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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MODULAÇÃO, PAGINAÇÃO E CÁLCULO DE UM EDIFÍCIO EM ALVENARIA ESTRUTURAL TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Eduardo Rizzatti Junior Santa Maria, RS, Brasil 2015

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

MODULAÇÃO, PAGINAÇÃO E CÁLCULO DE UM EDIFÍCIO EM ALVENARIA ESTRUTURAL

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

Eduardo Rizzatti Junior

Santa Maria, RS, Brasil

2015

MODULAÇÃO , PAGINAÇÃO E CÁLCULO DE UM EDIFICIO

EM ALVENARIA ESTRUTURAL

Eduardo Rizzatti Junior

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), como

requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Rizzatti

Santa Maria, RS, Brasil 2015

Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia

Curso de Engenharia Civil

A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso

MODULAÇÃO, PAGINAÇÃO E CÁLCULO DE UM EDIFÍCIO EM ALVENARIA ESTRUTURAL

elaborado por Eduardo Rizzatti Junior

como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro Civil

Comissão examinadora:

Eduardo Rizzatti, Dr. (Presidente/Orientador)

Horácio João Isaia (UFSM)

Carlos José MarchesanKümmel Félix (UFSM)

Santa Maria, 13 dejulho de 2015

RESUMO

Trabalho de Conclusão de Curso

Curso de Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria

MODULAÇÃO, PAGINAÇÃO E CÁLCULO DE UM EDIFÍCIO EM

ALVENARIA ESTRUTURAL

AUTOR: EDUARDO RIZZATTI JUNIOR

ORIENTADOR: Prof. Dr. EDUARDO RIZZATTI.

Santa Maria, 13 de julho de 2015.

O modo como construímos nossas edificações está em constante evolução, com a

introdução de novas tecnologias, materiais, tipos de mão de obra, etc. Cada vez mais se busca

novas maneiras mais econômicas, rápidas e que possam manter um padrão de qualidade e

aceitação ao usuário pós obra. Foi com este pensamento que essa monografia traz uma

edificação em alvenaria estrutural, que é uma construção rápida e de qualidade, calculada para

análise do comportamento do edifício frente a ação do vento na cidade de Erechim, Rio

Grande do Sul. É feita a analise das principais vantagens e desvantagens desse sistema

construtivo, e como ele se inseriu no mercado. Cada vez mais as construtoras e

incorporadoras buscam mais agilidade na entrega das edificações e os usuários sempre muito

críticos quanto a qualidade das mesmas. Logo, é importante que cada projeto seja bem

planejado e, no caso da alvenaria, é necessário o conhecimento dos principais elementos

pertencentes ao sistema e suas propriedades. Assim, é possível calcular a resistência mínima

para os blocos, afim de que, resistam aos esforços solicitantes de compressão, flexão, tração e

cisalhamento. Através dos resultados obtidos, poderemos analisar se temos ou não paredes

que sofrem tração, se é necessário ou não armar a estrutura.

Palavras-chave: Alvenaria Estrutural; Cálculo; Vento.

LISTA DE FIGURAS Figura 1: Edifício Monadnock..................................................................................................12 Figura 2: Hotel Excalibur. ........................................................................................................13 Figura 3: Muralha da China......................................................................................................13 Figura 4: Pirâmides de Guizé .....................................................................................................1 Figura 5: Farol de Alexandria.....................................................................................................1 Figura 6: Colisseo.....................................................................................................................15 Figura 7: Taj Mahal ..................................................................................................................16 Figura 8: Catedral de Remis .....................................................................................................16 Figura 9: Central Parque Lapa..................................................................................................17 Figura 10: Teatro Municipal de São Paulo...............................................................................18 Figura 11: Classe e resistência à compressão dos blocos (NBR 7171). ...................................30 Figura 12: Blocos cerâmicos estruturais usados na construção civil. ......................................30 Figura 13: Blocos cerâmicos especiais.....................................................................................31 Figura 14: Classe e resistência à compressão dos blocos de concreto (NBR 6136). ...............32 Figura 15: Diferentes tipos de blocos estruturais de concreto..................................................32 Figura 16: Bloco Sílico-calcário...............................................................................................33 Figura 17: Bloco Autoclavado..................................................................................................34 Figura 18: Tipos de argamassa mista e traços. .........................................................................37 Figura 19: Exemplo de grauteamento de vergas e contravergas de portas e janelas................42 Figura 20: Utilização de armaduras em pontos de graute na alvenaria estrutural. ...................43 Figura 21: Exemplo de mecanismo de prevenção de fissuras no último pavimento................45 Figura 22: exemplo de amarração da última laje......................................................................45 Figura 23: Modulação (planta baixa e 3D) para família 29......................................................47 Figura 24: Modulação (planta baixa e 3D) para a família 39.....................................................1 Figura 25: Planta baixa de uma edificação qualquer. .................................................................1 Figura 26: Modulação das paredes delimitadas – 1° e 2° fiadas. .............................................48 Figura 27: Exemplo de paginação da parede............................................................................49 Figura 28: Exemplo de paginação de parede portante no projeto estrutural ............................49 Figura 29: Exemplo de paginação de parede portante no projeto estrutural ............................50 Figura 30: Representação da distribuição da carga da laje nas paredes indicadas e suas áreas de influência. ............................................................................................................................60 Figura 31: Exemplo da paginação da platibanda......................................................................63 Figura 32: Detalhe da laje superior com a numeração das paredes e suas respectivas áreas de influência. .................................................................................................................................63

LISTA DE TABELAS Tabela 1: Características das argamassas de cimento, cal ou mistas........................................35 Tabela 2: Dosagem básica para obras de pequeno vulto, ou seja, blocos de até 6 MPa. .........42 Tabela 3: Modulações mais comuns.........................................................................................46 Tabela 4: Planilha utilizada para calcular o carregamento nas paredes PX, totalizando o seu carregamento até as vigas de transição, no pilotis....................................................................66 Tabela 5: Planilha utilizada para calcular o carregamento nas paredes PY, totalizando seu carregamento até as vigas de transição, no pilotis....................................................................67 Tabela 6: Paredes portantes com suas resistências mínimas para prismas e blocos em cada pavimento. ................................................................................................................................69 Tabela 7: Paredes portantes com suas resistências mínimas para prismas e blocos em cada pavimento. ................................................................................................................................70 Tabela 8: força horizontal devido ao vento ..............................................................................78 Tabela 9: Força horizontal total................................................................................................80 Tabela 10: Cargas horizontais devido ao vento e desaprumo. .................................................80 Tabela 11: Distribuição da força lateral e momentos fletores acumulados devido ao vento e desaprumo.................................................................................................................................81 Tabela 12: Tensões de compressão devidas as cargas verticais permanentes e acidentais na Parede PX12. ............................................................................................................................81 Tabela 13: Tensões de compressão devidas as cargas verticais permanentes e acidentais na Parede PX25. ............................................................................................................................82 Tabela 14: Tabela de flexo-compressão de borda devidas ao vento e a carga permanente. ....82 Tabela 15: Tabela de flexo-compressão de borda devidas ao vento e a carga permanente. ....82

LISTA DE EQUAÇÕES Equação 1: : .......................................................................................................36

Equação 2: : ..................................................................................51

Equação 3: ......................................................................................................51

Equação 4: .......................................................................................68

Equação 5: ............................................................................................................71

Equação 6: .............................................................................................72

Equação 7: ...........................................................................................76

Equação 8: ..............................................................................................76 Equação 9: ..................................................................................................77

Equação 10: ................................................................................................77

Equação 11: ..........................................................................................................79

Equação 12: .........................................................................................................80

SUMÁRIO

SUMÁRIO _____________________________________________________8

1 INTRODUÇÃO___________________________________________10

1.1 Considerações iniciais____________________________________________________ 10

1.2 Histórico_______________________________________________________________ 11 1.2.1 Histórico no Brasil _______________________________________________________ 17

1.3 Objetivos ______________________________________________________________ 19 1.3.1 Objetivos Gerais _________________________________________________________ 19 1.3.2 Objetivos específicos _____________________________________________________ 19

1.4 Estrutura do trabalho____________________________________________________ 20

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA_______________________________21

2.1 Conceitos ______________________________________________________________ 21

2.2 Normas brasileiras aplicáveis a alvenaria estrutural __________________________ 22

2.3 Termos e definições de valores dimensionais e adimensionais ___________________ 23

2.4 Classificação ___________________________________________________________ 24

2.5 Vantagens e desvantagens ________________________________________________ 25

2.6 Aspectos técnicos e econômicos ____________________________________________ 27

2.7 Componentes da alvenaria________________________________________________ 28 2.7.1 Blocos _________________________________________________________________ 28 2.7.2 Argamassas_____________________________________________________________ 34 2.7.3 Graute _________________________________________________________________ 41 2.7.4 Armaduras______________________________________________________________ 43

2.8 Execução de lajes _______________________________________________________ 43

2.9 Modulação e paginação das paredes portantes _______________________________ 46

2.10 Propriedades mecânicas__________________________________________________ 50 2.10.1 Resistência à compressão da alvenaria______________________________________ 50 2.10.2 Fatores que influenciam a resistência à compressão ___________________________ 52 2.10.3 Resistência à tração da alvenaria __________________________________________ 53

2.11 Propriedades físicas _____________________________________________________ 53 2.11.1 Absorção de água ______________________________________________________ 53 2.11.2 Dimensões ___________________________________________________________ 54 2.11.3 Retração _____________________________________________________________ 55 2.11.4 Teor de umidade_______________________________________________________ 56 2.11.5 Densidade aparente_____________________________________________________ 56

3 METODOLOGIA _________________________________________57

3.1 Considerações de projeto _________________________________________________ 57 3.1.1 Carregamentos __________________________________________________________ 58 3.1.2 Numeração das paredes ___________________________________________________ 59

3.2 Cálculo da carga vertical nas paredes_______________________________________ 59 3.2.1 Peso próprio das paredes___________________________________________________ 60

3.2.2 Área de influência da laje __________________________________________________ 60 3.2.3 Carregamento permanente da reação da laje ___________________________________ 60 3.2.4 Carregamento acidental da reação da laje______________________________________ 61 3.2.5 Paredes sob a influência da escada ___________________________________________ 61 3.2.6 Total do pavimento _______________________________________________________ 62 3.2.7 Peso próprio das paredes superiores __________________________________________ 62 3.2.8 Ático __________________________________________________________________ 63 3.2.9 Carregamento total nas vigas de transição _____________________________________ 64

3.3 Resultado prisma bloco __________________________________________________ 68

3.4 Considerações preliminares_______________________________________________ 71 3.4.1 Estabilidade local dos elementos (parede ou pilar)_______________________________ 71 3.4.2 Estabilidade global da estrutura _____________________________________________ 71 3.4.3 Seção de parede considerada na resistência ao movimento devido ao vento ___________ 72

3.5 Cargas de vento_________________________________________________________ 74

3.6 Ação equivalente do desaprumo ___________________________________________ 78

3.7 Força horizontal total ____________________________________________________ 79

3.8 Verificação de tração nas paredes portantes _________________________________ 80 3.8.1 Distribuição das forças laterais e momentos fletores acumulados devido ao vento em cada parede __________________________________________________________________ 80 3.8.2 Tensões de compressão devidas às cargas verticais permanentes e acidentais ______ 81 3.8.3 Tensões de flexo-compressão de borda devidas ao vento e à carga permanente ____ 82

4 RESULTADOS ___________________________________________83

5 CONCLUSÃO ____________________________________________84

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ________________________85

7 ANEXOS ________________________________________________87

7.1 Anexo 01 ______________________________________________________________ 87

7.2 Anexo 02 ______________________________________________________________ 87

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1 INTRODUÇÃO

1.1 Consideraçõesiniciais

O modo como construímos as edificações sempre foi alvo de estudos e teses, afim de

que, se encontre maneiras rápidas, racionais, econômicas e de boa qualidade para nossas

construções. Tonar-se um grande desafio atender a esses requisitos e manter um padrão de

qualidade e aceitação ao usuário pós-obra.

Com a ideia de economia e rapidez na construção, insere-se o sistema de alvenaria

estrutural, que, após um período de recessão e pouca aceitação, atualmente tem sido

largamente empregado.

A alvenaria estrutural, segundo Coelho (1998), há bastante tempo, vem sendo utilizada

na África, na Europa e em outros países. No Brasil, no entanto, só alguns anos atrás este

processo construtivo tem sido aprimorado em sua utilização.

Dentre tantos sistemas construtivos já muito utilizados nos nossos canteiros de obra,

podemos destacar o tradicional concreto armado, alvenarias com tijolos maciços ou blocos

assentados com furos na horizontal, estruturas metálicas, etc.

Nesse contexto, aliado a tradicionais matérias primas e com a ideia de economia e

rapidez na construção, se insere o sistema de alvenaria estrutural.

Devido a alvenaria estrutural ser um sistema racional de construção, logo em seu

surgimento, apareceu como sistema executável principalmente à obras de baixo custo e de

caráter social. Já na atual realidade, este sistema tem se mostrado muito viável à praticamente

todos os padrões construtivos, em todas as classes sociais, e com uma vasta amplitude na sua

aplicação, ganhando hoje até mesmo grandes preferências para utilizar este sistema

construtivo na sua construção.

Por ser atualmente um dos sistemas construtivos mais utilizados na construção civil e

de grande interesse do autor, este trabalho de conclusão de curso irá trazer uma revisão

bibliográfica do histórico da alvenaria, dos seus principais componentes e elementos e suas

propriedades. Além disso, o cálculo de uma edificação em alvenaria estrutural mostrando a

influência do vento sobre a resistência da mesma.

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1.2 Histórico

A alvenaria é um sistema construtivo muito tradicional, tendo sido utilizado desde o

início da atividade humana de executar estruturas para os mais variados fins, isto é, o emprego

de paredes resistentes de alvenaria na estrutura suporte de edifícios não se constitui em uma

inovação tecnológica recente.

A alvenaria estrutural tem suas origens na Pré-História, sendo um dos mais antigos

sistemas de construção da humanidade. Segundo Duarte (1999), as edificações em alvenaria

estão entre as construções que têm maior aceitação, não somente hoje, como também nas

civilizações antigas.

Até o inicio do século XX a alvenaria era o mais utilizado, seguro e durável material

estrutural e o único aceito na estruturação de edificações de grande porte. Como exemplos,

podemos citar diversas obras da antiguidade que resistiram ao tempo e são consideradas hoje

monumentos de grande importância histórica.

Com o advento do concreto e aço estrutural, no final do século XIX, e a possibilidade

de construir estruturas esbeltas e com grande altura, o uso da alvenaria sofreu um grande

declínio (RIZZATTI, 2003). Como as pesquisas na área também eram raras, as estruturas em

alvenaria estrutural acabaram se resumindo a pequenas edificações.

Em meados do século XX, com a necessidade do mercado em buscar novas técnicas

alternativas de construção, a alvenaria foi, por assim dizer, redescoberta. Foram feitas muitas

pesquisas a partir daí e, como resultado destas pesquisas, a grande maioria dos países mais

desenvolvidos como Estados Unidos, Alemanha e Suíça, adotam o processo construtivo em

alvenaria estrutural para a construção de núcleos habitacionais, escolas, hospitais, etc.

Segundo Rizzatti (2003) todas essas pesquisas tiraram da alvenaria a condição de ser

um método artesanal e dispendioso e foram estabelecidas normas de cálculo, incluindo dados

fundamentais ao projeto, como resistência de paredes considerando a esbeltez e a

excentricidade de carregamentos.

Portanto, somente a partir do século XX a alvenaria tem sido utilizada baseada em

métodos racionais de dimensionamento, possibilitando com isso obter as vantagens do

método construtivo.

Todas as estruturas construídas até o início do século passado foram dimensionadas

empiricamente, embora alguns sábios já criavam algumas teorias para explicar aspectos

12

isolados. Através de regras práticas empíricas, passando de geração a geração, definia-se a

espessura adequada da parede para a construção a que se destinava. Um exemplo de regra

prática para edifícios: “A espessura mínima da parede com tijolos maciços deve ser de 30 cm

para uma edificação de um pavimento, e deve-se tornar 10 cm a espessura para cada andar

adicional”. Os conhecimentos então existentes levava à construção de edificações de paredes

com espessuras excessivas, como no caso do edifico Monadnock que foi construído com 16

pavimentos e 65m de altura (conforme figura 1), em Chicago, entre 1889 e 1891, onde as

paredes da base possuíam espessura de 1,83m. Esta construção foi considerada como limite

dimensional máximo para estruturas de alvenaria dimensionadas pelos métodos empíricos. Se

o dimensionamento fosse realizado com os métodos atuais, a espessura das paredes resistentes

seriam de 30cm, empregando-se os mesmos materiais que os de 1890.

