos e ao esfriamento do mercado imobiliário se
refletiram no fraco desempenho do setor da construção civil no país. Segundo o IBGE, do
segundo trimestre de 2013 até o segundo semestre do ano de 2017 o PIB do setor somava uma
queda de 14,3% enquanto o PIB total do país diminuiu 5,5% no mesmo período.
Frente a uma forte crise enfrentada pelos brasileiros, sempre se buscam alternativas para
que essas dificuldades sejam superadas por parte das construtoras. Com uma disputa por
mercado e necessidade de diminuição de custos, a alvenaria estrutural se apresenta como um
sistema estrutural bastante interessante e econômico, com agilidade em sua execução e sem
necessidade de mão de obra especializada. Isso não significa que esse sistema construtivo só
seja interessante em momentos de crise, muito pelo contrário, é uma alternativa excelente e tem
um enorme potencial para determinadas tipologias de edificações, como por exemplo edifícios
de moradia popular, que possuem vãos com pequenas dimensões, e também até determinadas
alturas, sendo mais utilizada para construções de baixa altura.
A utilização deste sistema em larga escala no Brasil tem sido possibilitada pelos avanços
tecnológicos e pelo seu custo competitivo, tornando o país uma referência mundial no assunto.
Isso projeta um excelente futuro para o país em questões de qualidade da alvenaria estrutural
como sistema construtivo, tornando-se um diferencial para os engenheiros que tem profundo
conhecimento sobre ela.
2
Além disso, tocante ao contexto acadêmico, a disseminação do conhecimento sobre o
assunto nas faculdades de Engenharia Civil pelo país fica facilitado ao passo que mais pessoas
conhecem e se interessam pelo assunto. O foco desse trabalho, além de aprofundar a ciência do
autor, é que mais alunos possam tratar de questões mais específicas como o dimensionamento
estrutural e escolha assertiva do projeto, atingindo principalmente os alunos da Universidade
Federal do Rio de Janeiro, que tem o privilégio de poder cursar a cadeira de Alvenaria
Estrutural, um curso relativamente novo que está ganhando forças no departamento.
1.2 Objetivo
O objetivo desta monografia consiste em fornecer noções básicas para que o estudante
de engenharia civil, o engenheiro de construções e os gestores de obra possam realizar um pré-
dimensionamento de construções em alvenaria estrutural, além de mostrar a importância dele
no planejamento e execução da obra, apresentando noções básicas de cálculo e de conceitos
sobre o sistema estrutural para um melhor entendimento do projeto.
1.3 Metodologia
A metodologia abordada nessa monografia consiste em uma fundamentação teórica e
apresentação de um pré-dimensionamento estrutural.
A fundamentação teórica se baseou em um estudo de revisão bibliográfica, com
pesquisa em fontes de grande notoriedade e respeito no tema, como autores renomados,
monografias de TCC, dissertações de mestrado, teses de doutorado além de notas de aula do
professor responsável pela disciplina de “Alvenaria Estrutural” da Escola Politécnica da UFRJ
e também orientador deste trabalho, Márcio Faria.
3
O pré-dimensionamento estrutural de alvenaria modulada desenvolvida neste trabalho é
baseado em um trabalho de aula proposto pelo professor Márcio Faria aos seus alunos da
disciplina “Alvenaria Estrutural”, oferecida pelo Departamento de Construção Civil da UFRJ,
no período letivo de 2017.2. O desenvolvimento do trabalho em sala de aula se deu até o peso
total da laje, ficando a cargo do autor deste trabalho uma revisão do que havia sido feito e o
pré-dimensionamento à compressão.
1.4 Estrutura da Monografia
O trabalho será estruturado em cinco capítulos:
O primeiro capítulo é um capítulo introdutório, apresentando a importância do tema, os
objetivos, a justificativa da escolha do tema, a metodologia utilizada e a estrutura descrevendo
brevemente o que se encontra em cada capítulo.
O segundo capítulo é uma revisão bibliográfica dos principais conceitos e definições
que constarão no trabalho. É apresentado um breve histórico da alvenaria estrutural no mundo
e no Brasil, além dos componentes da alvenaria estrutural e das vantagens e desvantagens do
sistema.
O terceiro capítulo aborda questões relativas à projeto. O valor que tem um projeto na
construção civil, a compatibilização entre os diversos projetos que existem em uma obra, a
coordenação modular, o conceito de racionalização construtiva, apresentação dos principais
erros executivos, exposição das propriedades mecânicas da alvenaria e exposição da norma de
desempenho relacionado à alvenaria.
4
No quarto capítulo inicia-se o pré-dimensionamento da estrutura. São apresentados os
dados de projeto e é desenvolvido um memorial de cálculo, onde todos os cálculos estão
justificados e ao final do capítulo temos uma pequena introdução à tecnologia BIM, levantando
aspectos quantitativos sobre a obra.
Finalmente, no quinto e último capítulo são feitas as considerações finais e conclusões
do trabalho, seguidas das referências bibliográficas.
5
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Um Breve Histórico
O uso da alvenaria estrutural data de milhares de anos atrás, remontando à época dos
egípcios, gregos e romanos. A sua execução à essa época era sem nenhuma base teórica e
nenhum conhecimento científico sequer, lançando-se mão apenas do conhecimento empírico
que se obtivera e da própria intuição, o que levava a um pequeno progresso após as tentativas
e erros e todo o conhecimento era passado de geração em geração. Eram montadas pedras sobre
pedras alcançando um resultado parecido com uma parede de grande espessura. Esse paredão
que se formava trazia conforto e proteção para as famílias.
Devido ao seu método construtivo, a alvenaria estrutural na época só admitia vãos que
fossem executados com peças auxiliares (vigas de madeira por exemplo). Por isso, era
necessário que as suas dimensões fossem relativamente pequenas, além de que esses materiais
utilizados tinham uma vida útil menor do que a alvenaria propriamente dita, causando um
problema de durabilidade.
Ao passar dos tempos, uma alternativa para a execução dos vãos foi desenvolvida: os
arcos. Essa forma era permitida através do arranjo das unidades, possibilitando assim a
construção de vãos maiores, além de se obter uma maior qualidade à alvenaria estrutural.
Apesar disso, obras grandiosas existentes até os dias atuais utilizavam esse sistema
construtivo, e seus excelentes estados de conservação revelam o grande potencial e qualidade
que a alvenaria pode trazer para as construções. MOHAMAD (2015) explica que essas obras
grandiosas, que marcaram a humanidade pelos aspectos estrutural e arquitetônico, eram
construídas com unidades de blocos cerâmicos ou de pedra intertravados, com ou sem material
6
ligante. Como exemplo dessas construções podemos citar o Coliseu de Roma, localizado em
Roma, na Itália, com início da sua construção datado de 68 d.C. e finalizado em 79 d.C. (Figura
1). Um outro excelente exemplo são as Pirâmides de Gizé, situada nos arredores de Cairo, no
Egito. Sua construção data de aproximadamente 4.500 anos (Figura 2).
Figura 1 - Coliseu de Roma, em Roma, Itália. Fonte:
http://melhorespontosturisticos.com.br/ponto-turistico-em-roma-coliseu-de-roma-colosseum/
(Acessado em 02/02/2018)
Figura 2 - Pirâmides de Gizé, no Cairo, Egito. Fonte:
http://mundodeviagens.com/grande-piramide/ (Acessado em 02/02/2018)
MOHAMAD (2015) afirma ainda que a arquitetura dessas construções fazia com que a
estrutura trabalhasse basicamente à compressão, na qual os esforços horizontais provenientes
dos ventos eram absorvidos por meio de contrafortes e arcobotantes. Esse esquema estrutural é
mostrado na figura 3.
7
Figura 3 - Esquema estrutural das construções em alvenarias de pedra. Fonte: Gihad
(2015)
Entre 1889 e 1891, foi construído o Edifício Monadnock em Chicago. Ele possuía 16
pavimentos totalizando 65 metros de altura e na época foi considerado uma obra ousada e
marcante. Suas paredes tinham aproximadamente 1,80 metros de espessura, o que tornava a
racionalização do processo executivo uma técnica praticamente impossível de ser aplicada,
fazendo com que o sistema se tornasse lento e de custo muito elevado. RAMALHO E CORRÊA
(2003) acreditam que, caso edifício fosse dimensionado nos dias atuais, com os mesmos
materiais utilizados à época, a espessura das suas paredes seria inferior a 30 cm. A figura 4
mostra a fachada do edifício.
Figura 4 - Edifício Monadnock, em Chicago, EUA. Fonte: https://bohatala.com/case-
study-of-the-monadnock-building-in-chicago/ (Acessado em 21/02/2018)
8
À essa época, portanto, o conhecimento e as pesquisas na área eram praticamente
inexistentes, além da total falta de conhecimento da racionalização. Assim, não se conseguia
garantir a segurança estrutural apenas com o conhecimento de teorias empíricas, forçando a se
projetar de forma superdimensionada.
A falta de conhecimento perdurou por muitos anos, até o momento em que as
necessidades foram se multiplicando e as pessoas passaram a tratar a alvenaria como um
verdadeiro sistema de engenharia, passando então a criar teorias científicas e sair do campo do
empirismo. Houve aperfeiçoamento e atualização dos centros de pesquisa podendo assim levar
o que se tem de melhor para os canteiros de obra.
ACCETTI (1998) diz que apenas no início do século que estamos, por volta do ano de
1920, que a alvenaria estrutural passou a ser estudada com base em princípios científicos e
experimentação laboratorial.
Conforme CAMACHO (2006), a primeira norma para cálculo de alvenaria de tijolos foi
publicada em 1948 na Inglaterra. Ele diz também que na década de 50 foram construídos vários
edifícios relativamente altos e que no ano de 1951, na Suíça, o primeiro prédio em alvenaria
não estrutural foi erguido com 13 pavimentos e 41 metros de altura. Esse edifício possuía
paredes internas de 15 cm de espessura e as paredes externas possuíam 37,5 cm (ACCETTI,
1998). Para GIHAD (2015), o projeto dessa construção foi baseado em dados experimentais
coletados por Paul Haller, que deu início à “Moderna Alvenaria Estrutural”, com testes
realizados em mais de 1600 paredes de tijolos. Segundo o autor, esses testes foram realizados
devido à escassez de concreto e aço proporcionada pela Segunda Guerra Mundial.
A história continuou sendo feita durante as duas décadas seguintes. CAMACHO (2006)
ainda cita que em 1966 foi editado o primeiro código americano de Alvenaria Estrutural
9
(Recommended Building Code Requirements for Engineered Brick Masonry). Já em 1978, uma
nova normal inglesa (BS-5628) que trabalha com método semiprobabilístico é editada e o
critério das tensões admissíveis é abandonado, passando a utilizar o critério de
dimensionamento no estado limite último.
