Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia de Estruturas
Alvenaria Estrutural
Introdução
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CONCEITO ESTRUTURAL BÁSICO
Tensões de compressão
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Alternativas para execução de vãos
Peças em madeira ou pedra
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Arcos
Arco simples
Arco contraventado
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ASPECTOS HISTÓRICOS
Sistema muito tradicional ( mais de 8.000 anos )
Diversos Materiais: pedra, argila, etc.
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Exemplos marcantes
Pirâmides de Guizé (2600 AC)
•A Grande Pirâmide tem 147 m de altura
• A base é um quadrado de 230 m de lado
• 2,3 milhões de blocos, com peso médio de 25 kN
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Farol de Alexandria (280 AC)
• Construído em uma das ilhas do porto de Alexandria
• 134 m de altura
• Foi destruído por um terremoto no século XIV
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Templo do Sol, Teotihuacan (de 50 a 100 DC)
• Construído no México
• Blocos de argila revestidos por pedra
• Aproximadamente 65 m de altura
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Coliseo (aproximadamente 70 DC)
• Grande anfiteatro para 50.000 pessoas
• 500 m de diâmetro e 50 m de altura com 80 portais
• Estrutura em pórticos conferia liberdade para localização
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Catedral de Reims ( de 1211 a 1300 DC)
• Belo exemplo de catedral gótica.
• Vãos grandes utilizando-se apenas estruturas comprimidas
• Arcos apoiados em pilares, contraventados por arcos externos
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Edifício Monadnock (1890)
• Construído em Chicago
• Com 16 pavimentos e 65m de altura
• Paredes na base tem 1,80 m de espessura
• Com técnicas modernas espessura seria menor que 30 cm
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Alvenaria não-armada na Suíça (1950)
• Edifício construído por Paul Haller
• 13 pavimentos e 42 m de altura
• Alvenaria não armada
• Espessura das paredes internas : 15 cm.
• Espessura das paredes externas : 37,5 cm
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Central Parque Lapa
• 1966: 4 pav. alvenaria armada de blocos de concreto
• 1972: 12 pav. alvenaria armada de blocos de concreto
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Hotel Excalibur em Las Vegas (1998)
• Segundo Amrhein, o mais alto do mundo em alvenaria
• Quatro torres com 28 pavimentos
• Resistência na base aproximadamente 28 Mpa
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Situação Atual no Brasil
• Alvenaria não-armada
• Blocos de concreto ou cerâmico)
• Edificações industriais, residenciais e comerciais
• Blocos de concreto
• até 15 pavimentos
• paredes de 15 cm de espessura
• resistência dos blocos na base: 1 MPa por pavimento
• Blocos cerâmicos
• até 8 pavimentos
• paredes de 15 cm de espessura
• resistência dos blocos na base: 1,5 MPa por pavimento
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Aspectos Técnicos / Econômicos
Principais parâmetros para adoção do sistema
• Altura da edificação
• número de pavimentos
• grauteamento
• armação
• Arranjo arquitetônico
• densidade de paredes
• vãos
• tipo de laje
• Tipo de uso
• residencial
• comercial
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Vantagens
• Economia de formas
• Redução significativa dos revestimentos
• Redução dos desperdícios de material e mão de obra
• Redução do número de especialidades
• Flexibilidade no ritmo de execução da obra
Desvantagens
• Dificuldade de se adaptar arquitetura para um novo uso
• Necessidade de qualificação para a mão-de-obra
• Interferência entre proj.de arquitetura/estruturas/instalações
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Componentes da Alvenaria Estrutural
Blocos
É o componente mais importante pois constitui a maior
parte da alvenaria.
Quanto ao tipo
• Vedação
• Estrutural
Quanto à forma
• Maciço
• Vazado ( mais de 25% de vazios)
Quanto ao material
• Concreto
• Cerâmico
• Sílico-calcáreo
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Argamassa
Função principal: solidarizar os blocos; transmitir e
uniformizar tensões.
• Composição: cimento, areia, CAL e água
• Resistência à compressão
• Aderência
• Trabalhabilidade
• Plasticidade
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Graute
Concreto com agregados de pequena dimensão e
relativamente fluido, eventualmente necessário para o
preenchimento dos vazios dos blocos .