Atualmente, segundo Ramalho e Corrêa (2003 apudAMRHEIN 1998), o edifico mais

alto em alvenaria estrutural é o Hotel Excalibur (Figura 2), em Las Vegas, EUA. Formado por

quatro torres principais, com 28 pavimentos. Trata-se de uma magnífica construção executada

em alvenaria armada de blocos de concreto.

Figura 1: Edifício Monadnock.

Fonte: google.com

13

Figura 2: Hotel Excalibur.

Fonte: google.com

Exemplos de obras da antiguidade em alvenaria estrutural que resistiram ao tempo e

são consideradas hoje monumentos de grande importância histórica:

• A Muralha da China (Figura 03) é uma impressionante estrutura de arquitetura militar

construída durante a China Imperial, por volta de 201 antes de Cristo. Possui diversos

materiais em sua construção, com blocos de pedra de calcário em algumas regiões, em

outras granito ou tijolos. Possuia aproximadamente 7,5 metros de altura e 3000

quilômetros de extensão;

Figura 3: Muralha da China

• As pirâmides Quéops, Quéfren e Miquerinos, chamadas pirâmides de Guizé (Figura

04), foram construídas em blocos de pedra que datam de aproximadamente 2600 anos

14

antes de Cristo. A Grande Pirâmide, túmulo do faraó Queóps, mede 147 m de altura e

sua base é um quadrado de 230 m de lado. Em sua construção foram utilizados

aproximadamente 2,3 milhões de blocos, com peso médio de 25 kN.

Por essas características, as pirâmides de Guizé são consideradas grandes monumentos

da antiguidade, símbolos da capacidade dos faraós de mobilizarem verdadeiros

exércitos de trabalhadores durante longos períodos. Entretanto, do ponto de vista

estrutural, as pirâmides não apresentavam nenhuma inovação, sendo construídas

através da colocação de blocos uns sobre outros, de maneira a produzirem a forma

piramidal que as caracterizam.

• O Farol de Alexandria (Figura 05) construído em uma das ilhas em frente ao porto de

Alexandria, Faros, em 280 antes de Cristo, é o mais famoso e antigo farol de

orientação. Construído em mármore branco, com 134 m de altura, possuía um

engenhoso sistema de iluminação, baseado em um jogo de espelhos.

Do ponto de vista estrutural tratava-se de uma obra marcante, com altura equivalente a

um prédio de 45 pavimentos. Infelizmente, foi destruído por um terremoto no século

XIV, restando apenas as suas fundações como um testemunho de sua grandeza.

Figura 4: Pirâmides de Guizé Fonte: Google.com

15

• O Coliseu (Figura 06) foi elaborado em 70 depois de Cristo para receber 50 mil

pessoas. Possuía 500 metros de diâmetro e 50 metros de altura e é o principal exemplo

de teatro romano. Possuía 80 portais, de forma que todas as pessoas que estivessem

assistindo aos espetáculos lá realizados pudessem entrar e sair com grande rapidez.

Outra característica interessante, agora quanto ao aspecto estrutural, é que os teatros

romanos, ao contrário dos teatros gregos que se aproveitavam de desníveis naturais

dos terrenos apropriados, eram suportados por pórticos formados por pilares e arcos.

Essa característica estrutural lhes conferia uma maior liberdade em termos de

localização, podendo estar situados até mesmo nos centros de grandes cidades.

Figura 6: Coliseu. Fonte: Google.com

Figura 5: Farol de Alexandria Fonte: Google.com

16

• O Taj Mahal (Figura 07), uma das Novas Sete Maravilhas do Mundo Atual, é

conhecido como a maior prova de amor do mundo. Foi feita entre 1630 e 1652 depois

de Cristo, possui aproximadamente 60 metros de altura e o principal material utilizado

foram blocos de mármore branco;

Figura 7: Taj Mahal Fonte: Google.com

• A Catedral de Reims (Figura 08) é uma das mais antigas catedrais francesas em estilo

gótico. Foi construída entre 1211 e 1300 depois de Cristo e possui aproximadamente

127 metros de altura. Sua largura era de 13 metros e altura de 35 metros (equivalente à

um prédio de doze andares);

Figura 8: Catedral de Remis

17

Fonte: Google.com

1.2.1 Histórico no Brasil

No Brasil, a alvenaria estrutural iniciou no período colonial, com a utilização da pedra

e tijolo de barro cru. No período imperial, seu início se deve pelo uso do tijolo de barro

cozido, a partir de 1850, propiciando construções com maiores vãos e mais resistentes a

intempéries. Ao final do século XIX, a precisão dimensional dos tijolos possibilitou com que

tornasse notória a necessidade de racionalização e uma demanda para industrialização do

produto.

Apesar das características socioeconômicas brasileiras serem favoráveis para o pleno

desenvolvimento da alvenaria estrutural, pouco tem sido feito em termos de pesquisas, sendo

que os estudos tiveram origem em São Paulo no fim na década de 60 e em Porto Alegre nos

anos 80.

Segundo Franco (1992), os primeiros edifícios em alvenaria estrutural foram

construídos utilizando blocos de concreto em São Paulo, no ano de 1966, localizados no

bairro da Lapa. Possuíam 4 pavimentos e foram executados com blocos de concreto de 19

centímetros de largura. Em 1972 foram erguidos mais 4 edifícios, de 12 andares e cálculo

norte-americano, o Central Parque Lapa (Figura 09), no mesmo conjunto habitacional.

Figura 9: Central Parque Lapa.

Fonte: Google.com

Outra grande obra a ser destacada, pela construção em alvenaria estrutural no país, é a

do Teatro Municipal de São Paulo (Figura 10).

18

Figura 10: Teatro Municipal de São Paulo.

Fonte: Google.com

Segundo Araújo (1995), estimam-se que tenham sido construídos no Brasil, entre 1964

e 1976, mais de dois milhões de unidades habitacionais em alvenaria estrutural. Porém, os

resultados não eram os almejados quanto à qualidade e a durabilidade do produto, tornando-se

necessárias pesquisas para eliminar as dúvidas existentes com relação a esse tipo de

construção.

Devido a forma de implantação da alvenaria estrutural no país, Rosso (1994) relata

surgimento de um preconceito ou mito em torno da alvenaria estrutural, associando-se a

habitações populares e edifícios de poucos pavimentos. Franco (1992) afirma que outro

fatores contribuíram para denegrir a imagem do sistema construtivo inovador. Entre eles,

destaca a ocorrência de inúmeras patologias nas edificações, consequência do não

desenvolvimento de uma metodologia científica que embasasse os aspectos técnicos.

A alvenaria estrutural não armada foi introduzida no Brasil somente em 1977, na

construção de um edifício de nove pavimentos em blocos de sílico-calcário, cidade São Paulo.

Na década de 80, houve a introdução dos blocos cerâmicos na alvenaria estrutural.

Devido ao crescente número de pesquisas na área desde a década de 70, hoje, a

alvenaria estrutural não se restringe somente á construções populares, mas sim a diversos

tipos e níveis econômicos. Atualmente desponta como uma alternativa técnica e

economicamente viável para o grande déficit habitacional existente no Brasil. Nas últimas três

décadas o uso da alvenaria estrutural aumentou muito no pais.

A partir da década de 90 houve uma crescente conscientização de que poderíamos

aperfeiçoar a alvenaria estrutural no sentido de minimizar as suas patologias, aperfeiçoar as

19

técnicas construtivas e o cálculo estrutural, buscando conseguir um perfeito resultado final

para a obra com a tradicional redução de custos que o sistema alcança.

O aumento do uso da alvenaria estrutural, obrigou o desenvolvimento da NBR 15812,

atualizada no ano de 2010.

Dentro do sistema de alvenaria estrutural, a alvenaria não armada de blocos vazados

de concreto parece ser um dos mais promissores, tanto pela economia proporcionada como

pelo número de fornecedores existentes. Sua utilização é mais indicada em edificações

residenciais de padrão baixo ou médio com até 12 pavimentos. Nesses casos utilizam-se

paredes com espessura de 14 cm e a resistência de bloco normalmente necessária é de 1 MPa

vezes o número de pavimentos acima do nível considerado.

Entretanto, a alvenaria de blocos cerâmicos também ganha força com o

aperfeiçoamento de fornecedores confiáveis para resistências superiores a 10 MPa. Apesar de,

no momento, ser mais utilizada em edificações de poucos pavimentos, pode-se considerar que

dentro de algum tempo os blocos cerâmicos passarão a disputar com os blocos de concreto a

utilização em edifícios de até 10 pavimentos.

Por fim, a alvenaria estrutural encaixou-se no meio técnico brasileiro, atraído pelas

suas vantagens, sendo a principal delas a redução do custo de até 30%. O sistema tem

experimentado um grande impulso devido a estabilização da economia e o número crescente

de empresas que passa a utilizar esse modo construtivo tem acelerado as pesquisas e

utilização de novos materiais.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivos Gerais

Este trabalho tem como objetivo apresentar a o sistema construtivo em Alvenaria

Estrutural, desde seu histórico no Brasil até seus elementos construtivos, etapas de projeto, e

enfim, o cálculo de um edifício de 3 pavimentos e a influência do vento sobre a mesma.

1.3.2 Objetivos específicos

(1) Apresentar um histórico da alvenaria estrutural no Brasil.

20

(2) Estudar os principais tipos de blocos existentes hoje no mercado e os mais utilizados no

Brasil.

(3) Apresentar um estudo sobre as propriedades mecânicas e físicas dos blocos, analisando o

seu comportamento na edificação.

(4) Apresentar etapas de projeto para o cálculo de uma edificação em alvenaria estrutural.

Desde a modulação da 1° e 2° fiada, paginação das paredes, até o cálculo das resistências dos

prismas e dos blocos.

(5) Verificar a influência do vento na edificação.

1.4 Estrutura do trabalho

O trabalho está dividido em 6 capítulos principais e referências bibliográficas.

O capítulo 1 faz introdução sobre alvenaria estrutural, mostra a organização do

trabalho e traz o objetivo do mesmo.

O capítulo 2 apresenta a fundamentação teórica sobre alvenaria estrutural. Nele está

exposto suas principais propriedades e componentes, tipos de blocos, argamassa, lajes,

paginação, modulação da alvenaria e propriedades mecânicas e físicas da alvenaria.

O capítulo 3 apresenta a metodologia utilizada no trabalho.

O capitulo 4 mostra os resultados obtidos.

O capitulo 5 conclui o trabalho.

O capitulo 6 mostra a referência bibliográfica citada no texto e encerra o trabalho.

21

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Conceitos

Para iniciarmos o estudo sobre os elementos pertencentes ao sistema construtivo em

alvenaria estrutural, abaixo estão citados e explicados alguns conceitos importantes para o

entendimento do assunto desta monografia.

Alvenaria: Pode ser definida como um componente constituído por blocos o tijolos

unidos ou não entre si por juntas de argamassa, formando um conjunto rígido e coeso.

Alvenaria estrutural: Alvenaria com função estrutural

Pilar: elemento cuja maior dimensão da seção transversal não excede cinco vezes a

menor dimensão.

Parede: elemento cuja dimensão da seção transversal excede cinco vezes a menor

dimensão.

Parede estrutural: toda parede admitida como participante da estrutura (serve de

apoio às lajes e a outros elementos da construção).

Parede de contraventamento: Parede resistente que além de resistir as ações

verticais, tem por função resistir às ações horizontais, segundo seu plano, sejam da ação do

vento, de desaprumo da estrutura ou sísmicas, conferindo rigidez necessária a estrutura.

Parede de vedação ou não estrutural: parede para resistir somente o seu peso

próprio e desempenhar as funções de vedação. Não admitida como participante da estrutura

(apoia e impõem um carregamento às lajes ou a outro elemento da estrutura).

Alvenaria estrutural armada: utilizadas armaduras passivas que são consideradas

para resistência dos esforços solicitantes (resistir esforços de tração, absorver tensões de

tração, excentricidades e compressão).

Alvenaria estrutural parcialmente armada: recebe armadura de aço por

necessidades construtivas.

Alvenaria estrutural protendida: alvenaria na qual são utilizadas armaduras ativas

impondo uma pré-compressão antes do carregamento.

Viga: elemento estrutural utilizado sobre vãos maiores de 1,20 metros, dimensionado

para suportar cargas verticais, transmitindo-as para pilares ou paredes.

22

Verga: elemento estrutural colocado sobre os vãos de aberturas com a finalidade de

transmitir as ações verticais para as paredes adjacentes.

Contraverga: elemento estrutural colocado sob vãos de aberturas; tem por finalidade

resistir a tensões concentradas nos cantos da abertura, usualmente composta de uma canaleta

grauteada e armada.

Cinta: elemento estrutural apoiado continuamente na parede, ligado ou não às lajes,

vergas ou contravergas, usualmente composta de uma canaleta grauteada e armada; tem por

finalidade distribuir cargas continuamente apoiadas sobre a parede, ou aumentar a resistência

da parede para ação fora do plano da parede ou na direção horizontal do plano da parede.

Geralmente é composta por uma fiada de canaletas armadas.

Coxim:elemento estrutural não continuo, apoiado na parede para distribuir cargas

concentradas, normalmente composto de canaleta grauteada ou peça de concreto armado.

Enrijecedor: elemento usualmente de alvenaria, vinculado a uma parede estrutural

com a finalidade de produzir um enrijecimento na direção perpendicular ao plano; geralmente

utilizado quando a parede esta sujeita à ação lateral fora de seu plano ou em paredes altas.

Diafragma: elemento estrutural laminar admitido como rígido em seu próprio plano,

sendo normalmente a laje de concreto armado que distribui as ações horizontais para as

paredes.

2.2 Normas brasileiras aplicáveis a alvenaria estrutural

O projeto e execução de obras em alvenaria estrutural de blocos cerâmicos e a

especificação e o controle dos componentes da alvenaria são padronizados pelas prescrições

das seguintes normas da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.

• Componentes Cerâmicos – Parte 1 – Blocos cerâmicos para alvenaria de

vedação – Terminologia e requisitos – NBR 15270-1. Rio de Janeiro, 2005.

• Componentes Cerâmicos – Parte 2 – Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural

– Terminologia e requisitos – NBR 15270-2. Rio de Janeiro, 2005.

• Componentes Cerâmicos – Parte 3 – Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural

e de vedação – Método de ensaio – NBR 15270-3. Rio de Janeiro, 2005

• Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Preparo da

mistura e determinação do índice de consistência – NBR 13276. Rio de Janeiro, 2005.

23

• Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos –

Determinação da retenção de água – NBR 13277. Rio de Janeiro, 2005.

• Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos –

Determinação da densidade da massa e do teor de ar incorporado – NBR 13278. Rio de

Janeiro, 2005.

• Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos –

Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão – NBR 13279. Rio de Janeiro,

2005.

• Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos -Determinação

da densidade de massa aparente no estado endurecido – NBR 13280. Rio de Janeiro, 2005.

• Ensaio à compressão de corpos de prova cilíndricos de concreto – NBR 5739.

Rio de Janeiro, 2007.

• Paredes de alvenaria estrutural – Determinação da resistência ao cisalhamento

– NBR 14321. Rio de Janeiro, 1999.

• Paredes de alvenaria estrutural – Verificação da resistência à flexão simples ou

à flexocompressão. Rio de Janeiro, 1999.

• Paredes de alvenaria estrutural – Ensaio à compressão simples – NBR 8949.

Rio de Janeiro, 1985.

• Alvenaria estrutural – Blocos cerâmicos Parte 1: Projetos – NBR 15812-1. Rio

de Janeiro, 2010.

• Alvenaria estrutural – Blocos cerâmicos Parte 2: Execução e controle de obras

– NBR 15812-2. Rio de Janeiro, 2010.

2.3 Termos e definições de valores dimensionais e adimensionais

Abaixo estão definidas algumas propriedades e definições de elementos da alvenaria

estrutural:

Área bruta: área de um componente (bloco) ou elemento (parede), considerando-se as

suas dimensões externas, desprezando-se a existência dos vazios.

Líquida: área de um componente (bloco) ou elemento (parede), considerando-se as

suas dimensões externas, descontada a existência dos vazios.

24

Efetiva: área de um elemento (parede), considerando-se apenas a região sobra a qual a

argamassa de assentamento é distribuída, desconsiderando os vazios.

Coeficiente de Poisson: o valor absoluto da relação entre a deformação especifica

transversal e a deformação especifica longitudinal.

Deformação específica: é uma grandeza adimensional do valor limite que expressa a

variação de comprimento da base de medida de um corpo de prova em relação ao seu

comprimento inicial.