Com o passar dos anos até os dias atuais, o avanço do conhecimento técnico-científico
a respeito do comportamento das estruturas das construções e do elemento de parede
propriamente dito, proporcionou um aprimoramento na tecnologia de construção dos materiais
fazendo surgir unidades que tornam o sistema de alvenaria estrutural eficiente tanto na rapidez
da sua produção quanto na capacidade de suporte de cargas (MOHAMAD, 2015).
No Brasil, o marco inicial do uso de blocos de concreto em alvenaria estrutural armada
(aquela que leva vergalhões de aço e grauteamento em sua constituição) foi em São Paulo, no
Conjunto Habitacional “Central Parque da Lapa”, no ano de 1966. Segundo MOHAMAD
(2015), foram construídos inicialmente prédios com 4 pavimentos com paredes de espessura de
19 cm. Esse edifício é mostrado na figura 5. Mais tarde, em 1972, no mesmo empreendimento,
quatro edifícios de 12 andares foram construídos também em alvenaria armada.
Figura 5 - Conjunto Habitacional “Central Parque da Lapa”, 1966. Fonte:
http://www.comunidadedaconstrucao.com.br/banco-obras/1/alvenaria-estrutural. (Acessado
em 21/02/2018)
10
Figura 6 – Conjunto Habitacional “Central Parque da Lapa”, 1972. Fonte:
http://www.comunidadedaconstrucao.com.br/banco-obras/1/alvenaria-estrutural (Acessado
em 02/02/2018)
A partir da década de 90 que sua utilização foi difundida pelo país, num momento em
que várias construtoras passaram a adotar esse sistema estrutural.
COSTA (2010) afirma que a consolidação do sistema no Brasil se deu quando as dúvidas
em relação à segurança estrutural dos blocos foram diminuídas de forma drástica, a partir do
momento que a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABPC) passou a qualificar e
certificar os produtores de blocos estruturais de concreto com seu selo de qualidade.
2.2 Informações Elementares Acerca da Alvenaria Estrutural
Segundo FARIA (2017) alvenaria estrutural é um processo construtivo que emprega
blocos vazados na construção de paredes que em sua maioria desempenham função estrutural,
substituindo as funções das vigas e pilares de uma estrutura convencional reticulada, além da
função de vedação.
A estruturas convencionais em concreto armado são compostas por pilares, vigas e lajes
e modeladas a partir de barras verticais e horizontais. Já o modelo estrutural da alvenaria
11
estrutural é composto por chapas carregadas linearmente e RAMALHO E CORRÊA (2003)
definem que a transmissão de ações através de tensões de compressão é o principal conceito
estrutural vinculado ao uso da alvenaria estrutural.
É extremamente recomendável que nesse caso haja a execução de um projeto bem
detalhado e compatibilizado com os outros tipos de projeto para que futuramente não existam
mudanças que possam abalar a segurança estrutural da edificação.
2.2.1 Definições
Algumas definições são essenciais para o bom entendimento do desenvolvimento do
trabalho. Para PARSEKIAN (2013), alvenaria estrutural não armada é o elemento de alvenaria
no qual a armadura é desconsiderada para resistir aos esforços solicitantes. Normalmente é
utilizada em edificações de pequeno porte, tais como edifícios de até oito pavimentos com
tipologia adequada. Nesse caso, o aço tem apenas função construtiva, não sendo considerado
nos cálculos e os esforços de tração gerados na estrutura são resistidos pela alvenaria. O aço se
encontra nas vergas e contravergas de janelas e também reforçando outras aberturas, além de
evitar que futuras patologias ocorram, tais como fissuras e trincas.
De acordo com a NBR 15961-1 (Alvenaria Estrutural – Blocos de Concreto. Parte 1 –
Projeto), elemento de alvenaria armada são aqueles no qual são usadas armaduras passivas que
são consideradas para resistir aos esforços solicitantes de tração. Os esforços de tração na
estrutura são gerados por cargas horizontais como as resultantes da ação do vento e desaprumo.
Quando esses esforços são superiores aos resistidos pela alvenaria, se faz necessário o uso de
armaduras verticais (geralmente uma barra por furo). A figura 7 traz uma ilustração de alvenaria
armada.
12
Figura 7 - Alvenaria armada. Fonte: http://www.tectonica-
online.com/products/1726/block_concrete_brick_hidro/ (Acessado em 02/02/2018)
A mesma norma citada acima define área bruta sendo a área de um componente ou
elemento considerando-se as suas dimensões externas, desprezando-se a existência dos
vazados.
Ainda citando essa norma, ela afirma que área líquida é a área de um componente ou
elemento, com desconto das áreas dos vazados. A figura 8 explica a diferença entre área bruta
e área líquida.
Figura 8 - Diferença entre área bruta e área líquida.
13
Fonte: TAUIL E NESE (2010)
Essa norma ainda cita área efetiva sendo a parte líquida de um componente ou elemento,
sobre a qual efetivamente é disposta a argamassa.
O prisma é definido como o corpo de prova obtido pela superposição de blocos unidos
por junta de argamassa, grauteados ou não. Esse prisma é destinado ao ensaio de compressão
axial e é um elemento que representa a parede.
Um importante conceito a se destacar é a parede hidráulica. Na alvenaria estrutural nem
todas as paredes são necessariamente parte da estrutura. Algumas delas, além da função de
vedação, tem também o papel de parede hidráulica (será exemplificado no projeto), ou seja,
toda a instalação hidráulica é embutida na parede, inclusive o esgoto, tornando a execução
simples, rápida e prática. Num sistema de alvenaria estrutural isso é importante ao passo de
que, caso as instalações fossem embutidas nos furos do bloco estrutural e mais tarde
necessitassem de reparo, o bloco deveria ser quebrado, condenando a segurança estrutural.
2.3 Componentes de Alvenaria Estrutural
Nesse assunto se faz necessário destacar dois importantes conceitos: componente e
elemento de uma alvenaria estrutural. “Entende-se por um componente de alvenaria uma
entidade básica, ou seja, algo que compõe os elementos que, por sua vez, comporão a estrutura”
(RAMALHO E CORRÊA, 2003).
Os principais componentes empregados na execução de um edifício em alvenaria
estrutural são: blocos, argamassa, graute e armadura, sendo estas construtivas ou de cálculo.
Quando pelo menos dois componentes se unem, chamamos de elementos. Os elementos são
uma parte suficientemente elaborada da estrutura. São eles: paredes, pilares, cintas, vergas, etc.
14
Os componentes básicos, que são formados pelos principais componentes, devem
possuir caraterísticas mínimas de desempenho e seguirem especificações de norma para que
possam exercer os requisitos requeridos
2.3.1 Blocos
São os componentes mais importantes da alvenaria estrutural, já que “os blocos, como
componentes básicos da alvenaria estrutural, são os principais responsáveis pela definição das
características resistentes da estrutura” (RAMALHO E CORRÊA, 2003). Segundo
CAMACHO (2006), eles comandam a resistência à compressão e determinam os
procedimentos para aplicação da técnica da coordenação modular nos projetos. O conceito de
coordenação modular será discutido posteriormente.
Segundo a norma brasileira NBR 6136 – 2016 “Blocos Vazados de Concreto Simples
para Alvenaria – Requisitos”, família de blocos é o conjunto de componentes de alvenaria que
interagem modularmente entre si e com outros elementos construtivos. Os blocos que compõe
a família, segundo suas dimensões, são designados como bloco inteiro (bloco predominante),
meio bloco, blocos de amarração L e T (blocos para encontro de paredes) e blocos
compensadores e blocos tipo canaleta.
15
Figura 9 - Família de blocos 14x39
Fonte: TAUIL E NESE (2010)
Figura 10 - Família de blocos 14x29
Fonte: TAUIL E NESE (2010)
No Brasil, os blocos mais utilizados são os de concreto e cerâmicos.
16
2.3.1.1 Blocos de Concreto
Ainda segundo a norma brasileira NBR 6136 – 2016, bloco vazado de concreto simples
é o componente para execução de alvenaria, com ou sem função estrutural, vazado nas faces
superior e inferior, cuja área líquida (área média da seção perpendicular aos eixos dos furos,
descontadas as áreas médias dos vazios) é igual ou inferior a 75% da área bruta (área da seção
perpendicular aos eixos dos furos, sem desconto das áreas dos vazios). São em concreto
simples, confeccionados com cimento Portland, água e agregados minerais, com ou sem
inclusão de outros materiais. Um exemplo de bloco de concreto é mostrado na figura 11.
Figura 11 - Bloco de concreto. Fonte: https://www.leroymerlin.com.br/bloco-de-
concreto-estrutural-vazado-19x14x39cm-blojaf_87707571 (Acessado em 23/02/2018)
Essa norma estabelece uma classificação dos blocos de concreto quanto ao seu uso. São
elas:
• Classe A: blocos 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
solo;
• Classe C: com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do
solo (recomenda-se o uso de blocos com função estrutural Classe C, designados
M10, para edificações de, no máximo, um pavimento; os designados M12,5 para
17
edificações de, no máximo, dois pavimentos; os designados M15 e M20 para
edificações maiores);
A tabela 1 mostra as dimensões reais dos blocos vazados de concreto, modulares e sub-
modulares.
Tabela 1 – Dimensões reais
Fonte: TAUIL E NESE (2010)
Nessa norma prevê-se que as tolerâncias permitidas nas dimensões dos blocos indicados
na tabela 1 são de ± 2,0 mm para largura e ± 3,0 mm para a altura e comprimento.
Podemos citar ainda que a norma NBR 6136 – 2016 define os limites de resistência
mínima à compressão por classe, mostradas na tabela 2.
18
Tabela 2 – Requisitos para resistência característica à compressão
Fonte: NBR 6136 (2016)
2.3.1.2 Blocos Cerâmicos
Já segundo a norma NBR 15961-2 – 2011 “Alvenaria Estrutural – Blocos de Concreto
– Parte 2: Execução”, bloco cerâmico estrutural é o componente da alvenaria estrutural que
possui furos prismáticos perpendiculares às faces que os contém. Esses blocos cerâmicos se
classificam em quatro grupos, exibidos na figura 12.
Figura 12- Classificação dos blocos cerâmicos
Fonte: NBR 15270-2 (ABNT, 2005)
19
A tabela 3 traz as dimensões de fabricação do bloco de cerâmica.
Tabela 3 - Dimensões dos blocos cerâmicos estruturais
Fonte: NBR 15270-2 (ABNT, 2005)
Uma grande vantagem de se adotar blocos cerâmicos é que seu peso é quase 40% menor
do que os blocos de concreto, representando um alívio de carga na fundação e um menor
desgaste da mão de obra, aumentando a produtividade e, portanto, deixando a obra mais barata.
2.3.2 Argamassa de Assentamento
Conforme CAMPOS (1993), argamassa é o componente utilizado na união dos blocos,
sendo responsável pela monoliticidade da alvenaria, pois transmite esforços entre os blocos.
