ALVENARIA ESTRUTURAL Prof. José Milton de Araújo Engenharia Civil - FURG Bibliografia: 1. ABNT. Alvenaria estrutural. Blocos cerâmicos. Parte 1: Projeto. Parte 2: Execução e controle de obras. NBR-15812. Rio de Janeiro, 2010. 2. ABNT. Blocos de concreto. Parte 1: Projeto. Parte 2: Execução e controle de obras. NBR-15961. Rio de Janeiro, 2011. 3. ABNT. NBRs: 14321, 14322, 14974-1, 14974-2, 15270-2, 15270-3, 8215, 8490, 8949: Especificações e métodos de ensaio. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 2 4. Sabbatini, Fernando Henrique. Requisitos e critérios mínimos a serem atendidos para solicitação de financiamento de edifícios de alvenaria estrutural junto à Caixa Econômica Federal. Março de 2003 (disponível no site da CEF). http://downloads.caixa.gov.br/_arquivos/inovacoestecnologicas/manu alvest/ALVENARIA_ESTRUTURAL.pdf 5. Ramalho, M. A.; Corrêa, M. R. S. Projeto de Edifícios de Alvenaria Estrutural. São Paulo, PINI, 2003. 6. Toda a bibliografia referente a estruturas de concreto armado. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 3 1. INTRODUÇÃO Edifício convencional A estrutura é formada por um pórtico espacial de concreto armado. Há ainda, as lajes de piso (maciças, nervuradas, lisas, cogumelo, pré-moldadas), escadas, reservatórios e fundações. Em geral, as alvenarias são feitas de tijolos cerâmicos furados, mas podem-se usar tijolos cerâmicos maciços ou blocos vazados de concreto. As alvenarias não possuem nenhuma função estrutural (são alvenarias de vedação). Por isso, não há controle sobre as características mecânicas dos tijolos e blocos de concreto. Também não há controle sobre a resistência da argamassa de assentamento. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 4 Edifício convencional: pórtico espacial de concreto armado com alvenarias de vedação Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 5 Como as alvenarias não possuem função estrutural, elas podem ser cortadas à vontade para passagem de tubulações hidráulicas e eletrodutos. O usuário pode trocar portas e janelas de lugar (o que ocorre com frequência). Após a construção da parede, o pedreiro faz cortes para colocação das tubulações (e o proprietário da obra fica indignado com o desperdício do seu dinheiro: motivo de conflito constante entre proprietário e empreiteiro). O pedreiro corta (quebra) os tijolos para complementar as fiadas (usa pedaços de tijolos). Os erros de prumo e alinhamento horizontal (barrigas) das paredes são grandes, o que se corrige depois com o reboco (grandes espessuras de reboco podem ser necessárias). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 6 Muitas vezes, o canteiro de obras pode apresentar congestionamento de entulho: desorganização ou falta de limpeza da obra. Vantagens do edifício convencional: Há grande flexibilidade arquitetônica: as paredes podem ser dispostas com maior liberdade; é possível trocar aberturas (portas e janelas) e algumas paredes de lugar, durante o uso da edificação. Não há necessidade de grande controle sobre a qualidade dos materiais e da mão-de-obra na execução das paredes. Com o desenvolvimento da tecnologia do concreto, conseguese construir edifícios muito altos, com grandes balanços e estrutura esbelta. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 7 Desvantagens do edifício convencional: Desperdício de material: devido ao “faz e quebra”, aos enchimentos de paredes para corrigir desaprumos, etc. Maior custo em mão-de-obra: deve-se executar a estrutura de concreto armado e, depois, as paredes. As paredes não são aproveitadas estruturalmente e ainda são “quebradas” depois de prontas (para passagem de tubulações). Estima-se que o custo total pode chegar até a 25% acima do custo dos edifícios executados com alvenaria estrutural (o percentual depende de cada caso, sendo menor para os edifícios mais altos; em edifícios de 18 pavimentos, esse percentual chega ao máximo de 10% ). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 8 Edifício de alvenaria estrutural As paredes são responsáveis por transferir as cargas verticais e as ações horizontais (vento, sismo) para as fundações; são paredes estruturais. Há, ainda, elementos estruturais de concreto armado: lajes, escadas, fundações, reservatórios (podem ser de alvenaria, fibrocimento, fibra de vidro). Como as paredes são os elementos estruturais principais, elas não podem ser cortadas para passagem de tubulações. São admitidos apenas pequenos cortes com muita restrição. Os eletrodutos são encaixados dentro dos furos dos blocos. As tubulações hidráulicas são colocadas em blocos especiais ou shafts. Exige-se um rigoroso controle da resistência e das dimensões dos blocos, os quais podem ser cerâmicos ou de concreto. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 9 A qualidade da argamassa de assentamento é determinada em ensaios de prismas (normalmente, dois blocos unidos com a argamassa). Podem-se ensaiar, também, pequenas paredes. Exige-se um controle rigoroso do prumo e do alinhamento horizontal das paredes. Caso o desaprumo ou “embarrigamento” sejam grandes, a parede deve ser demolida e refeita (não se admite enchimento com reboco para correção de erros. Os blocos não podem ser quebrados pelo pedreiro. O projeto deve ser modulado de forma a se obter um número inteiro de blocos (mais meio bloco), sem necessidade de cortes. O usuário não pode trocar portas e janelas de lugar, muito menos demolir paredes. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 10 O projeto pode prever que algumas paredes não tenham função estrutural. Essas paredes podem ser cortadas para colocação de eletrodutos e tubulações hidráulicas (às vezes, são denominadas de “paredes hidráulicas”). As paredes hidráulicas podem ser executadas com tijolos cerâmicos comuns ou com blocos de concreto não estrutural (de menor resistência). Deve-se ter cuidado de evitar que as lajes se apoiem nas paredes hidráulicas (deixando um espaço vazio entre a laje e o topo da parede). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 11 Edifício de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos (Condomínio popular de 4 pavimentos) Observar ausência de vigas e pilares! Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 12 Residência unifamiliar de alto padrão em alvenaria estrutural Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 13 Edifício de alto padrão em alvenaria estrutural de blocos de concreto Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 14 Felice Condomínio Club, localizado em Curitiba Edifício de alvenaria estrutural de blocos de concreto: dois subsolos, térreo e duas torres com 19 pavimentos. A Construtora Baú adotou a solução em alvenaria estrutural para reduzir em dois meses o prazo de entrega do empreendimento. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 15 Vantagens do edifício de alvenaria estrutural: Menor desperdício de material e de mão-de-obra. Redução do tempo de execução, com redução de custo. Canteiro de obras limpo e com grande controle de todas as etapas da execução. Ideal para construções de baixa renda, condomínios residenciais de pequena altura (4 a 5 andares, apesar de já se dispor de experiência com edifícios mais altos). Também indicado para edifícios mais altos: 10, 15 até 20 andares, desde que haja materiais adequados e mão-deobra qualificada nas proximidades. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 16 Desvantagens do edifício de alvenaria estrutural: Exigência de controle rigoroso em todas as etapas da construção (fiscalização intensa). Exigência de mão-de-obra mais qualificada. Em geral, é necessário dar treinamento aos operários. A construção deve ser modulada, o que limita o projeto arquitetônico quanto às dimensões dos vãos e o posicionamento das paredes. Há uma certa limitação quanto à altura do edifício. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 17 2. COMPONENTES DA ALVENARIA Componentes da alvenaria estrutural: Bloco: componente básico da alvenaria (cerâmico ou de concreto) Junta de argamassa: utilizada na ligação dos blocos Graute: microconcreto (feito com agregados graúdos de pequeno diâmetro) e auto-adensável (grande fluidez, não precisa de vibração), usado para preenchimento de espaços vazios de blocos com a finalidade de solidarizar armaduras à alvenaria ou aumentar sua capacidade resistente. Armaduras: aço para concreto armado CA e aços para concreto protendido CP (nas alvenarias protendidas). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 18 Blocos de concreto: conforme fabricante "GIASSETTI" Bloco Hidráulico Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 39 14 12,5 Exige-se que os blocos estruturais possuam resistência característica à compressão, fbk, de no mínimo 4,5 MPa. A resistência é dada em termos da área bruta do bloco. 19 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Bloco Interno Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 39 14 12 19 14 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Vedação C ESP 39 09 x 14 x 19 PESO 09 8,3 9,5 20 Meio Bloco Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 19 14 6,0 19 8,8 Vedação C ESP PESO 19 09 4,8 Meio bloco + junta + meio bloco = um bloco inteiro C = 19 + 1 + 19 = 39 cm Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 21 Canaleta Interna Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 39 14 13 19 15 Para a colocação de armaduras e preenchimento com graute, formando cintas Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 22 Meia Canaleta Estrutural (4.5MPa) C ESP 19 14 19 PESO 6,3 8,3 Vedação C ESP PESO 19 09 4,6 23 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Bloco Modular "34" Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 34 14 11,5 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 24 Bloco Modular "54" Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 54 14 17,5 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 25 Bloco Chanfrado 45º Estrutural (4.5MPa) C ESP PESO 19 14 7,5 Existem várias empresas fabricantes de blocos estruturais (pesquisar na internet). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 26 Blocos cerâmicos: L A C Peso 7 19 39 4,30 9 19 29 3,60 9 19 39 5,50 11.5 19 29 4,00 11.5 19 39 5,10 14 19 29 4,80 14 19 39 5.70 Bloco cerâmico estrutural inteiro 19 19 29 5,80 19 19 39 7,00 L = largura A = altura C = comprimento Resistência mínima:fbk= 4,5 MPa 27 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 L A C Peso 7 19 19 2,25 9 19 14 1,85 9 19 19 2,40 11.5 19 14 2,10 11.5 19 19 2,70 14 19 14 2,50 Meio bloco estrutural cerâmico 14 19 19 2.90 19 19 14 3,00 19 19 19 3,60 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 28 L A C Peso 7 19 04/09 - 7 19 39 4,50 9 19 02/04/6,4/09 - 11,5 19 02/04/6,4/09 - 14 19 02/04/6,4/09 - 19 19 02/04/6,4/09 - Bloco cerâmico estrutural compensador 29 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 L A C 9 19 29/39 11,5 19 29/39 14 19 29/39 14 19 34/44 19 19 29/39 Canaleta cerâmica estrutural Usada como forma para vergas e cintas de amarração. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 30 L 9 Altura Aa x Ab C 7/9/11x19 29/39 11,5 7/9/11x19 29/39 14 7/9/11x19 29/39 Canaleta cerâmica estrutural em J 19 7/9/11x19 29/39 Usada como formas para cintas de borda para apoio das lajes Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 31 BLOCOS CERÂMICOS ESPECIAIS BLOCO CERÂMICO 45º - BLOCO ELÉTRICO - BLOCO HIDRÁULICO Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 32 L A C Peso 14 19 34 6,40 14 19 44 7,20 Bloco cerâmico estrutural de amarração Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 33 3. MODULAÇÃO O comprimento do bloco define o módulo horizontal, ou módulo em planta. A altura do bloco define o módulo vertical, a ser adotado nas elevações. As dimensões da edificação, em planta e em elevação, devem ser moduladas, evitando-se enchimentos. Módulo horizontal: é igual ao comprimento real do bloco mais a espessura de uma junta. c = comprimento real do bloco; j = espessura da junta (em geral, j =1 cm) 2M = c+j ; c=2M-j Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 34 c (cm) 14 19 29 34 39 44 54 2M (cm) 15 20 30 35 40 45 55 M (cm) 15 20 c = comprimento real do bloco 2M = comprimento nominal M=15 cm e M=20 cm são os módulos mais usados As dimensões reais de uma edificação em planta, entre faces dos blocos, ou seja, sem se considerar os revestimentos, serão sempre determinadas pelo número de blocos e juntas. É importante que a espessura (ou largura) nominal do bloco (largura real L + uma junta) seja igual ao módulo M. c = 29 cm ; 2M=29+1=30 cm ; M=15 cm L= 14 cm ; L+1=15 cm = M Bloco ideal para modulação de 15 cm 35 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 c = 39 cm ; 2M=39+1=40 cm ; M=20 cm L= 19 cm ; L+1=20 cm = M Bloco ideal para modulação de 20 cm Adotando o módulo de 15cm, as dimensões em planta devem ser múltiplas de 15. Adotando o módulo de 20cm, as dimensões serão múltiplas de 20. Assim, o módulo a ser adotado deve ser aquele que ocasione as menores alterações em uma planta arquitetônica previamente concebida. O ideal é que o módulo longitudinal M seja igual à espessura nominal da parede. Com isso, evita-se o uso de blocos especiais e uma série de problemas na ligação de duas paredes. O projetista deve avaliar se a espessura das paredes deve ser de 15 cm ou de 20 cm (ou outro valor, em função do carregamento, altura do edifício, etc.) e depois escolher a modulação a ser adotada (M = L+1cm). A modulação vertical, em geral é igual a 20cm, já que os blocos são fabricados com altura real de 19 cm. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 36 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 37 Amarração entre paredes e modulação vertical Amarração direta de paredes: obtida por interpenetração dos blocos, com juntas verticais defasadas (opção preferencial de amarração) Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 38 Amarração direta de paredes Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 39 Amarração indireta de paredes: deve ser evitado Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 40 Canto com modulação e largura iguais Bloco: c=29cm ; L=14cm ; M=15 cm ou Bloco: c=39cm; L=19cm; M=20cm Basta desenhar duas fiadas para esclarecer o detalhe! Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 41 Borda com modulação e largura iguais, com bloco especial de três módulos Bloco: c=29cm ; L=14cm ; M=15 cm e bloco especial c=44cm Basta desenhar duas fiadas para esclarecer o detalhe! Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 42 Borda com modulação e largura iguais, sem bloco especial de três módulos, mas usando meio bloco Neste caso, a junta vermelha ficará a prumo nas três primeiras fiadas. A junta só ficará defasada na quarta fiada. Recomendável grampear! São necessárias quatro fiadas para esclarecer o detalhe! Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 43 Amarrações com blocos de concreto de 34cm e 54cm Amarração em T com blocos especiais Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 44 Modulação primeira fiada Planta da primeira fiada Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 45 4. TERMOS E DEFINIÇÕES elemento de alvenaria não-armado: elemento de alvenaria no qual a armadura é desconsiderada para resistir aos esforços solicitantes; quando todo o elemento está comprimido. elemento de alvenaria armado: elemento no qual são utilizadas armaduras passivas (CA-50 ou CA-60) que são consideradas para resistir aos esforços solicitantes; em geral, as armaduras são colocadas em pontos submetidos à tração. elemento de alvenaria protendido: elemento de alvenaria no qual são utilizadas armaduras ativas (aço de protensão). parede estrutural: toda parede admitida como participante da estrutura. parede não estrutural: toda parede não admitida como participante da estrutura (“parede hidráulica”); isolar a parede da laje superior. cinta: elemento estrutural apoiado continuamente na parede, ligado ou não às lajes, vergas ou contravergas; têm a função de distribuir as reações da laje sobre a parede. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 46 coxim: elemento estrutural não contínuo, apoiado na parede, para distribuir cargas concentradas; é um reforço de concreto em pontos sob cargas concentradas. enrijecedor: elemento vinvulado a uma parede estrutural com a finalidade de produzir um enrijecimento na direção perpendicular ao seu plano; para reduzir a esbeltez da parede. viga: elemento linear, submetido à flexão, e apoiado de maneira descontínua. verga: viga alojada sobre abertura de porta ou janela, com a função de transmissão de cargas verticais para as paredes adjacentes à abertura. contraverga: elemento estrutural colocado sob o vão da abertura com a função de reduzir a fissuração nos seus cantos. pilar: elemento linear que resiste predominantemente à compressão, cuja maior dimensão da seção transversal não exceda a cinco vezes a menor dimensão. parede: elemento laminar, cuja maior dimensão excede cinco vezes a menor dimensão. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 47 Reforço de parede: nas extremidades tracionadas pela ação do vento, foi colocada armadura e o furo foi preenchido com graute. Verga e contraverga Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 48 Cinta com canaleta tipo J sobre canaleta tipo U Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 49 área bruta: área de um elemento ou componente considerando-se as suas dimensões externas, desprezando-se a existência de vazios. área líquida: área de um componente ou elemento, com desconto das áreas dos vazios. prisma: corpo de prova obtido pela superposição de blocos unidos por junta de argamassa, grauteados ou não. Normalmente, os blocos apresentam uma área de vazios em torno de 50%. A área bruta é igual ao dobro da área líquida, aproximadamente. Em geral, a tensão é referida à área bruta. A NBR-6136, exige uma resistência característica à compressão do bloco de concreto, fbk, medida em relação à área bruta, com os seguintes valores mínimos: fbk>= 6 MPa: blocos em paredes externas sem revestimento; fbk>= 4,5 MPa: blocos em paredes internas ou externas com revestimento. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 50 A NBR-7171, menciona que para os blocos portantes cerâmicos, deve-se ter uma resistência mínima de 4 MPa. Em geral, os fabricantes procuram fornecer fbk>=4,5 MPa para os dois tipos de blocos (concreto e cerâmico). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 51 5. ASPECTOS CONSTRUTIVOS Colocação da argamassa de assentamento com bisnaga: permite maior produtividade e economia de argamassa, pois evita o desperdício de material. Observar o eletroduto colocado dentro do furo do bloco. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 52 Funil e caneca ou balde para grautear Assentamento do bloco: devem ser posicionados enquanto a argamassa estiver trabalhável, fazendose o mínimo de ajuste possível. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 53 A colocação da argamassa pode ser feita de duas maneiras, conforme especificado no projeto. Primeira fiada construída, e escantilhões posicionados nos cantos. Os blocos dos cantos devem ser assentados com o auxílio de escantilhões e régua de prumo e nível Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 54 Paredes parcialmente construídas. Observar que as dimensões e altura das janelas são definidas em função da modulação vertical (número inteiro de blocos até o peitoril). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 55 Eletrodutos passam pela laje e descem pelos furos dos blocos Blocos com caixas elétricas são preparados antes da execução da alvenaria e assentados no local previsto em projeto. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 56 Instalações hidráulicas são escondidas em shafts (poços) acessíveis para que se façam reparos sem necessidade de quebrar parede. A pintura pode ser feita diretamente sobre o bloco, economizando-se no reboco. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 57 Conclusões: A execução exige o emprego de equipamentos não usuais nas construções convencionais (edifícios de concreto armado). É necessário ter um extremo cuidado com o prumo e o nível em todas as fiadas. Em particular, deve-se ter extrema atenção com a primeira fiada, pois dela depende a correta confecção das paredes. É necessário dar treinamento especial à mão-de-obra. Em geral, em uma obra com equipe não treinada, haverá necessidade de fazer demolições, até acertar o passo. O projeto deve ser muito bem elaborado em termos de desenhos, incluindo todos os detalhes das fiadas em planta e elevação, fiadas diferenciadas, detalhes de amarrações das paredes, localização dos pontos de grauteamento e armaduras, posicionamento de juntas de dilatação, das caixas de eletricidade, shafts e pontos de tomada d’água, de captação de esgoto, etc. Ou seja, é um projeto minucioso. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 58 6. ENSAIOS E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Ensaio em blocos Os blocos devem ser medidos, para verificar suas dimensões e calcular a área bruta. A resistência à compressão do bloco, fb, deve ser determinada para lotes de no máximo 20.000 blocos, ou o número de blocos necessários para construção de dois pavimentos. Os blocos devem ser capeados com pasta de cimento ou argamassa de resistência superior à resistência do bloco na área líquida (aproximadamente 2fb), com espessura média até 3 mm. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 1 A resistência característica do bloco, fbk, correspondendo ao quantil de 5%, deve ser maior ou igual ao valor especificado em projeto, mas não menor que 4,5 MPa. Os valores de fbk utilizados no Brasil variam de 4,5 MPa até 20MPa. O capeamento do bloco para ensaio deve ser total (disposto em toda a superfície do bloco). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 2 Ensaio em prismas Neste caso, são ensaiados prismas formados por dois blocos, assentados com junta de argamassa de 10 mm, com tolerância de mais ou menos 3 mm. Os corpos de prova são capeados e comprimidos para determinar a resistência de prisma fp, e a resistência característica fpk. Os prismas deverão ser grauteados, se eles devem representar uma parede que será grauteada na obra. • O capeamento e o argamassamento devem ser em toda a toda a área líquida do bloco (total). Ocasionalmente, também podem ser feitos ensaios de compressão em pequenas paredes. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 3 Eficiência A resistência fk da parede real é menor que a resistência dos blocos, fbk, é menor que a resistência dos prismas, fpk, e menor que a resistência de pequena parede, fppk. Isto ocorre por causa da interação entre a argamassa e os blocos. Comprova-se experimentalmente que a resistência da parede diminui com o aumento da espessura da junta horizontal de argamassa. Por isso, as normas limitam a espessura das juntas em 10 mm (com tolerância de 3 mm). Não adianta aumentar muito a resistência da argamassa. Ao contrário, argamassas exageradamente resistentes podem reduzir a resistência final da parede. Define-se como eficiência, a relação entre a resistência da parede real e a resistência de um dos corpos de prova acima. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 4 A resistência à compressão da argamassa deve respeitar o mínimo de 1,5 MPa e o máximo de 0,7fbk,l, sendo fbk,l referida à área líquida (aproximadamente 1,4fbk, com fbk referida à área bruta). A resistência característica à compressão da alvenaria, fk, pode ser estimada como: fk=0,70fpk ou fk=0,85fppk. Se as juntas horizontais tiverem argamassamento parcial, a resistência da alvenaria, fk, deve ser corrigida, multiplicando-a pela razão entre a área de argamassamento parcial e a área de argamassamento total. 5 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Procedimento de projeto: Determinar a tensão de compressão de cálculo atuante na parede: σ d = 1,4σ k , onde σ k é a tensão de serviço. Determinar a resistência de cálculo da alvenaria em função da resistência de prisma: fd = f k 0,70 f pk = = 0,35 f pk 2,0 2,0 σ d ≤ f d → σ k ≤ 0,25 f k ou σ k ≤ K 0,25 f k onde K é o coeficiente de redução para argamassamento parcial. A resistência de prisma necessária será: Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 f pk ≥ 4 σk K 6 Para escolher a resistência do bloco, deve-se considerar a eficiência parede-bloco. Esses valores variam conforme a tabela abaixo. Eficiência parede-bloco Bloco Valor mínimo Valor máximo Concreto 0,40 0,60 Cerâmico 0,20 0,50 Considerando os valores médios 0,50 e 0,35 para a eficiência blocoparede, chega-se às resistências características dos blocos: Bloco de concreto: f bk ≥ 8 11 σ k ; Bloco cerâmico: f bk ≥ σ k K K As expressões acima só servem para estimativa da resistência do bloco. É necessário realizar ensaios em prismas e ajustar a 4 resistência do bloco e da argamassa até garantir que f ≥ σ pk K k Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 7 As condições de obtenção da resistência fk devem ser as mesmas da região comprimida da peça no que diz respeito à porcentagem de preenchimento com graute e à direção da resultante de compressão