Excentricidade: distância entre o eixo de um elemento estrutural e a resultante de

uma ação que possa estar sendo atuada sobre ele.

Fator de eficiência: Definido como a relação entre a resistência a compressão axial da

parede ou prisma.

Modulo de elasticidade: definido como o coeficiente de proporcionalidade entre

tensão e deformação, sob um carregamento.

Planeza das faces ou flecha: concavidades ou convexidades, presentes nas faces dos

blocos.

Ranhura: Frisos na superfície das paredes externas ou dos septos.

Rebarba: Material remanescente da execução de corte do bloco, facilmente

removível.

Resistência à compressão axial da alvenaria: valor limite da capacidade da

alvenaria suportar cargas verticais aplicadas ao longo do seu plano axial longitudinal.

Septo: elemento laminar que divide os vazados do bloco.

Variação adimensional: diferença de valores dimensionais de fabricação para com os

obtidos efetivamente pelas medições individuais em norma.

Prisma: corpo de prova obtido pela superposição de blocos unidos por junta de

argamassa, grauteados ou não, a ser ensaiado à compressão. Oferece informação básica sobre

resistência à compressão da alvenaria e é o principal parâmetro para projeto e controle de

obra.

2.4 Classificação

O principal conceito estrutural ligado à utilização da alvenaria estrutural é a

transmissão de ações através de tensões de compressão. A alvenaria estrutural é capaz de

resistir ao seu próprio peso e às cargas atuantes sobre a mesma, provenientes de lajes ou

25

coberturas, e de transmitir estas cargas para as fundações, geralmente sob uma forma

distribuída.

A alvenaria pode ser classificada quanto ao processo construtivo empregado, quanto

ao tipo de unidades ou ao material utilizado.

Alvenaria estrutural não armada: utiliza paredes de alvenaria não armada, como

estrutura suporte. Os reforços metálicos são colocados apenas em cintas, vergas, contra-

vergas, na amarração entre paredes, nas juntas horizontais com a finalidade de evitar fissuras

localizadas e em grautes construtivos. A alvenaria não armada contém somente armadura de

amarração, desconsiderada na absorção dos esforços. Nessa tipo de obra não são permitidas

tensões de tração, que exigiriam armadura, não sendo portanto, utilizada em edifícios muito

altos, sob ação do vento.

Alvenaria estrutural armada:caracteriza-se por ter os vazados verticais dos blocos

preenchidos com graute envolvendo barras de aço. A obra mais conhecida de alvenaria

estrutural armada é o Teatro Municipal de São Paulo, inaugurado em 1911, já citado

anteriormente.

Alvenaria estrutural parcialmente armada: é o processo construtivo em que alguns

elementos resistentes são projetados como armados e outros como não armados.

Alvenaria estrutural protendida: é o processo construtivo em que existe uma

armadura ativa de aço contida no elemento resistente.

Alvenaria estrutural cerâmica ou de concreto: conforme as unidades sejam de

material cerâmico ou de concreto.

2.5 Vantagens e desvantagens

No sistema convencional de construção, as paredes apenas fecham os vãos entre

pilares e vigas, elementos encarregados de receber o peso da obra. Por outro lado, na

alvenaria estrutural esses elementos são desnecessários, pois as paredes portantes distribuem a

carga uniformemente ao longo dos alicerces.

A alvenaria estrutural deve ser entendida como um sistema em que paredes atuam

simultaneamente como elementos de vedação e estrutural, projetados segundo modelos

matemáticos pré-estabelecidos.

26

Segundo Rizzatti (2003), a vantagem básica do processo da alvenaria estrutural esta no

fato de que o mesmo elemento pode responder por diversas funções, atuando com a

capacidade de resistir as tensões e como divisor de ambientes.

Roman (1999) cita como as maiores vantagens deste método construtivo a economia

que resulta quando comparado com as estruturas de aço ou concreto, além da maior rigidez,

da facilidade de execução e da sua propriedade para uso com grandes variedades funcionais.

Para Franco (1992) este fato resulta em inúmeras vantagens do ponto de vista

construtivo que possibilitam a racionalização desse processo, com todos os benefícios que

isso acarreta. Outro ponto importante é o fato de a alvenaria estrutural permitir facilmente à

incorporação de conceitos de industrialização e racionalização a construção, gerando maior

qualidade.

Em uma estrutura de concreto armado convencional grande parte do custo esta

relacionado às formas e escoras utilizadas na concretagem. Na alvenaria estrutural,

praticamente inexiste o uso de formas, quando existem, se limitam as necessárias para

concretagem das lajes. Além disso, desta forma deixa-se de serem necessários profissionais

como armadores e carpinteiros. Logo, a alvenaria estrutural possui uma economia na sua

execução de 30% em relação ao método tradicional.

Rizzatti (2003) ainda afirma que o material cerâmico apresenta alto grau de proteção

ao fogo, com bom isolamento acústico e térmico, proporcionando boas condições de

qualidade a moradia, o que dá condições de atender a norma de desempenho NBR – 15575:

2013.

Como são furados, os blocos permitem a passagem de ferragens (quando necessárias)

e a de instalações elétricas e hidráulicas, evitando quebras posteriores nas paredes, o que

comprometeria a resistência da estrutura.

Este sistema construtivo permite a redução de acabamentos, face à precisão

dimensional dos blocos utilizados.

Contudo, a alvenaria estrutural pode apresentar limitações como a realização futura de

reformas e mesmo aplicações na construção, ela deve ser executada de forma precisa e não

admite improvisações, o projeto deve ser bastante detalhado e integrado (arquitetônico,

estrutura, hidráulico, elétrico) de forma a sobrar menor número de decisões no canteiro de

obras. Como na alvenaria as paredes fazem parte da estrutura, logo não existe a possibilidade

de adaptações significativas no arranjo arquitetônico. Isso pode levar a sérios problemas, já

que estudos mostram que uma edificação tende a mudar ao longo da sua vida útil, buscando se

27

adaptar as novas necessidades dos seus usuários. Também deve-se ter alguns cuidados como

treinamento da mão de obra e de cuidados extras de fiscalização.

Outro obstáculo diz respeito as restrições construtivas. Não é possível termos grandes

vãos livres o que não favorece a construção de prédios de escritórios ou apartamentos de

altíssimo padrão.

Antigamente também se encontrava dificuldade de achar fornecedores de blocos

normatizados no território nacional. Hoje, com o avanço dos estudos na área e o aumento do

número de construções em alvenaria estrutural, houve uma melhora significativa nesse

quadro.

2.6 Aspectos técnicos e econômicos

Temos, na alvenaria estrutural, um exemplo de medida de economia que é empregar

blocos de cerâmica ou concreto com diversas resistências à compressão, de acordo com a

faixa de andar executada, ou seja, a resistência dos blocos cai à medida que sobrem os

andares.

É importante salientar que a utilização de blocos com diferentes resistências é apenas

uma entre várias formas de economizar com alvenaria estrutural. Os maiores ganhos do

sistema estão relacionados com a racionalização oferecida ao construtor já citados

anteriormente.

Outro ponto da alvenaria estrutural é que podemos tornar ela mais versátil apesar de

sua característica modular. Contrariando o senso comum, um prédio que adota esse sistema

construtivo pode contar com subsolo e térreo com hall de entrada, salão de festas e outros

equipamentos importantes para uma construção de médio ou alto padrão. Isso se torna

possível pelo uso de uma laje de transição em concreto armado no primeiro pavimento,

também conhecido como Pilotis. Este é capaz de absorver as cargas das paredes e transferir

até as fundações da edificação. Tem-se, assim, um edifício misto: da laje de transição para

cima, alvenaria estrutural; dela para baixo, uma estrutural convencional.

Com o avanço técnico dos cálculos e componentes, os limites do desenho

arquitetônico diminuíram e as mudanças de layout tornaram-se mais viáveis.

28

2.7 Componentes da alvenaria

As propriedades de uma parede dependem da composição dos materiais constituintes:

blocos, argamassa, graute e armadura. Os componentes básicos da alvenaria devem apresentar

características mínimas de desempenho, conformidade com as especificações de norma e

propriedades que possibilitem o cumprimento de requisitos requeridos.

2.7.1 Blocos

Os blocos representam de 80 a 95% do volume da alvenaria, sendo determinantes de

grande parte das características da parede: resistência à compressão, estabilidade e precisão

dimensional, resistência ao fogo e à penetração de chuvas, isolamento térmico, acústico e

estética. Em conjunto com a argamassa, os blocos também são determinantes para a

resistência ao cisalhamento e à tração e para a durabilidade da obra. São, portanto, as

unidades fundamentais da alvenaria.

A principal propriedade de um bloco é a sua resistência característica à compressão,

referida sempre à área bruta do bloco. Essa é fundamental para a resistência da parede, sendo

o material do bloco e a sua resistência fatores predominantes na resistência à compressão de

uma parede. Ainda que as outras características sejam também de fundamental importância, a

qualidade de um bloco é, na maioria das vezes, medida pela sua resistência à compressão.

São considerados maciços aqueles que possuem índice de vazios de no máximo 25%

da área total. Se os vazios excederem esse limite, a unidade é classificada como vazada.

Já quanto a aplicação, os blocos podem ser classificados de vedação e estruturais.

Os blocos de vedação recebem apenas o peso próprio e pequenas cargas de ocupação.

Já os blocos estruturais além exercerem a função de vedação, tem a finalidade de resistir aos

esforços da estrutura. São destinados as paredes que constituíram a estrutura resistente da

edificação.

Segundo Rizzatti (2003 apud GROHMAN, 2006,p. 27), as propriedades físicas dos

blocos são afetadas pela composição de sua matéria prima usada e pelo seu método de

fabricação.

A escolha do tipo de bloco depende da altura da edificação, existência de fornecedores

locais, custo, tradição da construtora entre outros.

29

2.7.1.1 Blocos cerâmicos

Segundo Rizzatti (2003 apud SANTOS, 2008, p. 26) o material predominante dos

blocos cerâmicos é basicamente constituído de argila, composta de silíca, silicato de alumínio

e quantidades distintas de óxidos ferrosos, podendo ser calcária ou não. Se composta por

calcária, quando cozida, resulta em um bloco amarelado. Já a não calcária, possui 2% a 10%

de óxido de ferro e feldspato e resulta em um bloco com uma gama de tonalidade

avermelhada diretamente ligada a quantidade do óxido de ferro presente na fabricação do

bloco.

A ABNT NBR 15270 – 2 (2005) afirma que “ O bloco cerâmico estrutural deve ser

fabricado por conformação plástica de matéria-prima argilosa contendo ou não aditivos, e

queimada em elevadas temperaturas.”

Os blocos cerâmicos devem ter resistência mínima de 3,0 MPa, sendo recomendável a

utilização de blocos mais resistentes (10 MPa) para o caso de alvenarias aparentes. O bloco

estrutural cerâmico mais comum, encontrado no mercado atual, é o de 6 MPa, sendo poucos

os fabricantes que conseguem produzir blocos de maior resistência.

Na região sudeste do Brasil, os blocos cerâmicos são os mais utilizados em edifícios

baixos, até 7 pavimentos. É possível utiliza-los em prédios de 8 a 10 pavimentos, porém a

necessidade de grauteamento será maior. Na região Sul existem casos de utilização em

edifícios de até 14 pavimentos.

A NBR 7171, de novembro de 1994, defini a diferença entre bloco e tijolo. O tijolo

possui todas as faces plenas de matéria, enquanto o bloco possui furos prismáticos e/ou

cilíndricos perpendiculares às faces que os contém.

Quanto ao aspecto, é bom o bloco cerâmico apresentar boas característica visuais para

melhor desempenho estrutural e estético. As falhas visualmente perceptíveis, que têm reflexos

na capacidade de resistência da parede, são quebras, trincamentos e deformações. Do ponto de

vista estético podem-se citar a integridade das arestas e vértices, a textura da superfície, a cor

etc.

Em relação à sua dimensão, quanto mais uniforme for o bloco, melhor será a sua

qualidade deles e mais fácil o trabalho do operário. A homogeneidade das dimensões torna-se

ainda mais importante na medida que se utiliza, cada vez mais, a modulação da alvenaria

como forma de eliminar desperdícios com quebras.

A resistência a compressão é a principal característica do bloco cerâmico para o uso

em alvenaria estrutural. Ela deve atender requisitos mínimos específicos na norma, assim

30

como as exigências do projeto estrutural. Para alvenaria estrutural, não são aceitáveis blocos

com resistência menor que 4 MPa.

Figura 11: Classe e resistência à compressão dos blocos (NBR 7171).

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

Figura 12: Blocos cerâmicos estruturais usados na construção civil.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

31

Figura 13: Blocos cerâmicos especiais.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

A utilização dos blocos cerâmicos é limitada pela resistência da parede, conseguindo-

se no estado de São Paulo, a construção de até 10 pavimentos; seu uso é mais comum em

edifícios até 5 pavimentos; tem vantagem de ser mais leve, o que diminui a carga na fundação

e aumenta a produtividade.

2.7.1.2 Blocos de Concreto

Os blocos de concreto são unidades de alvenaria fabricadas a partir de uma mistura de

cimento, agregados (areia e brita) e água. A mistura é introduzida em máquina de moldar,

onde, em uma combinação de pressão e vibração, são produzidos os blocos.

Acura destes é produzida comumente com algum tipo de aquecimento, no intuito de

acelerá-la. Os processos de fabricação e cura dos blocos devem assegurar a obtenção de um

concreto suficientemente compacto (slump = zero) e homogêneo.

São fabricados vários tipos e tamanhos de blocos, com diferentes funções, os quais

seguem as modulações de 15 cm ou de 20 cm, conforme a malha modular definida no projeto.

Largamente utilizado no Brasil, esse tipo de bloco tem a seu favor o fato de possuir

vários fornecedores. Além disso, possui boa resistência a compressão – o mínimo exigido

pelas normas é 4,5 MPa, mas alguns fabricantes chegam a produzir blocos com mais de 16

MPa. No entanto, é mais pesado e não possui o mesmo isolamento térmico da cerâmica, por

32

exemplo. O recorde brasileiro no número de pavimentos para alvenaria estrutural que

emprega blocos de concreto é de 24.

Quanto ao uso dos blocos de concreto, a NBR 6136 divide-o em duas classes: classe

AE e classe BE. A classe AE compreende os blocos aparentes. Esses blocos podem ser usados

nas paredes internas ou externas, sem a necessidade de serem revestidos com argamassa. Os

blocos da classe BE não poderão ser usados em fachadas caso não forem revestidos com

argamassa.

Quanto à resistência à compressão, aspecto e dimensões, os blocos de concreto devem

atender as mesmas exigências que os blocos de cerâmica.

Figura 14: Classe e resistência à compressão dos blocos de concreto (NBR 6136).

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

Figura 15: Diferentes tipos de blocos estruturais de concreto.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

33

2.7.1.3 Bloco Sílico-calcário

Bloco pouco utilizado nas obras de alvenaria estrutural devido a sua fabricação ser

feita em apenas algumas regiões do pais, é feito em autoclave. Através da prensagem e cura

por vapor e alta pressão de areia quartzosa e cal, resulta em um material com porosidade

baixa, compacto, com bom acabamento superficial e podendo ser encontrado com várias

resistências.

Figura 16: Bloco Sílico-calcário.

Fonte: Google.com

2.7.1.4 Bloco de concreto celular autoclavado

Mesmo sendo um bloco estrutural maciço e leve, o autoclavadoé, dos blocos

disponíveis no Brasil, o menos utilizado. Por ser maciço só pode ser empregado em obras de

alvenaria não armada.

Sua resistência à compressão chega no máximo até 6 MPa, o que o torna competitivo

em prédios de até 4 pavimentos e impossibilitado de ser usado em prédios altos.

Apresenta bom isolamento acústico, térmico e resistência ao fogo.

34

Figura 17: Bloco Autoclavado.

Fonte: Google.com

2.7.2 Argamassas

Na alvenaria estrutural, a argamassa tem função de ligação entre blocos,

uniformizando os apoios entre eles. O conjunto bloco mais argamassa forma um elemento

misto chamado alvenaria, que deve ser capaz de suportar diferentes carregamentos e

condições ambientais.

A argamassa tem função de transmitir todas as ações verticais e horizontais atuantes

de forma a solidarizar as unidades, criando uma estrutura única. Além disso, ainda absorve

pequenas deformações e previne a entrada de vento e de água na edificação.

Tradicionalmente, a argamassa para assentamento é composta de cimento, cal e areia.