Ela solidariza, transmite e uniformiza as tensões entre as unidades de alvenaria, além de
20
absorver pequenas deformações, evitando pontos de concentração de tensões. Além disso
também tem a função de garantir a vedação das juntas contra a entrada de umidade nas
edificações.
2.3.3 Graute
O graute é um micro-concreto (concreto com agregados de pequena dimensão) de alta
fluidez, empregado na produção de elementos que trabalham à flexão com as vergas,
contravergas e vigas, nas cintas (cuja função é uniformizar o carregamento oriundo das reações
das lajes transmitindo-os para as paredes) e aumentar a resistência a compressão de uma parede.
Tem a função também de proteger as armaduras empregadas nas paredes, envolvendo-as
completamente, de modo a formar um conjunto único entre bloco, armadura e graute. A
resistência do graute deve ser no mínimo a mesma do bloco em relação à área líquida.
FARIA (2017) afirma que para blocos de absorção moderada e espaços a serem
grauteados relativamente maiores, um slump de 20 cm é adequado e para blocos de alta
absorção e quando a área da seção a ser grauteado é muito pequena, um slump de 25 cm é mais
adequado. A figura 13 mostra a diferença entre os furos.
Figura 13 - Diferença do tamanho dos furos dos blocos cerâmico e de concreto. Fonte:
https://ceramicasantaclara.files.wordpress.com/2014/07/ceramico-e-concreto.jpg (Acessado
em 23/02/2018)
21
Fica evidente pela figura que o espaço a ser grauteado do bloco de concreto é maior do
que o do bloco cerâmico. Portanto, é necessário um slump maior do graute que é utilizado em
blocos cerâmicos.
2.3.4 Armadura
São as mesmas utilizadas em construções de concreto armado e serão sempre envoltas
por graute, com a função de combater os esforços de tração. Além disso, são também utilizadas
em vergas e contra-vergas, elementos onde sempre haverá a necessidade de armadura
longitudinal.
2.4 Vantagens e Limitações do Sistema
O uso cada vez mais contínuo da alvenaria estrutural em substituição ao sistema
tradicional de concreto armado no Brasil se dá pelas inúmeras vantagens que esse sistema traz.
MOHAMAD (2015) cita que uma das principais vantagens do uso da alvenaria
estrutural é a economia que ela traz. Esse fato se deu em consequência do aprimoramento das
atividades na obra por meio de técnicas executivas simplificadas e o fácil controle das etapas
de produção. ARAÚJO (1995) afirma que a economia gerada por uma obra executada em
alvenaria estrutural pode chegar até 30% em edifícios sem pilotis. Já os que possuem pilotis,
essa redução é da ordem de 10%, já que existe uma estrutura em concreto armado (pilares e
vigas de transição).
O que acontece em certas obras é que o projeto executivo de alvenaria não é
compatibilizado com os outros projetos, acarretando em muitas alterações no decorrer da obra,
além da quebra de blocos para novas adaptações. Isso, além de abalar a estrutura, trazendo
insegurança para os usuários, também gera uma quantidade grande de entulho, o que vai contra
22
os princípios da alvenaria estrutural: uma obra limpa, sem quebras e baixíssima geração de
resíduos.
Nas estruturas de concreto armado existe um alto gasto de madeira para formas e
escoramento das peças estruturais além da grande quantidade de aço utilizada. A escolha da
alvenaria estrutural traz otimização da mão de obra: a redução de formas implica na redução da
mão de obra de profissionais carpinteiros. Além disso, os armadores também não se fazem
necessários considerando que a maioria das barras de aço são retas e colocadas pelo próprio
pedreiro. ROMAN et al. (1999) afirmam que a economia se dá “... também devido à economia
no uso de madeiras para formas, redução no uso de concreto e ferragem, menores espessuras
de revestimentos, maior rapidez na execução.”.
A competência que a alvenaria tem de suportar cargas e resistir às suas tensões, além de
servir como um divisor de ambientes representa uma vantagem básica dela, segundo RIZZATTI
(2003). Entretanto, para RAMALHO E CORREA (2003), a segurança da edificação deve ser
garantida com o perfeito controle da resistência dos blocos, levando ao uso de materiais mais
caros e uma execução bem-feita, tornando o custo de produção mais alto que da alvenaria de
vedação.
CAMPOS (1993) cita uma lista de vantagens que resultam no encurtamento do prazo
da obra, e a seguir são apresentadas algumas delas:
• Devido à regularidade dos blocos, a espessura de revestimento é bem fina,
necessitando apenas de duas camadas, o chapisco e o reboco, resultando também
numa economia financeira;
• Ao mesmo tempo que a alvenaria sobe, as instalações vão sendo executadas, ou seja,
estrutura e instalações trabalham simultaneamente;
23
• A coordenação modular proporciona uma padronização, facilitando a mão de obra
e fazendo com que ela assimile a tarefa numa velocidade maior, aumentando a
produtividade.
A Tabela 4 apresenta uma comparação entre o sistema de alvenaria estrutural e de
concreto armado, mostrando a economia trazida com a utilização do primeiro sistema
construtivo.
Tabela 4- Comparação de economia entre alvenaria estrutural e concreto armado
Fonte: GIHAD, 2015.
FRANCO (1992) apud ARAÚJO (1995) diz que “a facilidade com que se implanta a
coordenação modular nos edifícios em alvenaria estrutural é um dos principais motivos que
tornam o processo favorável à implantação de medidas de racionalização”.
O que se pode notar ao analisar as vantagens é que seu principal motivo é a racionalidade
que pode ser incrementada no sistema construtivo em alvenaria estrutural.
Além disso, ARAÚJO (1995) cita como vantagem a organização do canteiro de obra
devido à pouca variedade de materiais e do sistema permitir que se trabalhe num ambiente de
trabalho limpo. O próprio autor destaca também que melhores condições de treinamento e
acompanhamento dos serviços são possibilitados pela pouca diversidade da mão de obra.
24
Foi visto que a alvenaria pode trazer diversos benefícios para o projeto e ser um fator
decisivo de viabilidade do empreendimento. Mas deve-se ter em mente também que ela tem
desvantagens em relação às estruturas convencionais de concreto armado, podendo muitas
vezes não atender ao projeto estrutural e ter que ser descartada.
As limitações começam quando falamos de futuras reformas. RAMALHO E CORRÊA
(2003) ressaltam a impossibilidade de se executar alterações na disposição arquitetônica
original devido ao fato de que as paredes fazem parte da estrutura, e caso retiradas,
comprometeriam a segurança estrutural da construção. Com essa impossibilidade, muitos
empreendimentos teriam suas vendas afetadas (normalmente empreendimentos de alto padrão),
tornando o negócio inviável. ROMAN et al.(199) dizem que uma alternativa à dificuldade de
remoção das paredes seria já no projeto estrutural definir algumas paredes que no futuro
poderiam ser removidas. Eles afirmam também que projetos mais arrojados, com muitos
detalhes e grandes vãos acabam encarecendo a obra, não tornando a obra viável.
O projeto, se pouco ou mal detalhado, gerará problemas futuros na obra, pois decisões terão
que ser tomadas no canteiro de obra, aumentando as improvisações e o custo da obra.
ARAÚJO (1995) apresenta outras desvantagens desse sistema estrutural, como por exemplo
o número de pavimentos a serem alcançados, sendo o seu limite máximo bem menor do que
estruturas em concreto armado (ou protendido) e a necessidade de transição para estruturas em
pilotis.
CAMACHO (2006) e RAMALHO E CORRÊA (2003) destacam a dificuldade de se adaptar
a arquitetura para um novo uso já que ao longo da vida útil dos edifícios, há uma tendência da
arquitetura mudar para atender às novas necessidades dos usuários. Mas devido à
impossibilidade da retirada das paredes, essas adaptações também não podem ocorrer.
25
3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DA ALVENARIA
ESTRUTURAL
3.1 O Valor de Um Projeto
Segundo a PMBOK, “um projeto é um esforço temporário empreendido para criar um
produto, serviço ou resultado exclusivo. Os projetos e as operações diferem, principalmente, no
fato de que os projetos são temporários e exclusivos, enquanto as operações são contínuas e
repetitivas.”
TAUIL E NESE (2010) adaptaram a definição de projeto acima para um projeto em
alvenaria estrutural como:
Projeto é um esforço temporário empreendido a partir da coleta de informações
provenientes do cliente, que serão interpretadas, analisadas, discutidas, conceituadas
e enquadradas legal e tecnicamente por uma equipe de profissionais, por uma equipe
técnica, gerando um resultado exclusivo para a criação de uma edificação em
alvenaria estrutural.
A ideia de exclusividade e singularidade em projetos é uma importante característica já
que cada empreendimento é único e ímpar, apesar de muitas similaridades existentes entre eles.
Em todos os tipos de sistema construtivos, após a análise de viabilidade inicial do
negócio, inicia-se a fase de projetos. Essa etapa é essencial para que o empreendimento tenha
qualidade, trabalhando com rapidez e economia, podendo prever a maioria dos imprevistos que
poderiam ocorrer no meio da construção, tendo em sua concepção todos os detalhes e
especificações dos itens trabalhados.
Embora a sua importância seja unanimidade entre os que fazem parte do meio da
construção civil, na maioria das vezes a qualidade dos projetos é uma grande barreira para o
26
sucesso do empreendimento no Brasil pois essa etapa é bastante depreciada. Obras se iniciam
sem todos os projetos concluídos ou sem que todos eles tenham sido compatibilizados, ficando
evidente sua importância quando imprevistos que poderiam ser antevistos começam a surgir na
hora da execução, onde o recurso utilizado é a improvisação das soluções formuladas em
projeto.
Pode-se verificar no Brasil que os projetos são, em grande, confeccionados apenas por
exigências legais para que a obra possa ser iniciada e sem que os detalhes construtivos sejam
realmente discutidos.
Na figura 14 podemos constatar quão importante é a fase de projeto em relação ao custo
do empreendimento. A qualidade da concepção do projeto influencia diretamente na economia,
portanto um bom projeto requer um bom planejamento orçamentário.
Figura 14 - Capacidade de influenciar os custos do empreendimento
Fonte: Construction Industry Institute (1987)
27
GREGÓRIO (2010) afirma então que a qualidade do produto final fica comprometida
já que muitas das decisões são tomadas num momento em que a obra já foi iniciada. O que era
para ser, portanto, uma das fases mais longas e mais importantes do processo, acaba sendo algo
feito às pressas e sem o cuidado e preocupação que realmente deveria se ter.
O projeto estrutural da alvenaria estrutural, como todos os outros tipos de estrutura,
necessita atender todas as normas de segurança ao usuário e precisa também que seja
compatível com a arquitetura em questão. Além disso, os estados limites de utilização devem
estar de acordo com as normas para que o usuário não tenha nenhum tipo de desconforto com
a utilização da estrutura.
3.2 A compatibilização de projetos
O primeiro projeto de uma edificação é o de arquitetura, servindo como base para os
projetos complementares, que podem ser divididos em dois grupos principais: instalação predial
(elétrica, hidráulica, esgoto, entre outros) e o projeto estrutural.