em relação à junta de assentamento. Quando a compressão ocorrer em direção paralela à junta de assentamento (como em vigas), a resistência característica na flexão pode ser adotada como abaixo. fk=0,70 fpk, se a região comprimida estiver totalmente grauteada fk=0,40 fpk, em caso contrário Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 8 Tração na flexão No caso de ações temporárias como, por exemplo, o vento, permitese considerar a resistência à tração da alvenaria na flexão, ftk, segundo os valores da tabela abaixo (em MPa). Direção da tração Resistência média à compressão da argamassa (MPa) 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 >7,0 0,10 0,20 0,25 0,20 0,40 0,50 Normal à fiada Paralela à fiada Pilar ou parede estrutural ftk Viga de alvenaria ftk ftk Tração paralela à fiada Tração normal à fiada 9 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Cisalhamento na alvenaria Resistência característica ao cisalhamento fvk (MPa) em juntas horizontais Resistência média à compressão da argamassa (MPa) 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 acima de 7,0 0,10 + 0,5σ ≤ 1,0 0,15 + 0,5σ ≤ 1,4 0,35 + 0,5σ ≤ 1,7 45o fvk 45o Tensões de cisalhamento devido à interação entre paredes Espalhamento do carregamento em paredes em L com amarração direta Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 fvk=0,35 MPa 10 Quando existirem armaduras perpendiculares ao plano de cisalhamento, envoltas por graute, a resistência característica ao cisalhamento pode ser obtida por: fvk = 0,35 +17,5ρ ≤ 0,7 MPa ρ= As bd é a taxa geométrica de armadura, sendo As a área de aço, b e d as dimensões da seção transversal. Aderência: Resistência característica da aderência (em MPa) Tipo Barras Barras nervuradas lisas Entre aço e argamassa 0,10 0,00 Entre aço e graute 2,20 1,50 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 11 Propriedades elásticas Módulo de deformação longitudinal: Alvenaria com blocos de concreto: Ealv=800fpk<=16.000 MPa Alvenaria de blocos cerâmicos: Ealv=600fpk<=12.000 MPa Coeficiente de Poisson : 0,15 Fluência: Wfinal=2Winicial (deformações no Estado Limite de Serviço) Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 12 7. RESISTÊNCIAS DE CÁLCULO DOS MATERIAIS A resistência de cálculo, fd, é obtida como: f d = fk γm Valores de γ m Combinações de ações Normais Especiais ou de construção Excepcionais Alvenaria 2,0 1,5 1,5 Graute 2,0 1,5 1,5 Aço 1,15 1,15 1,0 No caso da aderência entre o aço e o graute, ou a argamassa, deve ser usado γ m = 1,5 . As verificações nos Estados Limites de Serviço são feitas com as resistências características, ou seja, com γ m = 1,0 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 13 8. ESTADOS LIMITES O projeto deve ser feito com base no conceito de Estados Limites, como para as estruturas de concreto armado. As verificações relativas aos Estados Limites Últimos devem garantir segurança contra a ocorrência de todos os modos possíveis de ruína. Os Estados Limites de Serviço (ou de Utilização) estão relacionados à durabilidade, aparência, conforto do usuário e funcionalidade da estrutura. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 14 9. AÇÕES A CONSIDERAR Ações permanentes: Peso próprio: pode-se considerar o peso específico de 12kN/m3 para alvenarias de blocos cerâmicos vazados e 14 kN/m3 para blocos vazados de concreto. Para blocos de concreto preenchidos com graute, considerar o peso específico de 24 kN/m3. Revestimentos, enchimentos, peso próprio de lajes: igual visto em concreto armado. Imperfeições geométricas (desaprumo de paredes): igual visto em concreto armado Ações variáveis: Cargas acidentais, ações do vento, etc.: igual visto em concreto armado. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 15 Ações de cálculo: Uma ação de cálculo Fd é obtida através da majoração da ação característica Fk, exatamente como visto em concreto armado. Em análise linear, pode-se majorar o esforço solicitante de serviço, para obter o esforço solicitante de cálculo. Tipo: M d = γ f M k , onde γ f = 1,40 Combinações de ações: Quando há mais de uma ação variável, fazemos as combinações das ações, exatamente como foi visto em concreto armado. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 16 10. DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS VERTICAIS Dispersão das cargas verticais Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 17 PAREDES ISOLADAS As cargas tendem a se uniformizar em direção à base do edifício. O produto p1a1 deve ser igual à resultante de todas as cargas aplicadas à esquerda da linha central das aberturas. O produto p2a2 deve equilibrar as cargas aplicadas à direita. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 18 As reações p1 e p2 estão em kN/m e são valores de serviço, se as cargas aplicadas forem de serviço (como é usual). Se o bloco tem uma largura L (cm), as tensões normais de compressão na base do edifício serão: σ1k = p1 10 p1 , kN/cm2 ou σ1k = , MPa 100 L 100L σ 2k = p2 , kN/cm2 100 L ou σ 2k = 10 p 2 , MPa 100 L Com esses valores da tensão de compressão, determina-se a resistência de prisma e a resistência de bloco, como visto anteriormente. 