Existem também argamassas só de cal ou só de cimento (mais areia), cada uma com suas

vantagens e desvantagens. Argamassas mais fortes (só de cimento e areia) não são

recomendadas, pois são muito rígidas e têm baixa capacidade de absorver deformações.

Qualquer pequena deformação em uma junta de argamassa com esse traço resultará em

tensões elevadas e consequente aparecimento de fissuras. Portanto, é um erro pensar que, pelo

fato da alvenaria ser estrutural, deva ser utilizado um traço de argamassa muito forte.

Em contrapartida, argamassas muito fracas (só de cal e areia) têm resistência à

compressão e de aderência muito baixas, prejudicando a resistência da parede.

Para alvenaria estrutural, a utilização de argamassas mista é altamente recomendável

para assentamento. A adição de cal, ainda que leve a uma perda de resistência, proporciona

uma argamassa de melhor trabalhabilidade, melhora a retenção de água e a capacidade de

absorver deformações.

35

CAL + AREIA

- Trabalhabilidade excelente -Retenção de água excelente

-Resistência cresce lentamente, com o endurecimento por evaporação da água, sucção da umidade e contato

com o ar - Resiliência excelente (capaz de

deformar sem fissuras)

Não é usada em alvenaria estrutural

CIMENTO +AREIA

- Resistência maior, adquirida mais rapidamente (aglomerante hidráulico)

- Trabalhabilidade piora com o aumento de areia/cimento

- Resiliência pequena (pequenas deformações causam fissuras)

- Maior retração - Antieconômica

Usos em caso excepcionais, com

presença de umidade, meio agressivo CIMENTO + CAL + AREIA

Quando bem dosados, maximizam as vantagens e minimizam as desvantagens

dos dois tipos de aglomerante. Internacionalmente, é a recomendada para alvenaria estrutural, sempre respeitando a relação: AGLOMERANTE

(cimento+cal)/AGREGADO (areia) =3

Tabela 1: Características das argamassas de cimento, cal ou mistas.

As principais funções da argamassa de assentamento são:

• Unir os blocos, distribuindo as cargas por toda a área dos blocos.

• Compensar imperfeições e variações dimensionais dos blocos e vedar a parede,

protegendo-a da água e outros agentes agressivos

• Absorver as deformações naturais a que a parede é submetida, como variações

devido a gradiente térmico, retração por secagem, a pequenos recalques, sendo importante que

a resiliência seja boa, isto é, a argamassa deve ser capaz e absorver essas deformações sem se

romper.

• Contribuir para a resistência da parede. A resistência da argamassa é de

fundamental importância na resistência ao cisalhamento (que se consegue com boa aderência)

e importância secundária na resistência à compressão das paredes.

As argamassas possuem dois estados bem distintos: plástico e endurecido. As

principais características da argamassa no estado plástico são a trabalhabilidade e a

capacidade de retenção de água. No estado endurecido, são a aderência, resiliência, resistência

à compressão e retração.

A utilização inadequada da argamassa é a causa de diversas patologias.

36

A argamassa não necessita ter a mesma resistência do bloco. Como possui pequena

espessura (aproximadamente 1 centímetro), os blocos comprimem exercendo um

confinamento na mesma, aumentando sua capacidade resistiva. Desta forma a resistência à

compressão da argamassa em ensaio pode ser até 50% da resistência à compressão do bloco,

sem alterar significativamente a resistência da parede.

É aconselhável adotar o seguinte valor de resistência à compressão da argamassa de

assentamento:

Equação 1:

A espessura recomendada das juntas é de 1 centímetro. Juntas maiores implicam no

enfraquecimento da estrutura. Juntas menores de 1 centímetro tornam a estrutura muito rígida,

favorecendo o aparecimento das fissuras.

2.7.2.1 Argamassa de cimento

Argamassa constituída de cimento Portland e areia e adquire alta resistência

rapidamente. Apresenta baixa trabalhabilidade em misturar pobres, enquanto que misturas

ricas são antieconômicas e favorecem o aparecimento de fissuras.

2.7.2.2 Argamassa rica

As argamassas são constituídas de cimento, cal e areia. Essas, quando adequadamente

dosadas, apresentam a combinação das vantagens das argamassas de cal e de cimento. A

presença do cimento confere boa resistência à compressão; a cal melhora a trabalhabilidade da

mistura. Por isso, essas argamassas são as mais adequadas para o uso em alvenaria estrutural.

• Argamassa tipo M é recomendada para alvenaria em contato com o solo, tais

como fundações, muros de arrimo, etc. Possui alta resistência à compressão e excelente

durabilidade.

• Argamassa tipo S - É recomendada para alvenarias sujeitas a esforços de

flexão. É de boa resistência à compressão e produz boa resistência à tração na interface com a

maioria dos tipos de unidades.

37

• Argamassa tipo N - É recomendada para uso geral em alvenarias expostas, sem

contato com o solo. É de média resistência à compressão e de boa durabilidade.

• Argamassa tipo O - Pode ser usada em alvenaria de unidades maciças, cuja

tensão de compressão não ultrapasse 0,70 MPa e não esteja exposta em meio agressivo. É de

baixa resistência à compressão e conveniente para o uso em paredes interiores em geral.

Figura 18: Tipos de argamassa mista e traços.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

2.7.2.3 Argamassa aditivada

Segundo Mohamad (1998), a simples substituição da cal por aditivo incorporador de

ar pode implicar em mudanças significativas nas propriedades mecânicas e físicas das

argamassas, obtendo-se as principais características em resultados experimentais:

• Diminuição da resistência à compressão das argamassas aditivadas em relação

às de cal;

• Exsudação, causando enfraquecimento da superfície e a consequente redução

do fator água/cimento;

• Menor permeabilidade de água, verificado através de ensaio de absorção

capilar e por consequência uma fraca ponte de aderência.

2.7.2.4 Argamassa de assentamento

Pozzobom (2003) alerta que, em detrimento do concreto e argamassas conterem os

mesmos componentes principais, ensina-se, equivocadamente, que a boa prática do concreto é

38

também a boa prática das argamassas. O mesmo autor afirma que nem sempre uma argamassa

mais resistente é a mais indicada. E mais: não há uma relação direta da resistência da

argamassa com a resistência da parede. “Para cada resistência de bloco existe uma resistência

ótima de argamassa. Um aumento dessa resistência não aumentará a resistência da parede”

(POZZOBON, 2003).

Na escolha da argamassa, deve-se observar que não existe um único tipo que seja

melhor para todas as finalidades. A regra básica para a seleção de uma argamassa para um

determinado projeto é: não se deve usar argamassa que tenha resistência à compressão

superior à exigida pelo projeto estrutural, e entre as que sejam compatíveis com as exigências

de desemprenho da obra, deve-se selecionar sempre a mais fraca. As argamassas de alta

resistência concentram os efeitos de recalque de apoios em poucas e grandes fissuras,

enquanto que nas mais fracas, eles são melhores distribuídos.

A argamassa deve ser aplicada em superfícies limpas, sem agregados soltos ou

excessos de água para que possa haver perfeita aderência e união entre argamassa e bloco. O

cordão de argamassa tem que ser do diâmetro tal que após o assentamento do bloco, ocasione

uma junta de espessura de 10 ± 3 milímetros (ASSOCIAÇÃO – NBR 8798, 1985).

Como já mencionado anteriormente, Duarte (1999) enfatiza que a espessura ideal das

juntas horizontais de argamassa deve ser em torno de 1,0 centímetro, admitindo-se aumentos

de 1,5 centímetros. Juntas mais espessas somente conduzem a aumento de custos e reduções

de resistência à compressão da alvenaria, já que aumenta a proporção de argamassa no

volume da parede. A variação desta para menos poderia acarretar, no caso de um problema de

execução, o contato de duas unidades, o que provocaria uma concentração pontual de tensões,

prejudicando a resistência e durabilidade da alvenaria.

Segundo Salhin (1971), citado por Camacho (1995), a cada acréscimo de 3 milímetros

na espessura da junta, a resistência da alvenaria diminui cerca de 15%. Já Mohamed (1998)

comparou resultados com espessuras de 7 e 10 milímetros, chegando a um acréscimo de 34%

de resistência nas de menor espessura. Mesmo com o aumento da resistência, o autor se

baseou nos problemas de transferência de tensões que espessuras menores que 10 milímetros

causam para reafirmar a importância da espessura recomendada.

39

2.7.2.5 Argamassa mista

O primeiro tipo de argamassa a ser utilizada foi a base de Cal, pelos romanos. Com a

descoberta do cimento Portland e a necessidade de obter elementos com maior resistência, a

partir do século XVIII foi substituída a cal pelo cimento.

Como já mencionado anteriormente, cada um desses tipos de argamassa possuem

lados positivos e negativos: a argamassa a base de cal apresenta baixa resistência; a argamassa

a base de cimento baixa trabalhabilidade. Assim, a utilização de argamassas mistas de cal e

cimento reúne as vantagens dos dois tipos anteriores, minimizando suas deficiências.

Para se obter uma alvenaria estável precisamos de uma argamassa resistente, de boa

aderência e durável. De acordo com Costa (1980), a estabilidade da alvenaria depende da

resistência e extensão de aderência, que, por sua vez, dependem da qualidade da argamassa e

da superfície do elemento que compõe a estrutura. Estas duas características caminhavam

inversamente no caso das argamassas.

Nas argamassas mistas, a cal age como um plastificante natural, sendo assim, não há

necessidade do uso de aditivos, que influenciam sensivelmente as demais características da

argamassa. Pode-se afirmar que argamassas ricas em cal possuem melhor comportamento

construtivo, pois tem melhores índices de plasticidade, retenção de água, viscosidade, finura e

também pelo restabelecimento autógeno que a cal hidratada possui (COSTA, 1980). No

entanto, a NBR 8798 (1985) recomenda que a quantidade de cal em volume não pode

ultrapassar 25% da quantidade de cimento.

Ronan (1991) afirma que os engenheiros construtores são se preocupam com a correta

proporcionalidade entre os materiais (areia, cal, cimento e água) utilizados na argamassa,

negligenciando este importante processo para a produção de uma argamassa de qualidade, que

tanto facilita o processo de assentamento da parede, quanto garante estabilidade e

durabilidade.

Em casos onde há predominância de ações laterais sobre as verticais, como arrimos e

reservatórios, deseja-se uma argamassa com mais cimento e menos cal. O mesmo vale para

alvenarias aparentes e enterradas pela questão da durabilidade. Para edifícios comuns, até 6

pavimentos, deseja-se uma boa ponderação de cal e cimento. Argamassas com muita cal só

são utilizadas em alvenarias de vedação.

40

2.7.2.6 Argamassa industrializada

Criadas para dar maior padronização, rapidez e atingir com mais eficiências as

exigências do projeto, as argamassas industrializadas surgiram em 1950. Inicialmente a

argamassa mais procurada foi a argamassa colante para revestimento cerâmico, mas nos

últimos anos, houve um grande desenvolvimento dos demais tipos de argamassa

industrializada, como por exemplo as argamassas usadas no assentamento de blocos

estruturais. Como a alvenaria estrutural tem como uma das principais características a

racionalização e rapidez da execução, esse tipo de argamassa se encaixa perfeitamente.

As argamassas industrializadas são comercializadas pré-misturadas, necessitando

somente a adição de água. Elas são formadas por agregados inertes de granulometria fina,

cimento Portland, aditivos e, em alguns casos, cal hidratada em pequenas proporções. A

quantidade de água que deve ser adicionada é recomendada pelo fabricante.

A argamassa industrializada proporciona à obra uma padronização da argamassa,

melhor eficiência do produto, maior controle do material e velocidade de execução. Essas

vantagens são obtidas devido a adição de aditivos à argamassa, entre os quais, mais

executados são plastificantes, incorporadores de ar e retentores de água.

Assim como vantagens, esses aditivos trazem desvantagens à argamassa. Como

exemplo, podemos citar os incorporadores de ar. Este produto introduz bolhas de ar dentro da

massa, tornando a argamassa mais plástica, diminuindo a quantidade de água necessária e,

consequentemente, diminuindo a relação água/cimento. Isso aumentaria a resistência da

argamassa, contudo estas bolhas aumentam o índice de vazios no material seco, diminuindo a

resistência do mesmo.

Outra desvantagem é que não há uma definição da fluidez em relação ao tempo de

batimento da massa. O efeito do aditivo está diretamente ligado ao tempo de amassamento do

material. Sendo assim, se a massa for batida por pouco tempo, adquire pouca plasticidade e

uma maior resistência final, pois há pouco ar incorporado. Se for batida por muito tempo a

resistência cai bruscamente pela maior inserção de ar. Como nas obras não é possível exercer

um controle rigoroso sobre o tempo de batimento, este fato passa a ser um problema, pois

causa uma grande variação em um mesmo material.

41

2.7.3 Graute

O graute é um concreto ou argamassa com agregados finos e alta plasticidade,

utilizado para preencher vazios dos blocos. É lançado nos furos verticais dos blocos, ou em

canaletas e peças similares, como blocos J e compensadores.

Segundo Ramalho e Côrrea (2003), o graute é definido como um agregado de

pequenas dimensões e relativamente fluido (slump entre 20 e 28 centímetros), eventualmente

necessário para o preenchimento dos vazios dos blocos. Tem como principal função aumentar

a capacidade portante da alvenaria a compressão ou permitir que as tensões de tração que a

alvenaria não conseguiria resistir sozinha, sejam combatidas.

As funções do graute são:

• Aumentar a resistência em pontos localizados (verga,contraverga, coxim).

• Aumentar a resistência à compressão de uma parede.

• Unir eventuais armaduras às paredes (casos onde há portas, janelas e shafts).

O graute é composto de cimento e areia (graute fino), ou de cimento, areia e brita

(graute grosso). Possui alta fluidez, e, por isso, alta relação água/cimento, podendo chegar a

até 0,9. A elevada quantidade de água leva à diminuição da resistência à compressão do

graute, usualmente medida em corpo de prova cilíndrico. Entretanto,deve-se observar que a

resistência do graute lançado dentro do bloco será maior, pois a alta absorção dos blocos,

especialmente para aqueles com alta absorção inicial (AAI) elevados, irá rapidamente retirar

boa parte dessa água, diminuindo a relação água/cimento. Para garantir a fluidez e

plasticidade do graute e também diminuir a retração, é aconselhável a utilização de cal até o

volume máximo de 10% do volume do cimento.

Recomenda-se que a resistência do graute não seja inferior a 15 MPa, sendo esse valor

mínimo obrigatório em pontos com armadura para garantir aderência. Nas obras de maior

vulto, deve-se proceder a dosagem experimental, sendo um indicativo para a resistência do

graute a mesma resistência do bloco considerando a sua área liquida. No caso de blocos

cerâmicos vazados com relação de área bruta e liquida igual a 2,3, a resistência do graute será

igual a 2,3 vezes o . Recomenda-se aproximar esse valor para as classes de resistência de

concreto, 15, 20, 25MPa e etc. É importante respeitar também um valor máximo para

resistência, sugerindo-se que a resistência do graute não seja superior a 150% à resistência do

bloco na área liquida, exceto para casos graute de 15 MPa.

42

GRAUTE FINO

- 1 saco de cimento - até 3,5 dm³ de cal

- até 88 dm³ de agregado miúdo (Dmáx = 4,8 mm). - até 37 lde água

Traço básico para obras de pequeno vulto: 1:3 a 4 (cimento: areia, volume

seco)

GRAUTE GROSSO

- 1 saco de cimento - até 3,5 dm³ de cal

- até 88 dm³ de agregado miúdo (Dmáx = 4,8 mm)

- até 66 dm³ de agregado graúdo (Dmáx = 19 mm) - até 35 l de água

Traço básico para obras de pequeno

vulto: 1:2 a 3:1 a 2 (cimento:areia:brita 0, volume seco).

Tabela 2: Dosagem básica para obras de pequeno vulto, ou seja, blocos de até 6 MPa.

Segundo Parsekian (2010), o aumento da resistência da parede é proporcional ao

aumento da área liquida proporcionada pelo grauteamento. Isso nem sempre ocorre.

Resultados de algumas pesquisas indicam que a eficiência do graute pode variar de 60 a

100%, sendo usualmente maior a eficiência do graute nos casos de blocos de menor

resistência combinados com grautes de maior resistência. Em outras palavras, é de se esperar

um fator de eficiência de 100% para o caso de graute de 15MPa, aplicado em uma alvenaria

de blocos de 3,0 MPa. Porém não se pode ter certeza da mesma eficiência em casos de blocos

de maior resistência, por exemplo, blocos de 10MPa, com graute de 20 MPa. É importante

observar que a especificação de resistência do graute muito superior a do bloco não leva

necessariamente ao aumento da eficiência.