Para KALIL E LEGGERINI (s.d.) um dos fatores mais importantes que afetam
diretamente a qualidade de um projeto concebido em alvenaria estrutural é a necessidade de
haver compatibilização entre todos os projetos da edificação.
O conceito de compatibilizar projetos surge no momento em que um começa a
influenciar na construção e funcionalidade de outro. Pode-se avaliar a intervenção de dois
sistemas ao sobrepor o projeto arquitetônico aos projetos complementares. Faz-se necessário
então um estudo para que um não interfira na existência do outro, e sim que coexistam
harmonicamente na edificação e para que essas interferências não sejam detectadas na fase de
28
construção, o que geraria uma série de improvisos, soluções não muito boas e gastos ainda
maiores.
É importante que os projetistas dos diferentes projetos conversem entre si e evitem um
retrabalho ou até mesmo um projeto que não funcionará no futuro. Uma condição necessária
para que haja melhoria do desempenho dos projetos é uma maior integração entre membros que
participam desses projetos. Para FRANCO E AGOPYAN (1993), não se consegue garantir a
qualidade do projeto como um todo quando os projetos, apesar de um alto nível, são tomados
isoladamente.
MELO (2006) acredita que aliando a atuação em conjunto dos responsáveis pelo
processo projetual com a execução concomitante das diversas etapas de um projeto, por meio
de um grupo multidisciplinar, muitos desses problemas de interferência podem ser
minimizados.
No caso da alvenaria estrutural, compatibilizar se torna ainda mais necessário devido à
sua dupla função (vedação e estrutura). Como não são admitidos rasgos na parede (ou são
permitidos pequenos rasgos) e a remoção de paredes também não é permitida, os sistemas e
subsistemas de uma edificação devem estar totalmente integrados para que não haja nenhuma
necessidade de quebra da parede, o que ocasionaria numa condenação da estrutura, afetando a
segurança.
3.3 Coordenação Modular
De acordo com a NBR 5706 (ABNT, 1977), “coordenação modular é a técnica que
permite relacionar as medidas de projeto por meio de um reticulado espacial modular de
29
referência” e que o conceito de módulo é “a distância entre dois planos consecutivos do sistema
que origina o reticulado espacial modular de referência”.
A princípio pode parecer que a ideia de utilizar esse reticulado pode tornar o projeto
bem inflexível. Mas TAUIL E NESSE (2010) afirmam que, muito pelo contrário disso, projetar
dessa maneira permite que haja uma perfeita organização e compatibilização dos elementos
construtivos e à medida que diminuímos o módulo do reticulado, essa flexibilidade aumenta.
Figura 15 - Quadrícula modular - 1M / 2M / 3M
Fonte: TAUIL E NESSE (2010)
Deve-se atentar para não confundir a coordenação modular com a coordenação
dimensional (ou modulação da alvenaria). A coordenação dimensional utiliza como base as
dimensões das unidades de alvenaria, ou seja, as famílias de blocos são utilizadas para
“completar” os módulos do reticulado de referência. ANDRADE (2000) apud ZECHMEISTER
(2005) explica que a coordenação dimensional pode ser entendida como “o emprego de padrões
de dimensão com o objetivo de criar boas relações de escala e proporção entre partes da
edificação”. ROMAN et al. (1999) afirmam então que a coordenação modular só pode ser
alcançada se as unidades de alvenaria forem padronizadas. Além disso, para este mesmo autor,
o trabalho do arquiteto desde o início deve ser pautado sobre uma malha modular.
30
A racionalidade é inversamente proporcional à qualidade da modulação da alvenaria, ou
seja, quanto melhor esse trabalho for feito, menor vai ser o desperdício e menor o custo da obra
em questão. Conforme RAMALHO E CORRÊA (2003), as unidades escolhidas pela equipe do
projeto serão determinantes para acertar as extensões em planta e assim chegar a uma
modulação para um arranjo arquitetônico, de maneira a não precisar realizar cortes ou quebras
na execução da alvenaria. Os mesmos autores também constatam que a produtividade é
aumentada em 10% quando utilizada a coordenação modular.
GREGÓRIO (2010) confirma a ideia acima exposta dizendo que a diminuição das
perdas materiais advindas da quebra e corte de blocos e o aumento da produtividade são as
principais vantagens da adoção da coordenação modular
Pode-se afirmar então que a modulação proporciona uma sucessão de vantagens,
permitindo a racionalização de vários procedimentos, ou seja, o conceito de sistema
racionalizado só se aplicará caso as alvenarias sejam moduladas de acordo com as medidas
disponíveis de blocos.
3.4 Racionalização Construtiva
O conceito de racionalização construtiva consiste em projetar, pensar e executar com
economia, funcionalidade e qualidade.
Na alvenaria estrutural, esse conceito começa a ser colocado em prática no momento
em que a alvenaria realiza a função tanto de vedação quanto de estrutura. No sistema estrutural
convencional, estrutura e vedação andam separados, o que torna a alvenaria estrutural bem
racional nesse sentido.
31
A racionalidade da mão de obra é um fator importante nesse sistema estrutural, já que
os profissionais de armação podem ser muito reduzidos, a partir do momento que o próprio
pedreiro que assenta os blocos coloca a ferragem dos blocos. No caso, a mão de obra dos
armadores seria para as lajes e peças estruturais como caixa d’água e cisterna, por exemplo.
A utilização de blocos modulados, sem a necessidade de quebras, garante uma obra
limpa e mais segura para os usuários. Nesse sentido também se aplica a racionalização, pois
quanto menos desperdício e entulho na obra, menos gasto com a sua retirada, e maior eficiência
da estrutura.
Percebe-se, portanto, que esse conceito é imprescindível para que a alvenaria estrutural
se torne uma alternativa viável. Caso não haja uma etapa de projeto bem planejada, com o
tempo realmente necessário para que se pense em todos os problemas futuros, gastos surgirão
no meio da execução da obra, onerando a obra, atrasando cronograma, causando prejuízos
irreversíveis e causando uma péssima relação com o cliente.
3.5 Erros Executivos
O desempenho e resistência da alvenaria são decididos na etapa de projeto. Mas para
assegurar que esses itens sejam realmente colocados em prática, vários cuidados devem ser
tomados na obra.
É imprescindível que as especificações e tolerâncias nos processos executivos sejam
respeitados para que o comportamento das alvenarias atenda ao modelo considerado na
elaboração do projeto.
32
Apesar de todos os cuidados tomados, um número considerável de falhas pode ser
notado em uma obra de alvenaria estrutural, colocando em risco toda a qualidade do processo,
além de colocarem em cheque toda a economia que esse sistema traz.
A seguir serão expostas algumas das principais falhas encontradas nas obras.
3.5.1 Desaprumo
Parede desaprumada é aquela que cresce com um pequeno ângulo de desvio em relação
à vertical. Para evitar esse problema, o pedreiro deve estar munido de ferramentas básicas e
essenciais para a construção, como linha, nível, prumo e esquadro.
Conforme a norma NBR 15812-2 (2010), o desaprumo das paredes no pavimento, além
do desalinhamento em pavimentos consecutivos, não podem superar 13 mm e também devem
atender os limites de 5 mm a cada 3 m e 10 mm a cada 6 m. A figura 16 mostra bem essa
situação.
Figura 16 - Limite máximo para o desaprumo
Fonte: NBR 15812-2 (2010)
33
CAMACHO (2006) afirma que as paredes construídas de maneira errada, desaprumadas
ou desalinhadas, produzem cargas excêntricas não previstas em projetos, acabando numa
redução da resistência da mesma. Segundo ROMAN et al. (1999), há um enfraquecimento entre
13 e 15% da parede se ela tiver um defeito de 12 a 20 mm.
3.5.2 Espessura e Preenchimento das Juntas
A norma NBR 15812-2 (2010) especifica os valores de espessura mínima e máxima
tanto para juntas verticais como horizontais.
Para a junta horizontal da primeira fiada, o valor mínimo é de 5 mm e o máximo não
deve ultrapassar 20 mm, podendo chegar a 30 mm em trechos de paredes com comprimentos
inferiores a 50 cm. Caso esses valores máximos tenham que ser ultrapassados, o procedimento
é fazer um nivelamento com concreto de mesma resistência da laje.
Para as demais juntas, tanto verticais quanto horizontais, a espessura deve ser de 10 mm,
com variação máxima de ± 3 mm.
Figura 17 - Variações máximas da espessura das juntas de argamassa.
Fonte: NBR 15812-2 (2010)
34
ROMAN et al. (1999) diz que, caso as juntas não sejam completamente preenchidas, a
resistência da alvenaria pode ser reduzida em até 33% e que o não preenchimento das juntas
verticais, apesar de causar pouco efeito na resistência à compressão, afeta a resistência à flexão
e ao cisalhamento da parede.
3.5.3 Deficiência no Grauteamento
Como dito anteriormente, o grauteamento de certos furos dos blocos tem a finalidade
de aumentar a resistência da parede naquele ponto. Esses pontos são definidos em projeto e sua
execução deve ser fiscalizada para que não comprometa a segurança estrutural da edificação.
Normalmente o que é realizado em campo são recortes no bloco da primeira fiada
referente à posição que receberá o graute, que funcionará como uma janela de inspeção. Os
profissionais devem lavar e limpar o furo para posteriormente fazer o seu preenchimento com
o graute. Um outro procedimento (que nesse caso seria extra) é um profissional fazer furos com
uma furadeira em diversas alturas para que se verifique a qualidade do preenchimento.
Figura 18 - Detalhe de recortes para conferência do grauteamento.
Fonte: http://construcaomercado17.pini.com.br/negocios-incorporacao-
construcao/158/execucao-de-alvenaria-estrutural-blocos-devem-chegar-paletizados-e-326581-
1.aspx. Autor: Daniel Beneventi. (Acessado em 25/02/2018)
35
O grauteamento incorreto ou a sua ausência causará, portanto, uma deficiência na
estrutura, pois aquele ponto, considerado com resistência reforçada em projeto, encontra-se
com resistência normal, podendo a alvenaria trincar e em casos mais extremos a probabilidade
é de colapso dessa parede. Cabe ao projetista estrutural decidir quais medidas devem ser
adotadas para solucionar o problema.
3.6 Propriedades Mecânicas
A resistência de uma alvenaria depende de uma série de fatores, já que sua composição
é a união de vários componentes. Dentre esses fatores, pode-se destacar principalmente as
características mecânicas dos materiais utilizados para a produção dessa alvenaria.
A resistência à compressão da alvenaria é definida, dentre várias condições,
especialmente pela resistência à compressão dos blocos, pela resistência à compressão da
argamassa, pela espessura da argamassa e qualidade da mão de obra. FARIA (2017) afirma que
a resistência à compressão do componente bloco é predominantemente responsável pela
resistência à compressão da parede, mas a resistência à compressão da parede não é igual à
resistência à compressão do bloco. Portanto há uma relação.