• Aumento da resistência à compressão da alvenaria
• Solidarização das armaduras
• Resistência maior ou igual a duas vezes a do bloco
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Armadura
Barras de aço colocadas em furos e canaletas grauteadas
ou na argamassa .
• Contribuição na compressão é pouco significativa
• Envolvidas por graute ou argamassa
• Tensão admissível relativamente baixa (165 MPa)
• Diâmetro máximo na argamassa 3,8 mm
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Definições (NBR 10837 e NBR 8798, com adaptações)
Componente
Ente que compõe os elementos da obra. Os principais
são: blocos, argamassa de assentamento, graute e armaduras
Bloco
Componente básico da alvenaria. Pode ser de vários tipos
e materiais
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Bloco Canaleta
Bloco preparado para a colocação de armaduras
horizontais. Possui a seção em forma de U. É utilizado em cintas,
vergas, contravergas
Bloco Compensador
Bloco, geralmente canaleta, com altura diferente do
módulo vertical da edificação. É utilizado junto às lajes do
pavimento quando o pé-direito de piso a piso é que se encontra
modulado
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Bloco Jota
Bloco em que uma das laterais é maior que a outra.
Utilizado em paredes externas para facilitar a concretagem do
pavimento.
Blocos Especiais
Blocos que fogem aos padrões mais usuais. Tem grande
utilização principalmente em encontros de paredes e outros
pontos específicos.
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Elemento
Parte da obra suficientemente elaborada, constituída da
reunião de um ou mais componentes.
Estruturas de Alvenaria Não-Armada
Estruturas de alvenaria onde as armaduras têm finalidade
construtiva ou de amarração, sem função estrutural direta
Estruturas de Alvenaria Parcialmente Armada
Estruturas de alvenaria nas quais em alguns elementos
estão dispostas armaduras que têm função estrutural direta
Estruturas de Alvenaria Armada
Estruturas de alvenaria nas quais em todos os elementos
estão dispostas armaduras que têm função estrutural direta
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Parede
Elemento laminar vertical, apoiado de modo contínuo em
toda sua base, com comprimento “c” maior que cinco vezes a sua
espessura “e”
Pilar
Elemento estrutural em que o comprimento “c” é menor
que cinco vezes a sua espessura “e”. Em caso de seções
compostas por retângulos (L, T ou Z), a limitação é para cada
ramo
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Paredes Estrutural
Toda parede admitida no projeto como suporte de outras
cargas, além do próprio peso
Parede Não-Estrutural
Toda parede não admitida no projeto como suporte de
outras cargas, além do próprio peso
Parede de Contraventamento
Toda parede portante admitida no projeto como suporte
para forças horizontais provenientes de ações externas e/ou
efeitos de 2a. ordem
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Verga
Elemento estrutural colocado sobre os vãos de aberturas
com a finalidade de transmitir esforços verticais sobre os trechos
de parede adjacentes
Contraverga
Elemento estrutural colocado sob os vãos de aberturas
com a finalidade absorver tensões de tração concentradas nos
cantos
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Coxim
Elemento estrutural não contínuo, apoiado em uma
parede, com a finalidade de distribuir cargas concentradas
Cintas
Elemento estrutural continuo, apoiado em paredes,
utilizado para uniformizar cargas ou servir de travamento ou
amarração
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Enrijecedores
Elementos estruturais vinculados a uma parede portante
com a finalidade de produzir um enrijecimento na direção
perpendicular ao seu plano
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Área Bruta
Área de um componente ou elemento considerando-se as
suas dimensões externas, desprezando-se a existência dos vazios
Área Líquida
Área de um componente ou elemento considerando-se as
suas dimensões externas e descontando-se a área dos vazios
Dimensões Nominais
Dimensões reais de um componente ou elemento mais a
dimensão da argamassa necessária ao seu assentamento ou ao
seu revestimento
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Amarração entre Paredes
Procedimento destinado a garantir que haja transmissão
de esforços nos encontros entre duas ou mais paredes. Essa
ligação pode ser feita exclusivamente pela colocação conveniente
dos blocos ou com a utilização de “grapas” ou outras armaduras
Amarração “direta”
Amarração por grapas