O ideal é que a resistência da parede grauteada seja prevista a partir de resultados de

ensaio de prisma, como especifica a NBR 15812 – 1 (2010).

Figura 19: Exemplo de grauteamento de vergas e contravergas de portas e janelas.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

43

2.7.4 Armaduras

As barras de aço utilizadas nas construções em alvenaria são as mesmas utilizadas nas

estruturas de concreto armado, mas, neste caso, serão sempre envolvidas por graute, para

garantir o trabalho conjunto com o restante dos componentes da alvenaria. Uma exceção é

feita para as armaduras colocadas nas juntas das argamassas de assentamento. Nesse caso, é

importante ressaltar que o diâmetro deve ser de no mínimo 3,8 mm, não ultrapassando a

metade da espessura da junta.

A ferragem é colocada solta, verticalmente nos furos e horizontalmente nas canaletas

dos blocos. Os pontos estabelecidos, assim como, o detalhamento de cada ferro em cada

parede deve estar indicado nas elevações (paginação) das paredes fornecidas pelo projetista

estrutural.

O aço nesse tipo de estrutura acaba tendo sua capacidade pouco aproveitada na

resistência à compressão, pois a tensão usualmente fica limitada a valores bem baixos da

tensão de escoamento do material. Logo, não é muito interessante do ponto de vista da relação

custo-benefício usar deste recurso para aumentar a resistência à compressão.

Figura 20: Utilização de armaduras em pontos de graute na alvenaria estrutural.

Fonte: www.pauluzzi.com.br

2.8 Execução de lajes

No Brasil, em edifícios de alvenaria estrutural de média altura basta que as lajes sejam

ancoradas por atrito e aderência para um desempenho estrutural adequado. Assim, a execução

44

de lajes tem de garantir a solidarização por aderência destas com o conjunto de paredes. Isso

implica uma moldagem no local da totalidade da laje ou de parte dela. O projeto de produção

deve detalhar esta solidarização e a execução deverá respeitar totalmente os detalhes previstos

e também deve detalhar a união da laje de cobertura com as paredes e da técnica executiva

para evitar patologias. São admitidas juntas de movimentação no encontro paredes/lajes,

desde que as juntas tenham total estanqueidade e que o revestimento seja acabado mediante

frisos ou mata-juntas adequados.

As lajes devem ser escoradas e o escoramento mantido sem mudanças de posição por

um determinado período, de acordo com o tipo de laje e o carregamento transitório (peso dos

blocos estocados sobre a laje). As lajes devem ser curadas para evitar deformações excessivas,

seja por carregamento instantâneo, seja por efeito de fluência.

Um dos principais problemas que ocorrem nos edifícios em Alvenaria estrutural é a

fissuração das paredes do último pavimento, devido à movimentação térmica da laje. O

projeto arquitetônico tem importância fundamental na sua prevenção, pois a especificação de

materiais e de detalhes adequados pode minimizar sensivelmente o problema.

Deve-se lembrar de que o ganho de calor na cobertura se opera pelos mecanismos

básicos de condução, convecção e radiação. Assim, dependendo das especificações do

projetista, pode se obter diferentes resultados, como exemplificados abaixo:

• Se o projetista especificar a pintura branca no telhado de fibrocimento sobre a

laje de cobertura, a absorção de energia solar pelas telhas poderá ser reduzida em, no mínimo,

50%. A emissão de radiação será, então, bastante reduzida.

• Se o projetista especificar um isolamento térmico por meio de vermiculita,

isopor ou qualquer outro material, estará reduzindo o ganho ou perda de calor da laje por

condução;

• Se o projetista detalhar um sistema de ventilação da câmara de ar entre a laje e

o telhado, estará reduzindo em muito a temperatura da mesma, o que diminui o ganho de calor

da laje por condução e convecção.

Além de minimizar as movimentações térmicas, o engenheiro poderá ainda prever

detalhes que permitirão a livre movimentação entre a laje e as paredes, sem que esta seja

percebida pelos moradores.

Deve-se lembrar de que, nesse caso, rodaforros ou juntas elásticas devem ser

especificadas na ligação, para que não apareça fissura horizontal entre a parede e o teto.

45

Para se criar a junta de movimentação, várias são as alternativas adotadas

correntemente, tais como a utilização de chapas de PVC entre a fiada de respaldo e a laje de

forro, o que daria uma superfície deslizante, conforme mostra a figura 21, e cria uma junta

elástica.

Importante ressaltar que a solução mais adequada consiste na adoção conjunta de

medidas redutoras da movimentação da laje e da solidariedade dos apoios.

Figura 21: Exemplo de mecanismo de prevenção de fissuras no último pavimento.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

Figura 22: exemplo de amarração da última laje.

Fonte: www.pauluzzi.com.br

46

2.9 Modulação e paginação das paredes portantes

Em um projeto de alvenaria, seja estrutural ou de vedação, não se deve permitir a

quebra de blocos. Para tanto, é necessário que as dimensões arquitetônicas sigam o padrão

modular dos blocos, ou seja, tenham medidas múltiplas da dimensão padrão. Desta forma,

épossível o ajuste perfeito dos blocos na planta de arquitetura.

Escolhida a família de blocos, ainda é possível a utilização de blocos especiais de

ajuste de modulação, por exemplo, blocos de 4 cm, ou a mistura da família de blocos, para se

conseguir dimensões não padrão. Para melhor racionalidade do processo e execução, esse tipo

de solução deve ser evitado, sugerindo-se sua adoção apenas em pontos localizados, como em

vãos de portas.

É muito importante para o processo que os vãos de portas e janelas sejam

perfeitamente resolvidos durante o desenvolvimento do projeto. Normalmente, são escolhidos

vão de janelas de acordo com a família dos blocos adotada. Por exemplo, para a família de

15x30, a dimensão horizontal das janelas deve ser múltipla de 15 cm (60cm, 120cm, 150cm).

Para a família de 15x40, a dimensão horizontal das janelas deve ser múltipla de 20 cm (60cm,

120cm, 180cm). As dimensões verticais (incluindo a altura do peitoril) devem ser múltiplas

de 20 cm.

No caso de portas, isso nem sempre é possível e, nesse caso, pode-se utilizar blocos de

ajuste de 4 cm ou misturar as famílias.

DIMENSÃO MODULAR

DIMENSÃO NOMINAL

DIMENSÃO DOS VÃOS (PLANTA DE ARQUITETURA)

15X30 14X29 Todos múltiplos de 15 cm.

20X40 19X39 Todos múltiplos de 20 cm, normalmente utilizados em

galpões ou depósitos, reservatórios, arrimos

15X40 14X39 Em geral múltiplos de 20 cm, porem é necessário fazer a

modulação, pois podem ocorrer vãos diferentes Tabela 3: Modulações mais comuns.

Na modulação 15x30, o bloco inteiro tem 14x29 cm, sendo a dimensão modular igual

às dimensões do bloco mais argamassa de 1 cm, ou seja, 15x30 cm. Essa é a modulação mais

recomendada, pois o comprimento modular é igual ao dobro da largura modular, permitindo

uma amarração perfeita entre os blocos. Para modular os cômodos, basta criar uma malha

47

quadricular de 15x15 cm e dispor os blocos sobre essa malha, pois todas as dimensões

horizontais serão múltiplas de 15 cm. Nos encontros de parede, são dispostos blocos com

comprimento modular de 45 cm para permitir a amarração.

A modulação de 15x40 foi a primeira a ser utilizada no Brasil e tem o inconveniente

do comprimento não ser proporcional a largura do bloco. Para ser possível a amarração direta

entre paredes, é necessário a utilização de blocos especiais de 14x34 cm e de 14x44 cm. As

dimensões dos cômodos são, na maior parte, múltiplas de 20 cm, havendo alguns casos em

que as dimensões ficam diminuídas de 5 cm.

É comum a utilização de blocos com 14 centímetros na construção de prédios, exceto

em casos excepcionais de edifícios mais altos e quando há pilares de alvenaria, onde se

utilizam blocos de 19 centímetros.

Figura 23: Modulação (planta baixa e 3D) para família 29.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

Figura 24: Modulação (planta baixa e 3D) para a família 39. Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

48

Figura 26: Modulação das paredes delimitadas – 1° e 2° fiadas.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

A paginação é o detalhamento da parede, uma a uma, onde são representados os

blocos, as janelas (com verga, contra-vergas e fiadas de respaldo), as instalações e todos os

detalhes construtivos. Deverão também ser representados os eletrodutos, as caixas de

passagem, os interruptores e as tubulações hidráulicas. As paginações devem ser providas

pelo projetista arquitetônico para a elaboração do projeto hidráulico e elétrico.

Tanto a primeira fiada como as elevações das paredes devem ser desenhadas em

escalas não inferiores a 1:50. Para facilitar a leitura em obra, recomenda-se que estes

desenhos sejam feitos em escala 1:25.

Figura 25: Planta baixa de uma edificação qualquer. Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

49

Figura 27: Exemplo de paginação da parede.

Fonte: Gihad Mohamad – Análise de Alvenaria estrutural

As paginações ou elevações devem indicar a posição dos blocos especiais (instalações

elétricas e hidráulicas), locais de descida das prumadas de luz e água, amarração entre as

paredes, detalhamentos sobre a ferragem necessária. Igualmente devem ser mostradas as

posições dos quadros de distribuição das instalações elétricas e sua solução estrutural.

Também devem ser representadas as aberturas (portas e janelas), localizando as vergas,

contra-vergas e/ou blocos canaleta.

Figura 28: Exemplo de paginação de parede portante no projeto estrutural.

50

Figura 29: Exemplo de paginação de parede portante no projeto estrutural.

2.10 Propriedades mecânicas

2.10.1 Resistência à compressão da alvenaria

A resistência a compressão da alvenaria depende em grande escala do tipo de bloco,

em menor escala da mão de obra e em menor escala ainda da argamassa. A máxima carga de

compressão que a parede é capaz de resistir depende da seção transversal (espessura e

comprimento da parede), da esbeltez (relação altura/espessura) e de eventuais excentricidades

de carregamento.

O melhor ensaio para determinar a resistência à compressão da parede é aquele

realizado em escala real, com a parede inteira. Esse procedimento de ensaio é normatizado

pela NBR 8949/1985. Esse não é um ensaio de fácil realização e tem o seu custo. Em

contrapartida, a utilização do ensaio de compressão de blocos apenas como forma de prever a

resistência da parede não é seguro, pois existe uma série de fatores inerentes à interação

bloco-argamassa que interferem na resistência. Assim, o melhor corpo-de-prova para o

controle da resistência é o ensaio de prisma (componente bloco + argamassa).

O ensaio de prisma pode ser realizado com dois blocos e uma junta de argamassa (de

acordo com a NBR 15815-2/2010), ou com três blocos e duas juntas, mais utilizada nos

laboratórios de pesquisa. Sabe-se que, o confinamento da argamassa pelos blocos é

responsável pelo surgimento de tensões de tração na lateral da junta, que acabam por definir a

forma de ruptura do prisma e da parede.

51

A resistência à compressão do bloco é o fator que mais contribui para a resistência

global da alvenaria. Isso se justifica pelo fato de que com o aumento da resistência do bloco,

aumenta ainda mais a diferença entre a resistência do bloco e da argamassa.

Segundo Mohamed (1998) o código europeu Eurocode6, estabelece uma fórmula para

determinar a resistência característica à compressão da alvenaria (Equação 2), que demostra

claramente a influência da resistência do bloco e da argamassa, pois o expoente da resistência

à compressão do bloco é maior que o expoente da resistência da argamassa.

Equação 2: :

Onde:

• K é um coeficiente dependente de

K = 0,4

Para 15 N/mm

Para

• é a resistência média à compressão da unidade;

• é a resistência média à compressão da argamassa;

Segundo Hendry (1981), citado por Barbosa (2004), a alvenaria tem resistência

proporcional à raiz quadrada da resistência média do bloco pelo qual foi constituída.

Há outro conceito, representado pela equação 3, que representa a influência da

resistência à compressão dos blocos nos corpos-de-prova. Também chamado de eficiência, é

representado pela razão entre a resistência do corpo-de-prova e a resistência do bloco.

Equação 3:

52

Segundo Ramalho e Corrêa (2003), no Brasil, os valores adotados normalmente para a

eficiência de prismas variam de 0,5 a 0,9 para os blocos de concreto, e 0,7 a relação entre a

resistência dos prismas e da parede.

Ramalho e Corrêa (2003), consideram que a eficiência da alvenaria seja de 0,4 a 0,6

para blocos de concreto de 4,5 e 10 MPa, respectivamente. Ainda observam que estes valores

têm grande variância dependendo da sua forma e material.

Colville e WoldeTinsae (1991), citado por Mendes (1998, p.38) afirmam que a

resistência da alvenaria é proporcional a 66 e 90% da resistência de prismas de dois a três

blocos, respectivamente.

Segundo Parsekian (2010), sempre é bom ter em mente que quanto maior e mais perto

do elemento parede é o corpo-de-prova ensaiado menor será a resistência à compressão obtida

no ensaio, porém mais próximo do real será o resultado. Por exemplo, resultados de ensaios

de resistência à compressão de blocos superiores aos de prismas, que, por sua vez, são

maiores que os de pequenas paredes, maiores também que os de parede de parede inteira.

A correlação prisma/bloco resulta muito diferente para diferentes tipos de blocos. No

caso de blocos cerâmicos, nota-se através de estudos apresentados por Cavalheiro e Gomes

(2002), um valor médio de 0,50, porém com um coeficiente de variação igual a 0,4 (para

menos). Em outras palavras, a relação prisma/bloco vale entre um valor mínimo de 0,3 a um

valor médio de 0,5, com alguns resultados de até 0,6, dependendo muito da uniformidade do

bloco, material e forma. O fabricante do bloco deve fornecer ao seu cliente essa correlação.

2.10.2 Fatores que influenciam a resistência à compressão

A resistência a compressão é influenciada por diferentes fatores, tais como: tipo de

argamassa, tipo de bloco (material, forma, resistência), tipo de assentamento (em toda a face

do bloco ou apenas nas laterais), qualidade da mão de obra, nível de grauteamento.

De acordo com Hendry, citado por Barbosa (2004, p.25), são vários os fatores que

podem influenciar os resultados da resistência da alvenaria, como: geometria do elemento,

resistência do bloco, espessura, deformação e retenção de água da argamassa.

Entre muitos fatores, podemos citar como principais:

• Blocos: sua geometria, resistência, absorção e resistência à tração;

• Argamassa: resistência, retenção de água e espessura da junta;

53

• Módulo de elasticidade: a relação entre a rigidez dos materiais utilizados define

a resistência final da alvenaria e seu modo de ruptura;

• Influência da esbeltez do prisma.

2.10.3 Resistência à tração da alvenaria

À medida que a alvenaria é submetida ao carregamento axial, ela depende da rigidez

dos materiais para suportar tais esforços. Os blocos sofrem tensões de tração no plano

horizontal enquanto a argamassa sofre o confinamento.

Existem dois métodos de determinar a resistência à tração na alvenaria: direta ou

indireta. No Brasil o método mais utilizado e normatizado pela NBR 7222 (2011) é de forma

indireta, pela compressão diametral de um cilindro (MOHAMAD, 1998). Contudo, esse teste

só analisa a resistência à tração do concreto utilizado para fabricação dos blocos e não

diretamente a tração resistente do bloco.

2.11 Propriedades físicas

Como principais propriedades físicas dos blocos, temos: absorção de água, teor de

umidade, retração, densidade aparente e suas dimensões.

2.11.1 Absorção de água

A absorção de água é um fator fundamenta para a ligação bloco e argamassa. Essa

propriedade pode ser subdividida durante a vida útil como, absorção inicial e total.

O ensaio de índice de absorção de água basicamente consiste em determinar a massa

do bloco seco e a massa do bloco depois de imerso por 2 horas em água fervente, ou por 24

hora em água a temperatura ambiente. Obtém-se então a proporção de quanta água o bloco

absorveu em relação à sua massa seca (em %). No caso da água quente, mede-sea absorção

em um ambiente mais agressivo de maior temperatura e pressão, com aumento no tamanho

dos poros.

54

O ensaio mede indiretamente a porosidade do bloco e é um bom indicador de sua

qualidade. Em geral, blocos de menor absorção são mais resistentes e duráveis. Outro ponto

importante ligado à absorção é a possibilidade de patologias no revestimento, já queuma alta

absorção pode levar a fissuras ou mapeamento dos blocos no revestimento. Além disso, a

absorção promove um aumento do peso do bloco.

Quanto a absorção de água inicial, ou AAI, é uma medida de quanto o bloco absorve

de água por capilaridade logo após ser molhado.