O ideal seria ensaiar uma parede em escala real, porém não é um procedimento de fácil
realização e tem um custo elevado. O ensaio de prisma é, então, o melhor custo benefício para
o cálculo da resistência à compressão da parede. Segundo KALIL E LEGGERINI (s.d.), os
resultados dos ensaios mostram que a resistência à compressão dos prismas é menor do que a
resistência à compressão dos blocos, porém é maior que a resistência à compressão da
argamassa. O ensaio de prismas é regulamentado pela norma NBR 8215 – “Prismas de blocos
vazados de concreto simples para a alvenaria estrutural – preparo e ensaio à compressão”.
36
FARIA (2017) assegura também que a resistência à compressão do componente
argamassa tem uma baixa influência na resistência à compressão da parede.
Predominantemente o papel da argamassa na junta é manter os blocos unidos e absorver
deformações e tensões, garantindo a integridade da parede frente a essas solicitações.
Na interação da argamassa com o bloco as tensões que se desenvolvem nas interfaces
entre esses dois componentes são sempre contrárias (ação e reação). As restrições aos
deslocamentos nas duas direções ortogonais, no plano de assentamento que o componente
argamassa fica submetida, sob ações normais e tangenciais, geram no componente bloco
tensões de tração nessas mesmas direções. KALIL E LEGGERINI (s.d.) explicam essas reações
devido ao fato de que a argamassa é mais deformável que o elemento bloco, portanto a tendência
é que ela se deforme transversalmente mais que a unidade de alvenaria e já que esses elementos
estão unidos solidariamente, são forçados a se deformarem juntos e igualmente nas interfaces,
causando esforços de compressão transversal na base e no topo das juntas e esforços de tração
transversal de valores iguais, nas faces inferior e superior da alvenaria.
Figura 19 – Tensões no bloco e na junta de argamassa devido à aplicação de carga de
compressão axial
Fonte: SABBATINI (1984)
37
KALIL E LEGGERINI (s.d.) concluem, portanto, que a resistência da alvenaria diminui
se a espessura da junta aumentar, já que há o aumento do esforço de tração transversal da
unidade de bloco. Além disso, concluem também que a resistência da alvenaria aumenta de
acordo com o aumento da altura da unidade de bloco pois quanto maior a altura da unidade,
mais ela se deforma transversalmente, gerando um menor valor de tensão transversal na
interface unidade/argamassa e também pelo fato de que a seção transversal resistente ao esforço
é maior. As mesmas autoras finalizam ainda dizendo que a resistência à compressão da
alvenaria aumenta de acordo com o aumento da resistência à compressão da unidade de bloco,
já que o valor da resistência à tração transversal também aumentou.
FARIA (2017) limita a resistência à compressão da argamassa a uma faixa entre 0,7 da
resistência característica à compressão do bloco referido a área bruta. A NBR 15961-1 (2011)
preconiza que o valor máximo da resistência à compressão deve ser limitada a 0,7 da resistência
característica à compressão do bloco, referido à área líquida.
Ao se especificar uma argamassa com resistência à compressão muito baixa em relação
à do bloco, teremos uma queda na resistência à compressão da parede. E o contrário, caso se
especifique uma argamassa com resistência à compressão muito alta em relação à do bloco, se
obterá uma alvenaria com baixa capacidade de acomodar deformações e tensões, e com
probabilidade de aparecimento de fissuras. Nesse último caso, a ruptura da alvenaria se dá por
esmagamento do componente bloco.
3.7 Norma de Desempenho – NBR 15575
Para VITTORINO (2017), as normas de desempenho representam os requisitos
qualitativos dos usuários em critérios objetivos e elas não substituem as normas prescritivas,
38
que são aquelas que fixam tipo e qualidade de materiais, espessuras mínimas, etc., mas sim são
complementares a elas.
Essa norma é dividida em 6 partes, sendo elas: requisitos gerais, sistemas estruturais,
sistemas de pisos, sistemas de vedações internas e externas, sistemas de coberturas e sistemas
hidrossanitários. O presente trabalho tratará da Parte 4 da norma: Sistemas de Vedações
Verticais Internas e Externas (SVVIE).
A alvenaria desempenha funções tais como vedação, separação de ambientes,
proporcionam estanqueidade, isolamento térmico entre outros. Além disso, no caso de alvenaria
estrutural, ela também assume a função de estrutura da edificação.
Na parte 1 da NBR 15575, são apresentadas as exigências que necessitam ser atendidas
pela edificação. No nível de segurança, exige-se a segurança estrutural, contra incêndio e no
uso e na operação. No nível de habitabilidade, os fatores exigidos são de estanqueidade,
desempenho térmico, acústico e lumínico, saúde, higiene e qualidade do ar, funcionalidade e
acessibilidade e conforto tátil e antropodinâmico. Finalmente, a nível de sustentabilidade, são
exigidos durabilidade, manutenibilidade e impacto ambiental.
3.7.1 Segurança Estrutural
Os requisitos especificados de segurança estrutural exigem que a estrutura não ruina ou
perca estabilidade, além de fornecer segurança aos usuários em momentos que a estrutura esteja
sob ação de choques, impactos e vibrações. Todos os componentes estruturais da edificação,
incluindo-se obras geotécnicas, devem ser estáveis e apresentar segurança estrutural.
Fissurações de vedação e acabamentos devem estar em níveis aceitáveis, e instalações devem
funcionar normalmente com as deformações de elementos estruturais.
39
Como as paredes são elementos da estrutura e previamente planejadas e calculadas, os
requisitos estruturais, tensões e deformações e uma vida útil mínima de 50 anos são garantidos
pelas normas de cálculo estrutural referente à alvenaria estrutural.
3.7.2 Segurança Contra Incêndio
As edificações devem facilitar e possibilitar a saída de ocupantes da edificação e
segurança em situações de incêndio, assegurando que o socorro ao público também seja
acessível, com a entrada de equipamentos e recursos humanos.
Os revestimentos das paredes e os blocos são elementos fundamentais na estabilidade e
isolação térmica (para-chamas), pois as paredes e seus componentes devem impedir ou
dificultar que o fogo se alastre, além de não gerar fumaça em excesso, garantindo que as pessoas
possam escapar em casos de incêndio.
Como as alvenarias com blocos de concreto (revestidas com gesso ou argamassa à base
de cimento, ou sem revestimento) são materiais incombustíveis, elas ficam isentas de
comprovação de alguns requisitos tais como: dificultar a ocorrência da inflamação generalizada
e dificultar a propagação do incêndio. Para o requisito “dificultar a propagação do incêndio e
preservar a estabilidade estrutural da edificação”, devem ser seguidas as normas NBR 5628 –
“Componentes construtivos estruturais – Determinação da resistência ao fogo” e a norma NBR
10636 – “Paredes divisórias sem função estrutural – Determinação da resistência ao fogo”.
O Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME), da Universidade Federal do
Rio Grande do Sul (UFRGS) realizou ensaios baseados nas normas citadas acima em segmentos
de paredes de blocos de concreto com dimensões de 800x800x190 mm), compostos por blocos
inteiros e amarração de meio bloco, argamassa industrializada com juntas de 10 mm tanto na
40
horizontal quanto na vertical, sem revestimento, 28 dias após o assentamento. Os blocos
ensaiados foram de variadas dimensões e resistência, a saber: 190x190x390 mm, com
resistência de 4 MPa; 140x190x390 mm, com resistência de 4 MPa; 140x190x390 mm, com
resistência de 9 MPa. Todos eles foram expostos a 900ºC durante um período de 4 horas. A
conclusão dos ensaios foi que o tempo de resistência do bloco, nas condições de ensaio
adotadas, era superior a 4 horas e que a sua estanqueidade a gases quentes foi satisfatória, pois
resistiu ao tempo total de ensaio sem permitir o vazamento de gases quentes.
3.7.3 Segurança no Uso e na Operação
Como já sabido, a alvenaria estrutural traz consigo uma grande desvantagem que é a
impossibilidade ou grandes restrições no que se diz respeito a remoção de paredes, o que
acarreta em dificuldade de mudança de layout dos ambientes internos.
Este item aborda a segurança no uso e na operação, ou seja, possíveis alterações no
layout por parte dos usuários devem ser previstas. Dentre essas alterações podemos destacar
mudanças nas instalações, cargas suspensas nas alvenarias e outras mudanças que possam
acarretar em um comprometimento da estrutura. Porém, o usuário nesse caso fica restrito à
alterações de remoção de paredes, já que comprometeria totalmente a segurança estrutural.
Essas informações pertinentes à segurança da alvenaria são passadas nos termos de recebimento
da edificação.
Para as instalações, é fornecido ao usuário um manual do usuário, no qual são
especificadas cotas de instalações hidrossanitárias, ficando por responsabilidade do usuário o
mal uso.
41
3.7.4 Estanqueidade
A estrutura deve ser totalmente estanque, não permitindo, portanto, entrada de água de
chuva e entrada de umidade vinda do solo. O conjunto alvenaria-esquadria deve ser o mais
observado para esse requisito. As melhores técnicas e materiais devem ser utilizados para que
não infiltre água na interseção dos dois e para que não permita a ocorrência de manchas de
umidade nas paredes. Para isso, deve-se cumprir os requisitos da norma NBR 13749 –
Revestimento de paredes e tetos de argamassa inorgânicas e a NBR 7200 – Execução de
revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas.
Em relação à estanqueidade à água de chuva considerando-se a ação dos ventos, SILVA
(2014) afirma que as alvenarias de bloco de concreto que seguem a norma NBR 6136 tem
potencial para atender esse requisito. Além disso, deve cumprir também os requisitos das
normas citadas acima. As paredes sem revestimento devem ser protegidas através da aplicação
de resina impermeabilizante na face externa.
Deve-se atentar também para ambientes de área molháveis. A alvenaria não deve
permitir que a água do chão em contato com ela penetre em níveis estabelecidos por norma.
3.7.5 Desempenho Térmico
O desempenho térmico envolve diversas variáveis como a insolação, ventilação,
dimensão dos ambientes, condução de calor pelos materiais e da interação destas variáveis com
o ambiente construído, além de topografia e orientação da fachada.
O território brasileiro é dividido em 8 zonas bioclimáticas e o conforto térmico deve ser
atendido dentro dessas zonas, que são relativamente homogêneas quanto aos elementos
climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano.
42
Por norma, são utilizados dois métodos para a avaliação do desempenho térmico das
alvenarias externas: o procedimento simplificado e a simulação computacional. A avaliação
completa é efetuada por simulação computacional. No verão e no inverno, as condições internas
devem ser melhores ou iguais às do ambiente externo, num dia típico de verão e inverno.
O Manual de Desempenho de Alvenaria de Blocos de Concreto (2014) afirma que as
construções com SVVIE de blocos de concreto obtém uma classificação de desempenho
térmico Superior.