Este é um dado importante para definição de argamassa. Uma boa aderência entre o

bloco e a argamassa é obtida com características compatíveis entre esses dois componentes.

Por exemplo, se o bloco tem alto AAI, irá retirar grande parte da água da argamassa logo após

o espalhamento desta, sobrando pouco para a hidratação do cimento e, portanto, reduzindo

sua resistência. Em contrapartida, se o bloco absorver muito pouco da água da argamassa,

haverá prejuízo na aderência, pois grande parte desta resistência é garantida pela pasta de

argamassa penetrando por capilaridade nos poros dos blocos (formam-se pequenos “pregos”).

Para blocos com AAI superior a 30 g/min/193,55 cm² devem ser umedecidos antes do

assentamento.

2.11.2 Dimensões

A dimensão do bloco é um importante fator para a modulação deste sistema

construtivo. O comprimento e a largura definem o módulo horizontal e a altura o módulo

vertical. Dentro dessa perspectiva, é muito importante perceber que o comprimento e a largura

têm que ser igual ou pelo menos múltiplos, de maneira que se tenha um único módulo de

planta. Desta forma a amarração da parede fica enormemente simplificada (RAMALHO;

CORREA, 2003).

Quanto a precisão dimensional dos blocos, ela esta diretamente ligada à da parede.

Caso haja variação de espessura dos blocos, a parede também terá variação na sua espessura.

Para compensar essa variação, a camada de revestimento da parede deverá então ser maior, o

que aumentará o custo da obra. Caso a espessura for reduzida, haverá uma perda de

resistência da parede.

As variações na altura e no comprimento do bloco comprometem principalmente as

juntas de argamassa, horizontais e verticais, respectivamente. Alterações nas juntas podem

prejudicarà paginação, modulação e, em casos extremos, a resistência ao cisalhamento. Outra

55

dimensão importante é da parede do bloco. Suas medidas devem ser controladas para garantir

a resistência do bloco.

Também deve ser verificados os desvios em relação ao esquadro e à planeza das faces

dos blocos. Variações neles criam excentricidades, diminuindo a resistência dos blocos.

Os ensaios de controle das dimensões do bloco consistem em basicamente medir cada

uma das dimensões e anotar valores mínimos e médios e a máxima diferença em relação ao

mínimo e a média.

2.11.3 Retração

Segundo Drysdale (1994), citado por Steil (2003), a retração pode ser causada por dois

motivos: por secagem e por carbonatação. Tem como efeitodiminuição da geometria do

bloco.

A retração por secagem ocorre após o fim da pega do cimento com a diminuição das

dimensões do elemento pela evaporação da água do poro da mistura cimentícia. O elemento

bloco absorve e perde água para o meio e neste mecanismo ocorre a retração reversível e a

permanente.

A retração reversível é quando o elemento bloco perde água e se retrai, mas se

submetido a meio úmido outra vez, volta a sua dimensão original pela absorção da água

perdida. Já a retração permanente (ou irreversível) é aquela que ocorre inicialmente e não

pode ser mudada.

A retração por carbonatação acontece através da reação química que ocorre entre dois

elementos, a porção hidratada do cimento e o dióxido de carbono do ar. Esta reação faz com

que o bloco ou a peça de concreto diminua suas dimensões.

Por fim, a retração, seja ela qual for, causa o aparecimento de fissuras que podem

conduzir a obra a um estado limite de serviço.

Segundo Parsekian (2010), as variações dimensionais de expansão ou retração térmica

e de expansão por variação de umidade podem ocasionar patologias (fissuras) por conta do

aparecimento de tensões em função da alteração dimensional. É muito importante, portanto, o

uso de blocos de qualidade com menos potencial de expansão e também a previsão de juntas

na construção para permitir a livre variação dimensional sem o aparecimento de tensões

(deformação livre).

56

Para alvenaria de blocos cerâmicos é adotado um valor de 6,0 mm/m/°C como

coeficiente de dilatação térmica linear.

2.11.4 Teor de umidade

O teor de umidade indica qual o grau de dilatação e ou retração que o bloco sofrerá

quando em contato com o meio úmido e essa variação volumétrica deve ser evitada. Por essa

razão é recomendado que os blocos de concreto não sejam molhados antes do assentamento,

pois ocorre a expansão da área de assentamento pela absorção de água. Após a secagem desta

área ocorre a retração (pela evaporação da água absorvida) e este processo causa deficiência

na aderência bloco / argamassa, prejudicando a alvenaria.

Segundo Parsekian (2010), logo após a queima o bloco absorve umidade do meio

ambiente que, ao longo de vários anos, causa uma expansão irreversível nas dimensões dos

blocos (e alvenaria). A maior parte desta expansão, no entanto, ocorre nas primeiras idades

dos blocos. Cerca de 25% da expansão ocorre nos seis primeiros meses, 25% nos 4,5 anos

seguintes e os 50% restantes em centenas de anos. O valor dessa expansão depende do

material utilizado e do tipo de queima utilizado na produção dos blocos.

2.11.5 Densidade aparente

Cunha (2001) com o intuito de medir a influência da espessura das paredes do bloco

em sua resistência final, concluiu que a mesma não interferia na resistência final da unidade,

podendo haver blocos com paredes finas e mais resistentes devido a menor porosidade. Desta

forma ele partiu para correlação da resistência com a densidade aparente do bloco (razão entre

a massa do bloco e o volume das paredes do mesmo), sabendo que a massa apresenta uma boa

proporção com a qualidade do material em um determinado volume. Através de suas

pesquisas e resultados, o autor concluiu que há uma relação direta entre a densidade aparente

e a resistência à compressão do bloco: quando uma aumenta a outra aumenta

proporcionalmente.

57

3 METODOLOGIA

A seguir, serão apresentadas considerações e cálculos do projeto estrutural de uma

edificação de 3 pavimentos em alvenaria estrutural e pilotis em concreto armado.

Adotaremos o modelo mais simples de como os esforços verticais são distribuídos

entre as paredes. Esse considera que não existe qualquer distribuição de esforço entre paredes

que se cruzam, o carregamento aplicado na parede “N” chegará à estrutura de apoio pela

parede “N” apenas.

3.1 Considerações de projeto

Características da edificação:

58

• 3 andares de pavimento tipo em alvenaria estrutural;

• Pilotis em concreto armado;

• Altura por pavimento: 2,70 metros, que para efeitos de cálculo deve ser

alterada para 2,71 metros, para seguir a modulação vertical utilizando blocos J e

compensadores na última fiada;

• Altura total: 15,75 metros;

• Utilização de pré-lajes com vigotas de concreto de 8centímetros e espessura da

camada de concreto de 5 centímetros;

• Paredes com blocos cerâmicos de 14 centímetros;

• Empreendimento na cidade de Erechim – RS;

• Na fase inicial do projeto, foi definido que a modulação seria feita com a

família de bloco 14x29 e todas as paredes seriam estruturais.

Ao final desta monografia, está o ANEXO 01 que detalha a planta baixa, cortes e

fachada da edificação.

3.1.1 Carregamentos

Peso da parede:

Primeiramente consideramos o peso da parede com 2,5 centímetros de revestimento

externo e 1,0 centímetro de revestimento interno.

Peso da parede = 110 Kg/m²

Revestimento de 2,5 centímetros = 50 Kg/m²

Revestimento de 1,0 centímetro = 20 kg/m²

Considerando grautes construtivos a cada dois furos com um peso de 60 kg/m²,

chegamos à um peso total da parede por m².

Total = 240 kg/m²

59

Foi optado para o projeto lajes pré-moldadas com a utilização de vigotas e tavelas

cerâmicas.

Peso próprio da pré-laje = 67 kg/m²

Acima da pré-laje uma camada de concreto de 5 centímetros e um contra-piso de

revestimento 4 centímetos.

Peso específico do concreto = 2100 kg/m³ Peso específco do contra-piso = 1800 kg/m³

Considerada uma carga acidental ( ) para o projeto de 150 kg/m². Valor retirado na

NBR 6120.

Para o edifício, considerando a capacidade de habitantes, foi considerado para projeto

uma caixa d’agua de 5000 litros na laje do Ático.

Reservatório Superior = 5000 l 5000 kgf Área da laje = 10,8 m²

Espessura da laje maciça = 15 cm Carga acidental = 150 kg/m²

3.1.2 Numeração das paredes

Em anexo, é apresentada a planta baixa do pavimento tipo com a numeração das

paredes para apresentação das tabelas usadas no cálculo estrutural.

A numeração é feita primeiramente com as paredes no eixo horizontal, seguindo uma

ordem crescente, da esquerda para a direita e de cima para baixo. Depois são numeradas as

paredes verticais, seguindo a mesma ordem crescente, da esquerda para a direita e a agora de

baixo para cima.

No final desta monografia, está o ANEXO 02 apresentando as paredes portantes da

edificação, a modulação e suas numerações.

3.2 Cálculo da carga vertical nas paredes

60

3.2.1 Peso próprio das paredes

Para calcularmos o valor do peso próprio de cada parede, consideramos um pé direito

de 2,71 metros como altura da alvenaria, o comprimento da parede em análise em metros e o

total do peso da parede antes mostrado como 240 kg/m².

Peso próprio da parede (kg) =

3.2.2 Área de influência da laje

Através da planta baixa e a ferramenta do autocad, conseguimos medir o verdadeiro

valor da área de influência de cada laje.

Como definido, as lajes serão pré-moldadas, com a utilização de vigotas de concreto e

tavelas cerâmicas. As vigotas se apoiaram na alvenaria, em direção da menor dimensão da

laje. As cargas da laje serão distribuídas pelas vigotas até a alvenaria portante onde elas se

apoiam.

Por esse motivo, para efeito de cálculo, só é considerado o carregamento da laje nas

paredes onde as vigotas estão apoiadas.

Figura 30: Representação da distribuição da carga da laje nas paredes indicadas e suas áreas de influência.

3.2.3 Carregamento permanente da reação da laje

61

Para chegarmos ao valor do carregamento permanente ( que da reação da laje é

descarregado em cada parede isolada através das vigotas, temos que considerar a contribuição

de todos os elementos e componentes constituintes da laje.

Consideramos os 4 centímetros de espessura de argamassa para o contra-piso, 5

centímetros da camada de concreto e a contribuição ao peso de vigotas e tavelas da pré-laje.

Para esses cálculos, adotamos valores de:

Peso específico do concreto = 2100 kg/m³ Peso específico da argamassa = 1800 Kg/m³

Peso próprio da pré-laje = 67 kg/m²

Utilizando os valores de área de influência ( ) em metros quadrados (m²), obtidos

através da planta baixa, obtemos o carregamento permente da laje em kilograma força por

metro (Kgf) sobre a parede portante no pavimento.

kgf/m³ x 0,05m x + 1800kgf/m³ x 0,04m x + 67kgf/m² x

3.2.4 Carregamento acidental da reação da laje

Como demonstrado anteriormente, foi adotada para este projeto uma carga acidental (

) de 150 kgf/m². Logo, com o valor da área de influência ( ) em metros quadrados

(m²) é obtido o valor do carregamento acidental em kilograma força (kgf) sobre a parede

portante.

150 kgf/m² x

3.2.5 Paredes sob a influência da escada

Através da planta anexada anteriormente, podemos observar que somente uma parede

sofrerá o carregamento proveniente da escada. Parede portante esta denominada PY1, além

das ações já demonstradas, suportará o carregamento do peso próprio da escada e da sua

utilização por parte dos habitantes do edifício.

62

Dados sobre a escada:

Laje maciça

Espessura do concreto = 8 centímetros

Sobrecarga ( ) = 250 Kgf/m²

Carga permanente ( = 0,08 m x 2100 kg/m³ = 168 Kgf/m²

Através da planta baixa, conseguimos obter o valor da área de influência ( ) da

escada em metros quadrados (m²), e obter o valor da carga permanete e sobrecarga atuantes na

parede.

G = 168 kgf/m² x Q = 250 kgf/m² x

3.2.6 Total do pavimento

Carregamento Permanente:

Somando-se o peso próprio da parede, a carga da escada e a carga permanente de

reação da laje (G), é obtido o carregamento permanente em cada parede isolada.

Carregamento Acidental:

Para as paredes isoladas, é o mesmo valor encontrado anteriormente (G) com exceção

da parede que sofre o carregamento da escada.

3.2.7 Peso próprio das paredes superiores

Foramconsideradas como paredes superiores a alvenaria destinadas à platibanda. Com

a mesma espessura das inferiores e com 1,20 metros de altura, elas exercem carga sobre as

paredes inferiores e foram consideradas para os cálculos.

63

Figura 31: Exemplo da paginação da platibanda.

3.2.8 Ático

Como o edifício não dispõe de elevador, o ático será destinado apenas ao reservatório

superior. Logo, a laje superior terá que ser dimensionada para o reservatório escolhido de

5000 litros. Esse carregamento terá influência nas paredes inferiores, logo será levado em

conta no dimensionamento.

Laje superior:

Reservatório de 5000 l 5000 kgf

Laje maciça de 15 centímetros.

Área da laje = 10,8 m²

Carga acidental = 150 kg/m²

Figura 32: Detalhe da laje superior com a numeração das paredes e suas respectivas áreas de influência.

Carregamento permanente (G):

64

Obtemos para cada parede isolada o carregamento permanente através da sua área de

influência e o peso do reservatório já citado como 500 kgf/m².

Carregamento acidental (Q):

Adotando como carga acidental 150 kg/m² e através das áreas de influência de cada

parede, obtemos o carregamento variável para cada parede isolada.

3.2.9 Carregamento total nas vigas de transição

Conforme citado nas considerações de projeto, esse edifício é constituído de três

andares em alvenaria estrutural e um pilotis em concreto armado. Logo abaixo de todas as

paredes haverá uma viga de transição que junto com os pilares formam o pilotis da estrutura.

Ele sustentará toda a carga permanente e variável proveniente do peso próprio da edificação e

da sua utilização transferindo-a até as fundações.

Carregamento total:

É obtido através da multiplicação do carregamento de cada parede por o número de

andares em alvenaria estrutural que o edifício é constituído. A isso, foi somado o

carregamento proveniente do ático e o carregamento das paredes superiores.

Abaixo estão anexadas as planilhas usadas para o cálculo e dimensionamento do

pilotis em concreto armado. Estão detalhadas todas as paredes portantes do edifício e cada um

dos seus carregamentos.

Os valores de carregamento permanente e acidental totais encontrados, foram lançados

no programa computacional Eberick para o cálculo e dimensionamento da estrutura

emconcreto armado do pilotis, assim como o dimensionamento das vigas baldrames.