3.7.6 Desempenho Acústico
Envolve o comportamento do som no ambiente construído. A acústica torna-se vital,
porém, em edificações de uso específico, tais como salas de aula, auditórios, teatros, cinemas,
estúdios de gravação, etc.
Em edificações habitacionais, deve-se apresentar isolamento acústico adequado das
vedações externas referentes a ruídos advindos do exterior da edificação, além de isolamento
acústico entre as áreas comuns do edifício e das unidades privativas. Quanto mais barulhento o
exterior, maior será o requisito para as paredes.
Devem ser feitas avaliações nos dormitórios das unidades habitacionais com portas e
janelas fechadas, atendendo a um desempenho mínimo fixado na norma de desempenho, sendo
este o ambiente mais rigoroso. Além do dormitório, as alvenarias entre ambientes também
devem ser avaliadas com portas e janelas fechadas, também seguindo desempenho mínimo pela
mesma norma.
43
3.7.7 Durabilidade e Manutenibilidade
A ISO 13823 apud. POSSAN e DEMOLINER (2013) define a durabilidade como a
“capacidade de uma estrutura ou de seus componentes de satisfazer, com dada manutenção
planejada, os requisitos de desempenho do projeto, por um período específico de tempo sob
influência das ações ambientais, ou como resultado do processo de envelhecimento natural”.
Devem ser atendidos, portanto, requisitos de durabilidade dos sistemas do edifício,
durabilidade dos elementos e componentes dos sistemas, ou seja, devem cumprir as funções
que lhes foram atribuídas. O período de tempo entre o sistema começara funcionar e deixar de
desempenhar o seu papel se chama vida útil de projeto (VUP).
A tabela 5 apresenta a vida útil das paredes, o tempo que ela deve manter a capacidade
funcional e as características estéticas.
Tabela 5 – Vida Útil de Projeto de uma alvenaria
Fonte: Manual de desempenho – Alvenaria de blocos de concreto (ABCP, 2014)
A manutenção deve ser realizada preventivamente além de manutenções corretivas
sempre que necessárias, quando um problema se manifestar a fim de evitar que falhas (mesmo
que pequenas) progridam rapidamente.
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Para as paredes de blocos de concreto, os pontos mais vulneráveis para o cumprimento
da vida útil de projeto são os revestimentos e as pinturas.
3.7.8 Impacto Ambiental
Este item tem a intenção de orientar os projetos de modo a minimizar as alterações e
impactos no ambiente, dado que a construção civil é um dos setores que mais produzem resíduo
e geram impacto ambiental no mundo.
Nos projetos, usa-se uma Análise de Ciclo de Vida para mensurar e comparar os
impactos ambientais que os materiais de construção causam no ambiente a longo prazo, o que
acaba esbarrando na complexidade e nos custos de implementação dos produtos e serviços.
Para os projetos em alvenaria estrutural, a racionalização é um dos princípios básicos
de projeto. A modulação faz com que a necessidade de cortes seja reduzida praticamente a zero,
os furos nos blocos permitem passagem de instalação elétrica sem necessidade de rasgos e a
qualidade do bloco admitem uma pequena espessura de revestimento. Apesar disso, a
construtora deve ter um plano de gestão de resíduos na obra para facilitar o reuso, a reciclagem
ou a disposição final dos resíduos em locais apropriados.
45
4 PROJETO
O objetivo desse trabalho é elaborar um pré-dimensionamento estrutural de alvenaria
modulada de blocos vazados de concreto, segundo o projeto arquitetônico mostrado na figura
21.
Figura 20 - Planta baixa do pavimento tipo
Fonte: Autor
46
A seguir, nas figuras 22 e 23, são apresentados os cortes longitudinal e transversal da
edificação.
Figura 21 - Corte Longitudinal
47
Figura 22 - Corte Transversal
4.1 Dados do Projeto
• Dimensões em planta: Lx = 15,67m; Ly = 16,53m.
• Número de pavimentos: 4;
• Pé direito piso à piso: h = 2,72 m;
• Pé direito adotado para projeto (descontando laje e revestimento do piso): h =
2,60 metros;
• Vãos: as portas possuem altura de 2,10 metros e largura variando de acordo com
o cômodo e as janelas tem peitoril igual a 1,00 m e 1,20 m. As dimensões a
48
serem consideradas no projeto modulado das alvenarias são medidas de bloco a
bloco, portanto sem revestimentos);
• Altura total: 10,88 m;
• Largura dos blocos de concreto igual a 14 cm;
• Espessura do revestimento interno: 1 centímetro
• Espessura do revestimento externo: 2,5 centímetros
• Utilização de laje pré-moldada de 12 centímetros de espessura;
• As dimensões dos blocos foram definidas em fase inicial de projeto. Pela
“Tabela 1 – Dimensões padronizadas” da NBR 6136 (ABNT, 2016), foi
escolhida a família 15 x 40.
4.2 Análise Para Modelagem da Estrutura do Edifício
4.2.1 Definição das Parede Estruturais
Ao receber o projeto arquitetônico do cliente, identificou-se que o shaft externo proposto
que serviria para abrigar as instalações do banheiro seria mais oneroso, e como havia outras
alternativas mais racionais foi recomendada a alteração. A alternativa dada, então, foi que a
parede estrutural que divide os dois banheiros virasse uma parede de vedação na qual
poderíamos embutir todas as instalações necessárias. Além disso, a parede que contém as portas
dos dois banheiros e a parede que contém a porta da suíte também foram transformadas em
alvenaria de vedação. A seguir, na figura 24, essas paredes estão destacadas.
49
Figura 23 - Eliminação do shaft e definição das paredes estruturais
Todas as outras paredes, com exceção das destacadas acima, serão consideradas como
estrutural para efeitos de cálculo.
4.2.2 Pré Moldados
Os materiais pré-moldados utilizados no projeto serão, além dos próprios blocos de
concreto, a escada que dá acesso aos pavimentos, que será do tipo “escada-jacaré” e as lajes.
50
Serão necessárias 3 escadas por bloco, portanto 36 escadas no total. Para a sua colocação
será necessária a colocação de consoles nas paredes laterais da escada que servirão de apoio
para as peças.
Para o projeto em questão, foi feita a escolha de laje pré-moldada treliçada, maciça de
12 centímetros de espessura, com treliça de 8 cm de altura, TR8 mais 4 cm de capa.
4.3 Memória de Cálculo
Aqui serão apresentados os passos de cálculos para o desenvolvimento do projeto
estrutural.
4.3.1 Carregamentos
As cargas que atuam no edifício e devem ser consideradas para o cálculo são
classificadas em verticais e horizontais. Para as cargas verticais, teremos dois tipos: as
permanentes, que atuam com valores praticamente constantes (ou com pequena variação)
durante a vida útil da construção (peso próprio, revestimento e todas as instalações
permanentes, por exemplo) e as cargas verticais variáveis, que como o próprio nome diz, variam
de intensidade durante toda a vida útil e atuam na edificação em função do seu uso (sobrecarga
acidental, por exemplo)
4.3.1.1 Cargas Permanentes
Para o cálculo das cargas permanentes, se faz necessário o uso dos pesos específicos dos
materiais utilizados. A tabela 6 a seguir nos traz esses valores.
51
Tabela 6 - Peso específico aparente dos componentes e materiais
4.3.1.1.1 Peso das Paredes
Para se chegar ao peso próprio das paredes, considera-se um pé direito de 2,60 metros,
a largura do bloco de 14 centímetros e o peso específico deste de 14 kN/m³. Além disso, deve-
se também considerar o peso específico do revestimento neste cálculo.
O peso próprio das paredes então é dado por:
𝑃𝑃𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 = (𝑃𝑒𝑠𝑝 × 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 × 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒) + 𝑃𝑟𝑒𝑣
𝑷𝑷𝒑𝒂𝒓𝒆𝒅𝒆𝒔 = (14𝑘𝑁/𝑚³ × 0,14𝑚 × 2,6𝑚) + 1,48𝑘𝑁/𝑚 = 𝟔, 𝟓𝟖𝒌𝑵/𝒎
Obtem-se então que o peso próprio da parede é dado por metro. Para saber o peso total
de uma parede basta, portanto, multiplicar pela extensão total da mesma.
4.3.1.1.2 Peso da Laje
Como dito anteriormente, a laje escolhida é pré-moldada treliçada, maciça de 12
centímetros de espessura, com treliça de 8 cm de altura, TR8 mais 4 cm de capa. Portanto, o
peso da laje é dado por:
𝑷𝑷𝒍𝒂𝒋𝒆 = 25𝑘𝑁
𝑚³× 0,12𝑚 = 𝟑, 𝟎𝟎 𝒌𝑵/𝒎²
Bloco de Concreto 14 kN/m³
Argamassa de Assentameto 19 kN/m³
Concreto Armado 25 kN/m³
Revestimento + Piso 1 kN/m²
52
4.3.1.1.3 Peso do Revestimento e do Piso
O peso do conjunto revestimento e piso será adotado como igual a 1,0 kN/m².
4.3.1.2 Cargas Variáveis
A tabela 7 traz os valores de sobrecargas em cada compartimento do edifício.
Tabela 7 - Cargas Verticais Variáveis
Fonte: NBR 6120
4.3.2 Áreas de Influência
A partir da planta baixa e utilizando a ferramenta AutoCAD, pode-se aferir a área de
influência de cada laje, descarregando nas respectivas paredes.
Elas serão modeladas rotuladas em função das reduzidas dimensões dos vãos. Portanto,
pode-se considerar um ângulo de distribuição de 45º a partir das interseções das paredes para
encontrar a área de influência das lajes para cada parede. Em paredes que contém aberturas,
será traçado uma perpendicular à essa abertura até interceptar a linha mais próxima. No
dimensionamento das lajes, que não será desenvolvido neste trabalho, recomenda-se o emprego
de armaduras negativas construtivas, mesmo na consideração de cálculo adotada neste trabalho.
Ao se analisar a planta do edifício, percebe-se que os apartamentos são totalmente
simétricos, se fazendo necessário então o cálculo de apenas um apartamento e o hall do
pavimento.
A figura 25 mostra a identificação das paredes e seus respectivos comprimentos.
1,5 kN/m² (dormitório, sala, copa, cozinha e banheiro)
2 kN/m² (despensa, área de serviço e lavanderia)
2,5 kN/m² (escada)
Sobrecarga
53
Figura 24 - Numeração das paredes
4.3.3 Determinação das Resistências dos Blocos
Para chegar à resistência mínima dos blocos em cada pavimento, deve-se primeiramente
calcular a tensão que cada parede recebe.
54
4.3.3.1 Carregamento Permanente e Variável da Reação da Laje
Calcula-se o peso próprio da laje (Rglaje) como sendo o seu peso encontrado nos item
3.3.1.1.2 (3,00 kN/m²) acrescidos do peso do revestimento (1,00 kN/m²) multiplicado pela área
de influência da respectiva laje (m²).