65

66

PAREDE L(m)

PESO PRÓPRIO

DAS PAREDES

(kg)

ÁREA DE

INFLUENCIA

DA LAJE (m²)

LAJE G (kg)LAJE Q

(kg)

AREA DA

ESCADA

(m²)

ESCADA G

(kg)

ESCADA Q

(kg)

TOTAL DO

PAVIMENTO

G (kg)

TOTAL DO

PAVIMENTO

Q (kg)

ÁTICO G

(kg)

ÁTICO Q

(kg)

PESO PRÓPRIO

DAS PAREDES

SUPERIORES (Kg)

TOTAL G NAS

VIGAS DE

TRANSIÇÃO

(Kg/m)

TOTAL Q NAS

VIGAS DE

TRANSIÇÃO

(Kg/m)

PX1 1,94 1261,776 2,92 712,48 438 1974,256 438 558,72 3340,973196 677,3195876

PX2 3,74 2432,496 5,62 1371,28 843 3803,776 843 1077,12 3339,157219 676,2032086

PX3 1,8 1170,72 2,7 658,8 405 1829,52 405 518,4 3337,2 675

PX4 3,89 2530,056 9,89 2413,16 1483,5 4943,216 1483,5 3812,248843 1144,087404

PX5 3,6 2341,44 9,03 2203,32 1354,5 4544,76 1354,5 2524,866667 752,5

PX6 2,85 1853,64 5,98 1459,12 897 3312,76 897 3487,115789 944,2105263

PX7 2,55 1658,52 5,35 1305,4 802,5 2963,92 802,5 3486,964706 944,1176471

PX8 2,85 1853,64 4,78 1166,32 717 3019,96 717 3178,905263 754,7368421

PX9 2,55 1658,52 4,42 1078,48 663 2737 663 3220 780

PX10 2,92 1899,168 8,7 2122,8 1305 4021,968 1305 4132,158904 1340,753425

PX11 2,62 1704,048 8,1 1976,4 1215 3680,448 1215 4214,253435 1391,221374

PX12 3,5 2276,4 9,46 2308,24 1419 4584,64 1419 48,9 9 3822 5035,662857 1218,857143

PX13 1,11 721,944 3,07 749,08 460,5 1471,024 460,5 790,55 145,5 1212,12 5779,947748 1375,675676

PX14 3,04 1977,216 8,44 2059,36 1266 4036,576 1266 2404,25 442,5 3319,68 5866,334868 1394,901316

PX15 3,65 2373,96 7,05 1720,2 1057,5 4094,16 1057,5 97,8 18 3985,8 4483,857534 874,109589

PX16 1,11 721,944 2,16 527,04 324 1248,984 324 880,2 162 1212,12 5260,605405 1021,621622

PX17 2,89 1879,656 5,69 1388,36 853,5 3268,016 853,5 2224,95 409,5 3155,88 5254,283045 1027,681661

PX18 2,25 1463,4 8,53 2081,32 1279,5 3544,72 1279,5 4726,293333 1706

PX19 1,95 1268,28 7,55 1842,2 1132,5 3110,48 1132,5 4785,353846 1742,307692

PX20 1,86 1209,744 9,7 2366,8 1455 3576,544 1455 5768,619355 2346,774194

PX21 1,42 923,568 9,06 2210,64 1359 3134,208 1359 6621,566197 2871,126761

PX22 2,99 1944,696 5,96 1454,24 894 3398,936 894 3410,303679 896,9899666

PX23 2,4 1560,96 5,68 1385,92 852 2946,88 852 3683,6 1065

PX24 2,99 1944,696 2,02 492,88 303 2437,576 303 2445,728428 304,0133779

PX25 2,4 1560,96 1,8 439,2 270 2000,16 270 2500,2 337,5

PX26 4,04 2627,616 6,06 1478,64 909 4106,256 909 3049,2 675

PX27 3,45 2243,88 0 0 0 2243,88 0 1951,2 0

PX28 2,02 1313,808 3,03 739,32 454,5 2053,128 454,5 581,76 3337,2 675

PX29 2,02 1313,808 3,03 739,32 454,5 2053,128 454,5 581,76 3337,2 675

PX30 1,72 1118,688 0 0 0 1118,688 0 495,36 2239,2 0

PX31 1,72 1118,688 0 0 0 1118,688 0 495,36 2239,2 0

DADOS PAVIMENTO TIPO ÁTICO

Tabela 4: Planilha utilizada para calcular o carregamento nas paredes PX, totalizando o seu carregamento até as vigas de transição, no pilotis.

67

PAREDE L(m)

PESO PRÓPRIO

DAS PAREDES

(kg)

ÁREA DE

INFLUENCIA

DA LAJE (m²)

LAJE G (kg)LAJE Q

(kg)

AREA DA

ESCADA

(m²)

ESCADA G

(kg)

ESCADA Q

(kg)

TOTAL DO

PAVIMENTO

G (kg)

TOTAL DO

PAVIMENTO

Q (kg)

ÁTICO G

(kg)

ÁTICO Q

(kg)

PESO PRÓPRIO

DAS PAREDES

SUPERIORES (Kg)

TOTAL G NAS

VIGAS DE

TRANSIÇÃO

(Kg/m)

TOTAL Q NAS

VIGAS DE

TRANSIÇÃO

(Kg/m)

PY1 2,55 1658,52 0 0 0 3,33 559,44 832,5 2217,96 832,5 2784,6 3701,364706 979,4117647

PY2 4,5 2926,8 2,24 546,56 336 3473,36 336 1296 2603,573333 224

PY3 2,02 1313,808 2,24 546,56 336 1860,368 336 581,76 3050,922772 499,009901

PY4 1,8 1170,72 0 0 0 1170,72 0 518,4 2239,2 0

PY5 2,4 1560,96 0 0 0 1560,96 0 691,2 2239,2 0

PY6 1,42 923,568 0 0 0 923,568 0 408,96 2239,2 0

PY7 1,5 975,6 0 0 0 975,6 0 432 2239,2 0

PY8 1,5 975,6 0 0 0 975,6 0 432 2239,2 0

PY9 1,5 975,6 0,43 104,92 64,5 1080,52 64,5 432 2449,04 129

PY10 1,95 1268,28 0 0 0 1268,28 0 561,6 2239,2 0

PY11 4,42 2874,768 0 0 0 2874,768 0 1272,96 2239,2 0

PY12 0,97 630,888 0,69 168,36 103,5 799,248 103,5 2471,901031 320,1030928

PY13 1,27 826,008 0,9 219,6 135 1045,608 135 2469,940157 318,8976378

PY14 1,35 878,04 0 0 0 878,04 0 1951,2 0

PY15 0,84 546,336 0,44 107,36 66 653,696 66 2334,628571 235,7142857

PY16 3,35 2178,84 1,74 424,56 261 2603,4 261 2331,402985 233,7313433

PY17 3,5 2276,4 6,32 1542,08 948 3818,48 948 3272,982857 812,5714286

PY18 0,84 546,336 0,44 107,36 66 653,696 66 2334,628571 235,7142857

PY19 15,45 10048,68 11,6 2830,4 1740 12879,08 1740 2500,792233 337,8640777

PY20 12,45 8097,48 4,39 1071,16 658,5 9168,64 658,5 2209,310843 158,6746988

PY21 0,84 546,336 0,44 107,36 66 653,696 66 2334,628571 235,7142857

PY22 3,35 2178,84 1,76 429,44 264 2608,28 264 1557,18209 157,6119403

PY23 4,05 2634,12 6,27 1529,88 940,5 4164 940,5 3084,444444 696,6666667

PY24 0,89 578,856 0,39 95,16 58,5 674,016 58,5 2271,964045 197,1910112

PY25 1,35 878,04 0 0 0 878,04 0 1951,2 0

PY26 0,97 630,888 0,61 148,84 91,5 779,728 91,5 2411,529897 282,9896907

PY27 1,27 826,008 0,81 197,64 121,5 1023,648 121,5 2418,066142 287,007874

PY28 5,26 3421,104 8,8 2147,2 1320 5568,304 1320 1514,88 3463,838783 752,851711

PY29 2,41 1567,464 2,07 505,08 310,5 2072,544 310,5 694,08 2867,93029 386,5145228

PY30 1,94 1261,776 0 0 0 1261,776 0 558,72 2239,2 0

PY31 2,7 1756,08 0 0 0 1756,08 0 777,6 2239,2 0

PY32 1,42 923,568 0 0 0 923,568 0 408,96 2239,2 0

PY33 1,27 826,008 0 0 0 826,008 0 660,15 121,5 1386,84 3563,00315 95,66929134

PY34 2,77 1801,608 0 0 0 1801,608 0 505,3 93 1386,84 2634,283032 33,57400722

PY35 1,5 975,6 0 0 0 975,6 0 432 2239,2 0

PY36 1,5 975,6 0,38 92,72 57 1068,32 57 432 2424,64 114

PY37 1,95 1268,28 0 0 0 1268,28 0 561,6 2239,2 0

PY38 4,42 2874,768 0 0 0 2874,768 0 1272,96 2239,2 0

DADOS PAVIMENTO TIPO ÁTICO

Tabela 5: Planilha utilizada para calcular o carregamento nas paredes PY, totalizando seu carregamento até as vigas de transição, no pilotis.

68

3.3 Resultado prisma bloco

Nessa seção será demonstrado como obtemos os valores para as resistência de prismas

e blocos. A partir dessa análise se define qual resistência dos blocos para cada andar da

alvenaria estrutural, visto que, o carregamento vai diminuindo com a altura do edifício.

Utilizando os valores encontrados anteriormente, obtemos os valores de necessário

para cada parede isolada. Adotando um fator prima/bloco de 0,5 encontramos os valores para

as resistências dos blocos.

Considerando L como sendo o comprimento da parede analisada, em metros.

Equação 4:

O valor de é a soma dos valores das reações permanente e acidentais das lajes

sobre as paredes, já calculados e demonstrados. Para em kN, divide-se por 1000 para

resultado em MPa.

O resultado encontrado é dividido pelo fator prisma/bloco igual à 0,5 e é encontrado o

valor de resistência para o bloco em MPa.

69

PAR

Prisma Bloco Mpa Prisma Bloco Mpa Prisma Bloco Mpa

PX1 0,400509102 0,801018204 0,801018204 1,60203641 1,20152731 2,403054611

PX2 0,400194265 0,800388529 0,800388529 1,60077706 1,20058279 2,401165588

PX3 0,39985494 0,79970988 0,79970988 1,59941976 1,19956482 2,39912964

PX4 0,532145302 1,064290603 1,064290603 2,12858121 1,59643591 3,19287181

PX5 0,527819902 1,055639803 1,055639803 2,11127961 1,58345971 3,16691941

PX6 0,475776735 0,951553471 0,951553471 1,90310694 1,42733021 2,854660413

PX7 0,475750542 0,951501084 0,951501084 1,90300217 1,42725163 2,854503252

PX8 0,422342041 0,844684081 0,844684081 1,68936816 1,26702612 2,534052244

PX9 0,429466667 0,858933333 0,858933333 1,71786667 1,2884 2,5768

PX10 0,587608354 1,175216707 1,175216707 2,35043341 1,76282506 3,525650122

PX11 0,601841145 1,203682291 1,203682291 2,40736458 1,80552344 3,611046872

PX12 0,552506413 1,105012825 1,105012825 2,21002565 1,65751924 3,315038475

PX13 0,560489982 1,120979965 1,120979965 2,24195993 1,68146995 3,362939894

PX14 0,561828858 1,123657717 1,123657717 2,24731543 1,68548658 3,370973151

PX15 0,454616352 0,909232705 0,909232705 1,81846541 1,36384906 2,727698114

PX16 0,456448781 0,912897561 0,912897561 1,82579512 1,36934634 2,738692683

PX17 0,459356506 0,918713013 0,918713013 1,83742603 1,37806952 2,756139039

PX18 0,690613894 1,381227788 1,381227788 2,76245558 2,07184168 4,143683365

PX19 0,700853261 1,401706521 1,401706521 2,80341304 2,10255978 4,205119563

PX20 0,871322754 1,742645508 1,742645508 3,48529102 2,61396826 5,227936524

PX21 1,019198801 2,038397601 2,038397601 4,0767952 3,0575964 6,115192803

PX22 0,462459761 0,924919522 0,924919522 1,84983904 1,38737928 2,774758566

PX23 0,509841353 1,019682707 1,019682707 2,03936541 1,52952406 3,05904812

PX24 0,295230612 0,590461224 0,590461224 1,18092245 0,88569184 1,771383671

PX25 0,30467439 0,60934878 0,60934878 1,21869756 0,91402317 1,82804634

PX26 0,39985494 0,79970988 0,79970988 1,59941976 1,19956482 2,39912964

PX27 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PX28 0,39985494 0,79970988 0,79970988 1,59941976 1,19956482 2,39912964

PX29 0,39985494 0,79970988 0,79970988 1,59941976 1,19956482 2,39912964

PX30 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PX31 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

3 2 1

Tabela 6: Paredes portantes com suas resistências mínimas para prismas e blocos em cada pavimento.

70

PAR

Prisma Bloco Mpa Prisma Bloco Mpa Prisma Bloco Mpa

PY1 0,385314967 0,770629934 0,770629934 1,54125987 1,1559449 2,311889802

PY2 0,272665524 0,545331047 0,545331047 1,09066209 0,81799657 1,635993141

PY3 0,350222838 0,700445676 0,700445676 1,40089135 1,05066851 2,101337028

PY4 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY5 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY6 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY7 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY8 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY9 0,245873961 0,491747923 0,491747923 0,98349585 0,73762188 1,475243768

PY10 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY11 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY12 0,299768176 0,599536352 0,599536352 1,1990727 0,89930453 1,798609056

PY13 0,299428218 0,598856436 0,598856436 1,19771287 0,89828465 1,796569308

PY14 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY15 0,275969145 0,55193829 0,55193829 1,10387658 0,82790743 1,655814869

PY16 0,275409922 0,550819845 0,550819845 1,10163969 0,82622977 1,652459534

PY17 0,438652345 0,87730469 0,87730469 1,75460938 1,31595704 2,631914071

PY18 0,275969145 0,55193829 0,55193829 1,10387658 0,82790743 1,655814869

PY19 0,304777066 0,609554132 0,609554132 1,21910826 0,9143312 1,828662395

PY20 0,254242714 0,508485429 0,508485429 1,01697086 0,76272814 1,525456286

PY21 0,275969145 0,55193829 0,55193829 1,10387658 0,82790743 1,655814869

PY22 0,276167579 0,552335157 0,552335157 1,10467031 0,82850274 1,657005471

PY23 0,405965296 0,811930593 0,811930593 1,62386119 1,21789589 2,435791778

PY24 0,265104948 0,530209896 0,530209896 1,06041979 0,79531484 1,590629687

PY25 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY26 0,289301586 0,578603173 0,578603173 1,15720635 0,86790476 1,735809518

PY27 0,29043478 0,58086956 0,58086956 1,16173912 0,87130434 1,742608681

PY28 0,421810403 0,843620805 0,843620805 1,68724161 1,26543121 2,530862416

PY29 0,318497291 0,636994583 0,636994583 1,27398917 0,95549187 1,910983749

PY30 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY31 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY32 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY33 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY34 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY35 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY36 0,241643715 0,483287429 0,483287429 0,96657486 0,72493114 1,449862288

PY37 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

PY38 0,20949384 0,41898768 0,41898768 0,83797536 0,62848152 1,25696304

3 2 1

Tabela 7: Paredes portantes com suas resistências mínimas para prismas e blocos em cada pavimento.

Analisando as tabelas 6 e 7, adotamos para a edificação uma resistência mínima para

os blocos de 6 MPa.

71

3.4 Considerações preliminares

3.4.1 Estabilidade local dos elementos (parede ou pilar)

Segundo a NBR 15812-1 para o cálculo da flambagem devemos considera a esbeltez

( ) definida como a relação entre a altura efetiva do elemento (h) e a sua espessura efetiva

(t), sendo que este valor, para as paredes não armadas, não pode ultrapassar 20, ou seja:

Equação 5:

Se λ for maior que 20 teremos 3 opções que podem ser adotadas:

• Colocar enrijecedores;

• Armar as paredes e pilares;

• Trocar o bloco para uma espessura maior;

• Diminuir o pé direito.

Como não há necessidade de enrijecedores, teremos a espessura efetiva igual a

espessura real, logo:

λ

λ

3.4.2 Estabilidade global da estrutura

Segundo a NBR 15812-1, os edifícios de alvenaria devem ser traventados de tal forma

que não ocorram grandes deslocamentos relativos entre o topo e a base. Essa condição

72

admite-se atendida quando se dispõem paredes resistentes em dois sentidos, de modo a

proporcionar estabilidade lateral dos componentes e ao conjunto estrutural ou a laje é

calculada como solidária com as paredes resistentes e funcionando como diafragma rígido, de

forma a transferir a estas os esforços horizontais. Caso não atendido, é necessário considerar

excentricidades adicionais provenientes da aplicação da teoria de segunda ordem.

Sendo assim, um sistema é considerado estável quando:

Equação 6:

Onde:

H = altura total do prédio;

N = Peso total estimado do prédio;

= Módulo de elasticidade longitudinal da alvenaria;

I = Somatório de momentos de inércia dos elementos resistentes na direção

considerada.

O prédio é considerado convenientemente contraventado quando:

0,6 para número de pavimenos 4.

0,2 para .

3.4.3 Seção de parede considerada na resistência ao movimento devido ao vento

De acordo com o item 5.1.7.2 da NBR 10837 (1989), o comprimento da flange será o

menor entre:

Para seção :

• 1/6 da altura total da parede acima do nível analisado.

• 12 vezes a espessura da parede + espessura da alma.

Para seção C:

• 1/16 da altura total da parede acima do nível analisado

• 6 vezes a espessura da parede + espessura da alma.

Logo, temos:

73

Para seção :

Comprimento adotado = 1,82m.

Para seção C:

Comprimento adotado = 0,98

Então, para o prédio em estudo teremos:

N = 673111,976 Kgf 6731,11 KN

Para o cálculo da inércia total, contabilizamos quantas paredes em seções e em

seções temos, assim como os seus comprimentos em metros.

Analisando a planta baixa, chegamos aos valores de:

• 9 paredes com seções de 3,74m;

• 9 paredes com seções de 3,45m;

• 1 parede com seção de 7,64m;

• 1 parede com seção de 4,19m;

• 1 parede com seção de 3,60m.

Inércia Total

74

Inércia Total

Inércia Total

, sendo fp a resistência média do prisma de 2

blocos superpostos, estimada 6MPa.

α

α

Logo, a estrutura pode ser considerada suficientemente rígida, dispensando a

consideração dos efeitos de segunda ordem no cálculo dos esforços solicitantes.

3.5 Cargas de vento

A ação do vento deve ser considerada em praticamente todas as estruturas. O vento

ocorre por diferença de pressões na atmosfera, causando movimento do ar. Quando há uma

barreira a essa movimentação (por exemplo, prédio), ocorre a força ou ação do vento. A ação

do vento pode ser horizontal (por exemplo, fachadas verticais), vertical ou inclinada (por

exemplo, em coberturas). Podem ainda ocorrer como pressão (interna ou externa a uma

edificação) ou sucção (também interna ou externa). A ação de vento, portanto, pode ocorrer

nas mais variadas direções e sentidos. É uma ação de caráter bastante aleatório tanto em

relação à sua intensidade, duração e sentido.

Para projeto de estruturas, a ação do vento é determinada de acordo com as prescrições

da NBR 6123/1988 – Forças devidas ao vento em edificações.

A força de vento a ser utilizada no projeto depende de vários fatores, como:

• Local (cidade);

75

• Dimensões da edificação;

• Tipo de terreno (plano, morro, topo de montanha);

• Rugosidade do terreno (livre, com obstáculos);

• Tipo de ocupação (residencial, depósito, etc.).

As técnicas existentes para a análise do efeito do vento nos edifícios são diversas.

Algumas envolvem cálculos mais simplificados, outras, procedimentos mais elaborados,

como por exemplo, a análise matricial.

Quanto aos pavimentos, a hipótese usualmente adotada é a de considerar as lajes como

diafragmas rígidos no seu plano. Os deslocamentos dos painéis, em um mesmo pavimento,

são iguais e as ações do vento são distribuídas proporcionalmente às suas rigidezes relativas.

Na análise global dos edifícios, os painéis são associados, de modo a formarem um conjunto

resistente às ações do vento. Estas associações podem ser planas ou tridimensionais,

dependendo do arranjo estrutural dos painéis.

Nos edifícios de alvenaria estrutural, dada a duplicidade de funções exercidas pelas

paredes, é frequente a presença de aberturas. Os trechos de paredes existentes entre as

aberturas são chamados de lintéis. Logo, para a análise do efeito do evento, os painéis podem

ser modelados como paredes isoladas ou paredes ligadas por lintéis. As paredes isoladas são

similares a vigas verticais, engastadas na base e livre no topo. Desde que os carregamentos

atuantes sejam conhecidos, seus deslocamentos e esforços são calculados com facilidade. Nos

casos de edifícios mais altos, devido ao maior impacto dos efeitos do vento, o sistema de

constraventamento tem papel fundamental no comportamento da estrutura.

Dessa forma, torna-se importante a busca por modelos que representem melhor o

comportamento do edifício sob ações horizontais. Com esse modelo mais representativo é

possível obter reduções dos esforços internos condizentes com o comportamento da estrutura.

Assim, torna-se possível dimensiona paredes com blocos de menor resistência à compressão,

reduzir a quantidade de armadura não-construtiva ou, até mesmo, considerar menos paredes

estruturais para o edifício.

No caso do edifício em análise, por ser um prédio não muito alto só com 3 andares, já

temos uma ideia de que as ações do vento não interferem de uma maneira significativa na

estrutura.

Podemos calcular a velocidade do vento de projeto pela equação:

76

Equação 7:

Onde:

V = Velocidade básica do vento

Retirado da norma: V = 45 m/s (Conforme NBR 6123)

= Fator topográfico

↳ Terreno plano ou fracamente acidentado = 1,0 s (Conforme NBR – 6123 item 5.2)

= Fator estatístico

↳ Edificações, hoteis = 1,0 (Conforme tabela 3 NBR 6123 item 5.4)

= Fator rugosidade (Entrando na tabela 2 da NBR 6123, temos os valores de

para várias alturas

↳ Rugosidade: categoria IV (cidade pequena e seus arredores);

↳ Alturas: pode ser calculada por:

Equação 8:

b = 0,85

= 0,98

77

= 0,125

A velocidade característica do vento nos permite calcular a pressão dinâmica pela

equação:

Equação 9:

Para que, então, possamos achar a força global do vento sobre uma edificação ou força

de arrasto:

Equação 10:

Onde:

= Coeficiente de arrasto = 1,25 – Valor retirado da NBR 6123 - 1988

= Área efetiva

Dados da edificação:

Cidade = Erechim, Rio Grande do Sul

Uso da edificação = Residencial

Tipo de topografia = Terreno aberto

Maior dimensão = 30,65 metros

Menor dimensão = 7,74 metros

Altura total = 15,75 metros

Classe B

Para os cálculos e analise da ação do vento, levaremos em conta a situação mais

crítica, a qual o vento atua paralelo a maior dimensão da edificação.

78

Figura 33: indicação da atuação do vento na edificação.

(face que atua o vento) = 30,65 metros

7,74 metros

(altura da edificação) = 15,75

Com esses valores e através da NBR – 6123 – 1988, encontramos o valor do

Coeficiente de arrasto ( ) de 1,25.

Z (m) V0*S1*S3 S2 Vk (m/s) q (Kgf/m²) q (Kgf/m) Ca*q (Kgf/m) (KN/m) ÁREA(m2) Fa KN

2,8 45,00 0,71 31,97 62,66 1920,42 2400,52 24,01 294,24 230,45

5,6 45,00 0,77 34,86 74,51 2283,77 2854,72 28,55 208,42 194,12

8,4 45,00 0,82 36,68 82,46 2527,41 3159,26 31,59 122,6 126,37

11,2 45,00 0,84 38,02 88,61 2715,88 3394,85 33,95 40,1515 44,47 Tabela 8: força horizontal devido ao vento

3.6 Ação equivalente do desaprumo

Segundo a NBR 15812-1:2010 item 8.3.2.2, para edifícios de andares múltiplos deve

ser considerado um desaprumo global, através do ângulo de desaprumo , em radianos,

conforme a equação abaixo:

79

Equação 11:

Sendo H, a altura da edificação em metros, encontramos o valor do ângulo de

desaprumo.

Ɵ

A força a ser considerada em cada pavimento é igual ao peso do pavimento. Logo,

somamos os valores de carregamento permanente e acidental total do pavimento.

Multiplicado pelo valor encontrado para o ângulo de desaprumo, obtemos a força horizontal.

Total do carregamento permanente (G) no pavimento = 174438,11 Kgf

Total do carregamento acidental (Q) no pavimento = 33643,5 Kgf

Força horizontal =

Força horizontal =

3.7 Força horizontal total

Para encontrarmos a força horizontal total que atua sobre a edificação, somamos as

forças devido à ação do vento e a força devido ao desaprumo da edificação.

80

Z(m)

F. do

desapru

mo (KN)

Fa KNFORÇA TOTAL

(KN)

2,8 5,37 230,45 235,82

5,6 5,37 194,12 199,49

8,4 5,37 126,37 131,74

11,2 5,37 44,47 49,84 Tabela 9:Força horizontal total.

3.8 Verificação de tração nas paredes portantes

Para a verificação se ocorre ou não tração nas paredes portantes da estrutura, faremos

a análise da parede mais carregada e da menos carregada.

Através da tabela 4, podemos perceber que a parede mais carregada é a nomeada como

PX12 e a menos carregada a PX25. Como estamos analisando a atuação do vento

perpendicular a maior dimensão da estrutura, então estão em analise somente as paredes

paralelas à força horizontal.

Com a força horizontal total já demonstrada, encontramos o momento fletores máximo

através da equação:

Equação 12:

Onde h é a altura em consideração. Pavimento Forças Lateris

Acumuladas (KN) Momentos Fletores

Acumulados (KN/m) Ático 49,84 49,84 x 0,655 = 32,64

3° Pavimento 131,74 131,74 x 2 = 263,48 2° Pavimento 199,49 199,49 x 3,4 = 678,27

1° Pavimento/Térreo 235,82 235,82 x 4,8 = 1131,94

Tabela 10:Cargas horizontais devido ao vento e desaprumo.

3.8.1 Distribuição das forças laterais e momentos fletores acumulados devido ao vento em

cada parede

81

Coeficiente de distribuição:

PX12:

PX25: 0,87/53,24

Pavim.

Forças laterais

(KN)

Momentos

(KNm)

Coef. Dist.

Parede PX12

Cortante (KN)

Parede PX12

Momento (KNm)

Parede PX25

Cortante (KN)

Parede PX25

Momento (KNm)

Ático 49,84 32,64 0,048 0,016

2,39 1,57 0,79 0,52

3° 131,74 263,48 0,048 0,016

6,32 12,65 2,11 4,21

2° 199,49 678,27 0,048 0,016

9,57 32,55 3,19 10,85

Térreo 235,82 1131,94 0,048 0,016

11,32 54,33 3,77 18,11

Tabela 11: Distribuição da força lateral e momentos fletores acumulados devido ao vento e desaprumo.

3.8.2 Tensões de compressão devidas às cargas verticais permanentes e acidentais

flav,c: tensão de compressão na alvenaria.

Parede PX12

Pavimento Carga Vertical

G + q (KN/m)

Área Bruta da alvenaria

Comprimida por metro linear –

(mm²)

Tensões de compressão na alvenaria- área

bruta- flav,c (MPa)

Ático 17,15 140000 0,12 3° Pavimento 34,3 140000 0,24 2° Pavimento 51,42 140000 0,37

Tabela 12:Tensões de compressão devidas as cargas verticais permanentes e acidentais na Parede PX12.

Parede PX25

Pavimento

Carga Vertical G + q

(KN/m)

Área Bruta da alvenaria

Comprimida por metro linear –

(mm²)

Tensões de compressão na alvenaria – área bruta- flav,c

(MPa)

Ático 9,45 140000 0,06

82

3° Pavimento 18,9 140000 0,13 2° Pavimento 28,35 140000 0,20

Tabela 13: Tensões de compressão devidas as cargas verticais permanentes e acidentais na Parede PX25.

3.8.3 Tensões de flexo-compressão de borda devidas ao vento e à carga permanente

flac.f representa a tensão de tração na alvenaria

Parede PX12

Pavimento G

(KN/m)

M (KN.m)

flav.c (MPa)

flac.f (MPa)

Tensões de Borda área bruta

(MPa) flav.c + flav.f

flav.c -flav.f

Ático 13,10 1,57 0,09 0,004 0,094 0,086 3° Pavimento 26,2 12,65 0,19 0,036 0,226 0,154 2° Pavimento 39,3 32,55 0,28 0,093 0,373 0,187

Tabela 14: Tabela de flexo-compressão de borda devidas ao vento e a carga permanente.

Parede PX25

Pavimento G

(KN/m) M

(KN.m) flav,c (MPa)

flav,f (MPa)

Tesões de Borda área

bruta (MPa) Flav,c+flav,f

flav,c – flav,f

Ático 8,33 0,52 0,05 0,003 0,053 0,047 3° Pavimento 16,66 4,21 0,12 0,03 0,15 0,09 2° Pavimento 25 10,85 0,18 0,07 0,25 0,11

Tabela 15: Tabela de flexo-compressão de borda devidas ao vento e a carga permanente.

83

4 RESULTADOS

Um dos objetivos deste trabalho de conclusão de curso era realizar o cálculo estrutural

de uma edificação em alvenaria estrutural, analisando o efeito do vento sobre a estrutura.

Como foi mencionado anteriormente e já era esperado, por ser uma edificação de

apenas 3 pavimentos, as paredes portantes da estrutura não apresentam tração devido à ação

do vento. Analisando as tabelas 13 e 14, observam-seque na última coluna não são obtidos

valores negativos, ou seja, o valor da compressão é maior do que a ação lateral, não ocorrendo

o efeito de tração na alvenaria.

Isso significa, que não será necessário modificar a geometria da edificação, a

resistência adotada para os blocos está de acordo com os cálculos e para a edificação

podendo-se utilizar somente grautes construtivos (nas janelas, portas e amarrações de

paredes).

84

5 CONCLUSÃO

A alvenaria estrutural apresenta uma forma rápida e econômica de construção, e para

um país como o Brasil, onde até então, tínhamos uma facilidade de obter financiamentos

governamentais, este modo de construir, por ser acelerado, é o mais aconselhável.

Além da rapidez a alvenaria estrutural ainda tem seu lado sustentável quando

analisamos a geração de entulho, que é um dos maiores problemas hoje. Possui projetos bem

planejados e é usada de forma consciente, assim evita desperdícios de materiais. Ainda

destacamos o bom isolamento térmico, acústico e ao fogo que a alvenaria oferece.

É importante salientar que, para podermos usufruir de todas suas qualidades deste

meio construtivo, é necessário ter conhecimento das propriedades dos materiais envolvidos e

seus comportamentos. Além disso, utilizar técnicas de cálculo adequadas para verificar e

prever o comportamento estrutural da edificação sob diferentes solicitações.

Antes de qualquer decisão, deve-se analisar o contexto geral em que o

empreendimento está inserido, como as exigências ao uso a que se destina, as condições

físicas, ambientais, socioculturais, e político-econômicas de cada região em que se inserem os

custos. A seleção dos elementos pertencentes à alvenaria estrutural não pode ser simplesmente

técnica ou tecnológica, mas sim analisar todo o entorno em que a obra está inserida.

Enfim, aumentar a rapidez e manter o mesmo padrão de construção não significa

produzir uma arquitetura pobre, com uma estética fraca com o objetivo somente na

funcionalidade, da mesma maneira que, utilizar materiais e componentes de custo elevado

não, obrigatoriamente, são sinônimos de qualidade. É necessário projetar de forma consciente

e racional, buscando e propondo soluções eficientes, com o objetivo de conseguir um produto

final de qualidade aliado a custos menores.

85

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ARAÚJO,H. N.. Intervenção em obra para implantação do processo construtivo

em alvenaria estrutural: Um estudo de caso. Dissertação (Mestrado Engenharia Civil) –

Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, SC. 117p. 1995.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123: Forças

devido ao vento em edificações. Rio de Janeiro. ABNT. 80p. 1988.

______. NBR 6136:Blocos vazados de concreto simples para alvenaria – Requisitos.

ABNT. 9p. 2007.

______. NBR 7222: Concreto e argamassa – Determinação da resistência à tração por

compressão diametral de corpos de prova cilíndricos. ABNT. 5p. 2011.

______. NBR 15270: Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural. ABNT. 11p. 2005.

______.NBR 15812-1: Alvenaria estrutural – Blocos cerâmicos. ABNT. 41p. 2010.

CAMACHO,Jefferson S. Projetos de edifícios em alvenaria estrutural. Faculdade

de Engenharia de Ilha Solteira – Universidade Paulista, 2001. 52p. Notas de Aula.

CAVALHEIRO,O. P.. Fundamentos de alvenaria estrutural. Universidade Federal

de Santa Maria, Santa Maria, RS. Não paginada – apostila, 1995.

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Não paginada. Apostila

DUARTE,R. B. Recomendações para o projeto e execução de edifícios de

alvenaria estrutural. Porto Alegre: ANICER, 1999. 79p.

FRANCO,L. S.. Aplicação de diretrizes de racionalização construtiva para

evolução tecnológica dos processos construtivos em alvenaria estrutural não armada.

86

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1992.

MOHAMAD,G.. Comportamento mecânico na ruptura de prismas blocos de

concreto. Dissertação ( Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa

Catarina, Florianópolis, SC. 178p. 1998.

PARSEKIAN,G.. Alvenaria estrutural em blocos cerâmicos – projeto, execução e

controle. Nome da Rosa. São Paulo, SP. 238p. 2010.

POZZOBOM,M. A. O processo de monitoramento e controle tecnológico em obras

de alvenaria estrutural. 2003. 305p. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de

Santa Maria, Santa Maria, 2003.

RAMALHO,M. A.; CORRÊA, M. R. S.. Projetos de edifícios de alvenaria

estrutural. Pini. São Paulo, SP. 174p. 2003.

RIZZATTI,E.. Influência da geometria do bloco cerâmico no desempenho

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Florianópolis: Ed. Da UFSC, 1999. 83p.

ROSSO,S.. A gravidade como aliada. Pini, Téchne, São Paulo, SP. N12, set./out.

1994.

87

7 ANEXOS

7.1 Anexo 01

Folha A1 contendo a representações da planta baixa, corte BB, corte AA e fachada do

edifício utilizado na metodologia desta monografia.

7.2 Anexo 02

Folha A1 contendo a planta baixa representando a numeração das paredes portantes,

assim como suas áreas de influência utilizadas para os cálculos estruturais. Além disse, a

planta baixa do edifício da modulação de 1° e 2° fiadas da alvenaria estrutural.