Para as cargas variáveis, tem-se as sobrecargas que variam de acordo com a utilização
do ambiente, como citado em 3.3.1.2. Assim como na carga permanente, para chegar à
sobrecarga (Rqlaje), multiplica-se o peso da carga variável pela área de influência da respectiva
laje.
Tabela 8 - Reação da Laje
Px1 5,05 3,47 0,12 3,00 1,00 13,88 1,50 5,21
Py9 0,74 1,02 0,12 3,00 1,00 4,08 1,50 1,53
Py12 4,08 6,88 0,12 3,00 1,00 27,52 1,50 10,32
Py16 0,37 0,36 0,12 3,00 1,00 1,44 2,00 0,72
Px2 2,3 5,09 0,12 3,00 1,00 20,36 1,5 7,64
Py8 0,97 1,03 0,12 3,00 1,00 4,12 1,5 1,55
Px4 0,96 1,67 0,12 3,00 1,00 6,68 1,5 2,51
Py15 2,64 2,52 0,12 3,00 1,00 10,08 1,5 3,78
Py7 1,22 1,65 0,12 3,00 1,00 6,60 1,5 2,48
Px5 2,69 1,39 0,12 3,00 1,00 5,56 2,5 3,48
Py19 2,95 6,75 0,12 3,00 1,00 27,00 1,5 10,13
Py22 2,95 6,75 0,12 3,00 1,00 27,00 2,5 16,88
Px7 2,34 4,92 0,12 3,00 1,00 19,68 1,5 7,38
Py6 0,75 0,77 0,12 3,00 1,00 3,08 1,5 1,16
Py20 1,61 3,85 0,12 3,00 1,00 15,40 2,5 9,63
Px9 6,24 10,36 0,12 3,00 1,00 41,44 1,5 15,54
Py5 1,65 2,02 0,12 3,00 1,00 8,08 1,5 3,03
Py11 3,64 14,98 0,12 3,00 1,00 59,92 1,5 22,47
Py18 0,4 2,19 0,12 3,00 1,00 8,76 1,5 3,29
Px11 0,69 2,19 0,12 3,00 1,00 8,76 1,5 3,29
Py17 2,95 2,19 0,12 3,00 1,00 8,76 1,5 3,29
L (m)Parede Alaje(m²) hlaje(m) PPlaje(kN/m²)Sobrecarga
laje(kN/m²)Rqlaje(kN)Rglaje(kN)PPrev(kN/m²)
55
4.3.3.2 Peso Próprio das Paredes
Definidas as nomenclaturas e extensão das paredes anteriormente, o cálculo do peso
destas pode ser realizado.
O peso de cada parede é dado pelo peso próprio dela por unidade linear, encontrado em
3.3.1.1.1, multiplicado pela extensão dela.
A tabela 9 traz o valor do peso próprio de cada parede.
Tabela 9 - Peso prório de cada parede
Px1 5,05 6,58 33,23
Py9 0,74 6,58 4,87
Py12 4,08 6,58 26,85
Py16 0,37 6,58 2,43
Px2 2,3 6,58 15,13
Py8 0,97 6,58 6,36
Px4 0,96 6,58 6,32
Py15 2,64 6,58 17,37
Py7 1,22 6,58 8,03
Px5 2,69 6,58 17,70
Py19 2,95 6,58 19,41
Py22 2,95 6,58 19,41
Px7 2,34 6,58 15,40
Py6 0,75 6,58 4,94
Py20 1,61 6,58 10,59
Px9 6,24 6,58 41,06
Py5 1,65 6,58 10,86
Py11 3,64 6,58 23,95
Py18 0,4 6,58 2,63
Px11 0,69 6,58 4,54
Py17 2,95 6,58 19,41
L (m)Parede PP (kN)PP (kN/m)
56
As parcelas das aberturas para esquadrias foram contabilizadas nas paredes adjacentes,
metade para cada uma delas, já que a linha de influência parte de sua metade. A partir das
dimensões das aberturas (h e L), foram descontados os pesos dos blocos e argamassa ali
existentes.
Tabela 10 - Peso próprio da abertura
O peso total permanente em cada laje (RTglaje) é a soma do peso da parede, com o peso
da abertura e o da laje. Já o peso total variável (RTqlaje) é a própria sobrecarga.
Px1
Py9 1,21 3,52 1,21 2,13
Py12
Py16 1,01 4,02 0,96 1,93
Px2
Py8 1,82 8,55 1,82 7,78
Px4 1,21 3,52 1,16 2,04
Py15 1,01 4,02 0,96 1,93
Py7 1,22 10,07 1,22 6,14
Px5 1,21 3,52 1,16 2,04
Py19
Py22
Px7
Py6 1,82 8,55 1,82 7,78
Py20
Px9
Py5 2,42 7,03 2,42 8,51
Py11
Py18
Px11
Py17
Parede PPabertura(kN)L abertura(m)PPabertura(kN)h abertura(m)
57
Tabela 11 - Peso total na laje
Os valores de RTg e RTq dizem respeito a apenas 1 pavimento. Posteriormente será
feita a análise da resistência em cada um dos pavimentos.
4.3.3.3 Agrupamento das Paredes
A partir deste ponto agrupam-se as paredes, limitando-as pelas aberturas de esquadrias,
adotando as cargas e os comprimentos por grupo.
O agrupamento de paredes é um processo no qual todas as cargas verticais da parede
que compõe cada grupo são uniformizadas. Isso é necessário pois há uma interação entre as
paredes, e caso fossem consideradas isoladamente, haveria uma minoração de carga em
RTglaje(kN) RTqlaje(kN)
Px1 47,11 5,21
Py9 11,08 1,53
Py12 54,37 10,32
Py16 5,81 0,72
Px2 35,49 7,64
Py8 18,26 1,55
Px4 15,04 2,51
Py15 29,38 3,78
Py7 20,77 2,48
Px5 25,30 3,48
Py19 46,41 10,13
Py22 46,41 16,88
Px7 35,08 7,38
Py6 15,80 1,16
Py20 25,99 9,63
Px9 82,50 15,54
Py5 27,45 3,03
Py11 83,87 22,47
Py18 11,39 3,29
Px11 13,30 3,29
Py17 28,17 3,29
Parede
1o Pavimento
58
algumas paredes e uma majoração em outras, tornando o projeto deficiente e desfavorável à
economia. Com a utilização desse processo de agrupamento, o projeto fica seguro, econômico
e resulta em cargas adequadas para estruturas de apoio.
Portanto, tem-se 9 grupos de paredes. Estes serão organizados por sua extensão e cargas
permanentes e variáveis totais.
Tabela 12 - Grupo de paredes
Grupo Paredes por Grupo1 PX1, PY9, PY12, PY16 10,24 118,36 17,782 PX2, PY8 3,267 53,76 9,183 PX4, PY15 3,6 44,42 6,294 PY7 1,22 20,77 2,485 PX5, PY19, PY22 8,59 118,12 30,486 PX7, PY6 3,09 50,87 8,547 PY20 1,61 25,99 9,638 PX9, PY5, PY11, PY18 11,93 205,21 44,339 PX11, PY17 3,64 41,47 6,57
Tipo
GRUPO DE PAREDES - CARREGAMENTO Gtotal (kN)L(m)
Qtotal (kN)
59
4.3.3.4 Dimensionamento à Compressão
O dimensionamento da alvenaria à compressão simples é dado pela seguinte fórmula:
𝑁𝑅𝐷 = 𝑓𝑑 × 𝐴 × 𝑅
No qual:
• NRD é a força normal resistente de cálculo;
• fd é a resistência à compressão de cálculo da alvenaria;
• A é a área da seção resistente;
• R é um fator de redução devido à esbeltez da parede, dado por:
𝑅 = [1 − (𝜆
40) ³]
e
𝜆 =ℎ𝑒𝑓
𝑡𝑒𝑓
Sendo:
• hef a altura efetiva, que compreende o pé direito e a laje, portanto: 2,6 + 0,12 =
2,72m;
• tef a espessura efetiva, neste caso 0,14m que é a espessura do bloco.
Portanto,
𝑅 = [1 − (2,72
40 × 0,14) ³] ≃ 0,89
60
NRD pode ser escrito como: 𝑁𝑅𝐷 = 𝛾𝑓 × 𝐹𝑘 = 1,4 𝐹𝑘;
Assim como 𝑓𝐷 pode ser reescrito como:
𝑓𝑑 = 𝑓𝑘
𝛾𝑚 =
𝑓𝑘
2,0.
A área da seção é a espessura do bloco multiplicada pela extensão (L) da parede.
Substituindo todos os valores na equação, temos:
1,4 𝐹𝑘 =𝑓𝑘
2,0× (0,14𝑚 × 𝐿) ×0,89
𝑓𝑘 = 1,4 × 2,0 ×𝐹𝑘
0,14 × 𝐿 × 0,89
Logo,
𝑓𝑘 = 22,6 ×𝐹𝑘
𝐿
Onde fk é a força resistente da parede em kN/m² e Fk é a resistência característica total
somando a carga permanente com a variável, em kN.
Para relacionar a resistência da parede com a resistência nominal do bloco, devemos
usar a relação com a resistência característica do prisma fpk:
𝑓𝑘 = 0,7𝑓𝑝𝑘
Portanto:
𝑓𝑝𝑘 = 33,3 ×𝐹𝑘
𝐿
61
Fk será a carga total atuante (permanente + variável), enquanto que L é o comprimento
do grupo de paredes. Lembrando que a carga foi obtida para apenas 1 pavimento. Multiplicando
esta razão para todos os pavimentos temos a seguinte configuração:
62
Gru
po
Par
ed
es
po
r G
rup
oG
(kN
/m)
Q (
kN/m
)G
(kN
/m)
Q (
kN/m
)G
(kN
/m)
Q (
kN/m
)G
(kN
/m)
Q (
kN/m
)1
PX
1, P
Y9, P
Y12
, PY1
61
0,2
41
18
,36
17
,78
11
,61
,72
3,1
3,5
34
,75
,24
6,2
6,9
2P
X2
, PY8
3,2
67
53
,76
9,1
81
6,5
2,8
32
,95
,64
9,4
8,4
65
,81
1,2
3P
X4
, PY1
53
,64
4,4
26
,29
12
,31
,72
4,7
3,5
37
,05
,24
9,4
7,0
4P
Y71
,22
20
,77
2,4
81
7,0
2,0
34
,04
,15
1,1
6,1
68
,18
,15
PX
5, P
Y19
, PY2
28
,59
11
8,1
23
0,4
81
3,8
3,5
27
,57
,14
1,3
10
,65
5,0
14
,26
PX
7, P
Y63
,09
50
,87
8,5
41
6,5
2,8
32
,95
,54
9,4
8,3
65
,91
1,0
7P
Y20
1,6
12
5,9
99
,63
16
,16
,03
2,3
12
,04
8,4
17
,96
4,6
23
,98
PX
9, P
Y5, P
Y11
, PY1
81
0,8
61
98
,17
44
,33
18
,24
,13
6,5
8,2
54
,71
2,2
73
,01
6,3
9P
X1
1, P
Y17
3,6
44
1,4
76
,57
11
,41
,82
2,8
3,6
34
,25
,44
5,6
7,2
Tip
o3
º p
avG
RU
PO
DE
PA
RED
ES -
CA
RR
EGA
MEN
TO2
º p
av1
º p
avG
tota
l (kN
)L(
m)
4º
pav
Qto
tal (
kN)
Fk/L
63
Utilizando a fórmula acima que relaciona Fk/L com a resistência do prisma, e dividindo
o valor resultante por 1000, temos as seguintes resistências de prisma em MPa:
A partir da determinação da resistência do prisma, consulta-se a tabela a seguir.
Tabela 13 - Relações de resistências por fbk
Fonte: FARIA (2017)
Analisando todos os pavimentos, nenhum grupo de paredes exigiu fpk acima de 3,2MPa,
portanto usa-se fbk = 4MPa em todos os pavimentos do projeto.
4º pav 3º pav 2º pav 1º pavGrupo Paredes por Grupo Fpk (MPa) Fpk (MPa) Fpk (MPa) Fpk (MPa)
1 PX1, PY9, PY12, PY16 0,44 0,89 1,33 1,772 PX2, PY8 0,64 1,28 1,92 2,573 PX4, PY15 0,47 0,94 1,41 1,884 PY7 0,63 1,27 1,90 2,545 PX5, PY19, PY22 0,58 1,15 1,73 2,306 PX7, PY6 0,64 1,28 1,92 2,567 PY20 0,74 1,47 2,21 2,958 PX9, PY5, PY11, PY18 0,74 1,49 2,23 2,979 PX11, PY17 0,44 0,88 1,32 1,76
Resistência do PrismaGRUPO DE PAREDES - CARREGAMENTO
fbk FEprisma fpk FEgraute fpkgrauteado fa fgk ftk τo fk
4,0 0,80 3,20 0,80 5,80 4,00 8,00 0,20 0,15 2,24
6,0 0,77 4,62 0,80 8,30 4,00 12,00 0,20 0,15 3,23
8,0 0,74 5,90 0,80 10,70 5,00 16,00 0,20 0,15 4,14
10,0 0,72 7,20 0,80 13,00 7,00 20,00 0,20 0,15 5,04
12,0 0,69 8,28 0,80 14,90 8,00 24,00 0,20 0,35 5,80
14,0 0,66 9,24 0,80 16,60 9,00 28,00 0,20 0,35 6,47
16,0 0,64 10,24 0,80 18,40 11,00 32,00 0,20 0,35 7,17
18,0 0,60 10,80 0,80 19,40 12,00 36,00 0,20 0,35 7,56
20,0 0,60 12,00 0,80 21,60 14,00 40,00 0,20 0,35 8,40
22,0 0,60 13,20 0,80 23,80 15,00 44,00 0,20 0,35 9,24
64
4.3.4 Conclusões Sobre o Projeto
Comparando os resultados das tensões verticais e verticais incluindo o vento com os
resultados obtidos neste trabalho, sem a consideração das ações horizontais, concluiu-se que
para edifícios com a tipologia adotada e baixa altura, o cálculo simplificado elaborado
manualmente não compromete a segurança nem a economia.
Como as tensões verticais atuantes são muito reduzidas em relação a resistência mínima
à compressão a ser obedecida para prismas de dois blocos de concreto, fica como sugestão para
os próximos trabalhos a investigação dos limites de altura econômicos e seguros considerando
as tensões devidas ao vento e desaprumo empregando-se modelos simplificados como cantiliver
e mais elaborado como por associação de pórticos planos e comparando-os com os resultados
de modelos que empregam pórtico espacial.
Foi utilizado o software de cálculo estrutural TQS para realizar essa comparação, que é
apresentada na tabela a seguir.
65
A seguir são apresentados os diagramas de tensões de compressão devidas ao
carregamento de vento e desaprumo modeladas através do software CadAlvest – TQS que
considera o modelo em pórtico espacial, para os grupos de parede G1 e G8, valores em tf/m2.
.
Grupo σvertical(MPa) σverticais+vento(MPa)
1 1,76 2,16
2 1,93 2,04
3 1,6 1,81
4
5 2,1 2,3
6 1,9 2,02
7
8 2,2 2,7
9 1,9 1,9
TQS
66
4.4 A Tecnologia BIM
MENEGOTTO (2015) define que a metodologia BIM (Building Information Modeling,
ou Building Information Management, de acordo com alguns autores) é “uma metodologia de
projeto que utiliza como o elemento central de trabalho o modelo tridimensional virtual do
objeto projetado”. Para esse mesmo autor, a metodologia está presente na totalidade dos
aspectos envolvidos na indústria da construção civil, como por exemplo a construção, o
gerenciamento e a fabricação de componentes construtivos.
67
No presente trabalho, utilizou-se o software de modelagem 3D “Revit” (que utiliza essa
tecnologia), no qual a família dos blocos utilizados foi modelada no próprio software (figura
29) e os blocos foram utilizados para o desenho da primeira e segunda fiadas, mostrados na
figura 30.
Figura 25 - Família 39 em 3D. Fonte: AUTOR (2018).
Figura 26 – Primeira e segunda fiadas. Fonte: AUTOR (2018).
68
A locação dos blocos foi feita respeitando a distância entre eles de 1cm para a colocação
da argamassa. Nos encontros de paredes foram respeitadas as amarrações em “T”, com o bloco
de 54cm ou em “L”, com o bloco de 34cm.
Nem sempre foi possível respeitar à risca as medidas estipuladas pelo projeto
arquitetônico: foram feitas pequenas alterações da ordem de centímetros na planta, de modo em
que se respeitasse as regras de locação de blocos e a distância para preenchimento da argamassa,
que em algumas vezes ultrapassou a distância de 1cm. Quando não se pôde preencher as paredes
com blocos inteiros de 39cm, foram colocados os blocos compensadores de 4cm ou 9cm para
completar a locação da parede. Esta compensação foi feita por vezes no meio da parede, para
que os cantos ficassem com os blocos “L” ou “T”, como indicado pela Norma.
Nos vãos das portas, foram adotadas as seguintes distâncias:
a) Porta de 80cm - Vão de 91cm
b) Porta de 70cm - Vão de 86cm
c) Porta de 60cm - Vão de 71cm
Como as portas tem altura livre de 2,10m, na 11ª fiada será empregada uma verga pré-
moldada de concreto.
Sendo assim, foram definidas as 1ª e 2ª fiadas. Estas estão nas plantas baixas em anexo.
4.4.1 Quantitativo
Para quantificar os blocos necessários, faz-se a elevação das paredes, excluindo os vãos
das janelas conforme a figura abaixo.
69
Figura 27 – Elevação do pavimento tipo. Fonte: AUTOR (2018)
O software Revit gera automaticamente o quantitativo de blocos usados. A partir deles,
é possível definir o total de blocos necessários para a obra.
Tabela 14 – Quantidade de blocos utilizado na obra
Portanto, serão necessários 21.848 blocos de concreto para realizar este
empreendimento.
Componentes Pavimento Torre
B19 509 2036
B34 422 1688
B39 3905 15620
B54 215 860
Compensador A 320 1280
Compensador B 91 364
Total 5462 21848
70
Figura 28 - Torre completa
Uma sugestão para futuros trabalhos é que seja realizado um orçamento utilizando o
software Revit, chegando a um valor final de estrutura, que pode ser dividido entre alvenaria e
laje. Além disso, com esse software é possível que se faça um orçamento detalhado das mais
diversas etapas da obra, ficando a cargo do autor o que será inserido nesse orçamento.
71
5 CONCLUSÕES
O presente trabalho mostra que com um simples cálculo feito à mão, e utilizando
ferramentas básicas de informática, é possível que se faça um pré-dimensionamento de uma
estrutura em alvenaria estrutural, podendo assim ter noção de resistência básica dos blocos que
serão utilizados na obra, além da quantidade total dos blocos. Com um conhecimento específico
em Revit, pode ser gerado um orçamento preliminar da estrutura, se traduzindo em uma
vantagem para o engenheiro que detém esses conhecimentos. Para aproveitar todos os
benefícios a vantagens que o sistema oferece, é necessário além de tudo que os projetistas
conheçam bastante do sistema, conhecendo todas as suas particularidades.
Esse trabalho expõe também premissas básicas do sistema e erros construtivos que
devem ser detectados no decorrer da obra para que esses erros não se propaguem para o resto
da estrutura. As propriedades mecânicas se mostram muito importantes tanto para o engenheiro
de estruturas tanto para o engenheiro de obra, pois forneceu informações importantes acerca do
comportamento do conjunto de parede.
Além disso, após diversas exposições, concluímos também que a alvenaria estrutural se
apresenta como uma maneira rápida, econômica e eficaz de construção, o que, na situação
econômica atual do país, torna-se um diferencial enorme frente aos outros sistemas. Para
determinadas tipologias de edificação e determinadas alturas de construção, a alvenaria
estrutural é uma alternativa bastante econômica.
Para um empreendimento obter sucesso, é necessário que os projetos estejam bem
definidos antes que a obra comece, com todos os ajustes e compatibilização feitos. Além disso,
a execução torna-se um quesito essencial no desempenho estrutural do sistema, portanto é
72
fundamental que se garanta que essa etapa seja colocada em prática seguindo todos os
procedimentos para que a obra saia como o planejado.
Seu sistema altamente racionalizado e com alto nível de industrialização permite que
haja pouca perda de materiais e mão de obra, e consequentemente menor custo. Na busca pela
racionalização, a alvenaria estrutural se mostra como uma das melhores opções do mercado.
Tudo isso, claro, se houver uma boa concepção, compatibilização e execução de projeto, além
de um planejamento bem feito com um cronograma de obra adequado.
Deve-se ter em mente das limitações do sistema. Quando discutido a sua vantagem em
relação a outros sistemas, toda uma análise deve ser feita para comprovar essa vantagem,
obedecendo os limites da alvenaria estrutural, estudando todas as variáveis envolvidas e todas
as condições em que se insere o sistema, para comprovar que atende aos requisitos necessários
ao empreendimento. Quando comprovada a viabilidade de um projeto em alvenaria estrutural,
a estrutura deve ser executada com qualidade, já que um só produto exerce várias funções:
vedação, estrutura, proteção térmica e acústica, etc., e a qualidade só vem com a capacitação de
todos os envolvidos no processo, e o presente trabalho teve o objetivo de proporcionar a alguns
desses atores um melhor entendimento do sistema.
Enfim, é necessário que se projete com racionalidade e de forma consciente, com soluções
eficientes e objetivo num produto final de alta qualidade e menor custo, e foi mostrado aqui que
a alvenaria estrutural pode ser um perfeito aliado para todas essas finalidades.
73
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