8 Blocos de concreto: f bk ≥ σ k1 K 4 f pk ≥ σ k1 , se σ k1 > σ k 2 11 K Blocos cerâmicos: f bk ≥ σ k1 K Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 19 Nesse processo não são consideradas as interações entre paredes. O processo é simples e fica a favor da segurança. Um processo mais sofisticado, considerando a interação entre paredes, pode ser mais econômico. Neste caso, são feitos agrupamentos entre paredes, mas é necessário ter um bom critério para se fazer os agrupamentos. Caso seja considerada a interação de paredes, deve ser verificada e garantida a resistência ao cisalhamento das interfaces (deve haver junta travada entre as paredes). A existência de aberturas pode limitar a interação. O mais simples e seguro é considerar paredes isoladas. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 20 11. VIGAS E VERGAS Vão de cálculo: é o menor valor entre a) a distância entre as faces dos apoios mais a altura da seção transversal da viga b) a distância entre eixos dos apoios Seção transversal: deve ser considerada com suas dimensões brutas, desconsiderando-se revestimentos. A viga é calculada para o peso próprio mais a carga contida dentro da região triangular mostrada na figura. Essa carga pode incluir parte da reação da laje, dependendo do tamanho e da localização da abertura. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 21 12. PILARES Altura efetiva (ou comprimento de flambagem): igual à altura real do pilar, se houver travamentos que restrinjam os deslocamentos horizontais ou as rotações das suas extremidades na direção considerada; ao dobro da altura para pilar engastado em uma extremidade e livre na outra. Seção transversal: Devem-se considerar as dimensões brutas, sem revestimentos. Carregamento para os pilares: Devem ser consideradas excentricidades do carregamento, dimensionando-se os pilares à flexão composta. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 22 13. PAREDES Altura efetiva (he): mesmo critério adotado para os pilares. Espessura efetiva (te): Paredes sem enrijecedores: te=t, onde t é a espessura da parede, sem considerar os revestimentos. Paredes com enrijecedores regularmente espaçados: te=δ t, onde δ é dado na tabela seguinte. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 23 Valores do coeficiente δ lenr/eenr tenr/t=1 t enr /t=2 t enr/t=3 6 1,0 1,4 2,0 8 1,0 1,3 1,7 10 1,0 1,2 1,4 15 1,0 1,1 1,2 20 ou 1,0 1,0 1,0 mais Interpolar para valores intermediários A espessura efetiva te=δ t é utilizada apenas para o cálculo da esbeltez da parede. Para o cálculo da área da seção resistente, deve-se considerar sempre a espessura real t. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 24 Esbeltez: O parâmetro de esbeltez λ de uma parede ou pilar é definido por λ = he/te. Observe que isto é diferente do índice de esbeltez convencional λo = comprimento de flambagem dividido pelo raio de giração. λo = λ 12 Valores máximos permitidos para a esbeltez λ de paredes e pilares Não armados 24 Armados 30 Os elementos estruturais armados devem respeitar as armaduras mínimas que serão apresentadas mais à frente. 25 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 14. INTERAÇÃO PARA AÇÕES HORIZONTAIS Interação em flanges (abas): Considera-se que existe a interação, quando se tratar de flange com amarração direta. Em outras situações de ligação, a interação só deve ser considerada se existir comprovação experimental de sua eficiência. O comprimento de cada flange não deve exceder o limite abaixo. f f f f ação do vento no painel de contraventamento Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 26 Em nenhuma hipótese, poderá haver superposição de flanges. Os flanges (abas) devem ser utilizados tanto para o cálculo da rigidez do painel de contraventamento, quanto para o cálculo das tensões normais devidas à flexão provenientes das ações horizontais. Os flanges não devem ser considerados na absorção dos esforços cortantes durante o dimensionamento. A distribuição das ações do vento para os diversos painéis de contraventamento é feita com o mesmo modelo apresentado para concreto armado. Cada painel é substituído por uma mola de rigidez K. Para determinar a rigidez da mola, pode-se adotar o modelo de paredes isoladas ou o modelo de paredes com aberturas. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 27 Modelo de paredes isoladas (método mais simples): Neste caso, considera-se que as aberturas separem as paredes adjacentes. A rigidez K1 e K2 de cada painel é determinada em função do momento de inércia das paredes P1 e P2, considerando-se as abas existentes. Os lintéis (trechos horizontais sobre as aberturas) não são considerados e ficam sem flexão devida ao vento. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 28 Modelo de paredes com aberturas: Neste caso, a parede é assimilada a um pórtico plano. A rigidez equivalente do pórtico é calculada como em concreto armado. É importante considerar que as barras horizontais do pórtico possuam extremidades rígidas, para evitar uma flexão excessiva e irreal. Os lintéis ficam solicitados à flexão e cortante (logo, devem ser dimensionados para essas solicitações). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 29 Após obter as forças horizontais em cada painel de contraventamento, determinam-se os seus esforços solicitantes: momentos fletores, esforços cortantes e esforços normais (no caso do modelo de pórtico). Carregamento e esforços solicitantes na parede devidos ao vento Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 30 15. CORTES E JUNTAS Não é permitido corte individual horizontal de comprimento superior a 40 cm em paredes estruturais. Não são permitidos cortes horizontais em uma mesma parede cujos comprimentos somados ultrapassem 1/6 do comprimento total da parede. Cortes verticais, de comprimento superior a 60 cm, realizados em paredes definem elementos estruturais distintos. Não são permitidos condutores de fluidos embutidos em paredes estruturais, exceto quando a instalação e a manutenção não exigirem cortes (com o uso de blocos hidráulicos especiais, por exemplo). Devem ser previstas juntas de dilatação no máximo a cada 24 m da edificação em planta. Esse limite pode ser alterado desde que se faça uma avaliação mais precisa dos efeitos da variação de temperatura sobre a estrutura. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 31 Deve ser analisada a necessidade de colocação de juntas verticais de controle de fissuração em elementos de alvenaria com a finalidade de prevenir o aparecimento de fissuras provocadas por variação de temperatura, expansão, variação brusca de carregamento e variação da altura ou da espessura da parede. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 32 16. DESLOCAMENTOS LIMITES Os deslocamentos finais dos elementos fletidos (lajes e vigas), incluindo efeitos da fluência e da fissuração, não devem ser maiores que L/150 ou 20 mm, para peças em balanço, e L/300 ou 10 mm, nos demais casos. (Na NBR-6118: L/125 e L/250) Os deslocamentos podem ser parcialmente compensados por contraflecha, desde que elas não sejam maiores que L/400. Os elementos estruturais que servem de apoio para alvenaria (lajes, vigas, etc.) não devem apresentar deslocamentos maiores que L/500 ou 10 mm ou rotação maior que θ=0,0017 rad. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 33 17. HIPÓTESES PARA O DIMENSIONAMENTO A) ALVENARIA NÃO ARMADA No projeto de alvenaria não armada submetida a tensões normais, admitem-se as seguintes hipóteses: as seções transversais planas se mantêm planas após a deformação; as máximas tensões de tração de cálculo devem ser menores ou iguais à resistência à tração de cálculo ftd da alvenaria; as máximas tensões de compressão de cálculo devem ser menores ou iguais à resistência à compressão de cálculo fd da alvenaria, para compressão simples, e a 1,3fd para compressão na flexão; as seções transversais submetidas à flexão simples e à flexocompressão devem ser consideradas no Estádio I (como material elástico linear). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 34 B) ALVENARIA ARMADA No projeto de alvenaria armada submetida a tensões normais, admitemse as seguintes hipóteses: as seções transversais planas se mantêm planas após a deformação; as armaduras aderentes têm a mesma deformação que a alvenaria em seu entorno (aderência perfeita, igual ao concreto armado - CA); a resistência à tração da alvenaria é nula (igual ao CA); as máximas tensões de compressão de cálculo devem ser menores ou iguais à resistência à compressão de cálculo fd da alvenaria; a distribuição de tensões de compressão nos elementos submetidos à flexão pode ser representada por um diagrama retangular (igual ao CA); o máximo encurtamento da alvenaria em flexão é 0,35% (igual ao CA); o máximo alongamento do aço se limita em 1% (igual ao CA). Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 35 18. DIMENSIONAMENTO DA ALVENARIA À COMPRESSÃO SIMPLES Resistência de cálculo de paredes Em paredes de alvenaria estrutural, o esforço resistente de cálculo é dado por N rd = f d AR onde N rd = força normal resistente de cálculo f d = resistência à compressão de cálculo da alvenaria A = área da seção resistente R = redutor devido à esbeltez da parede, sendo ⎡ ⎛ λ ⎞3 ⎤ h R = ⎢1 − ⎜ ⎟ ⎥ , onde λ = e te ⎢⎣ ⎝ 40 ⎠ ⎥⎦ Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 36 Se for considerado o comprimento de 1 m de parede de espessura real t cm, sem revestimento, A= 100t, cm2. Se fd estiver em kN/cm2, o esforço normal resistente Nrd estará em kN/m. A segurança é garantida se Nd<=Nrd, onde Nd é o esforço normal solicitante. A contribuição de eventuais armaduras existentes em paredes de blocos cerâmicos será sempre desconsiderada. Pode-se aumentar a capacidade resistente das paredes, aumentando a resistência do bloco e/ou fazendo grauteamento dos blocos. OBS: A NBR-10837 (para blocos de concreto) permite um aumento de 12,5% no valor de Nrd em paredes armadas com taxa de armadura >=0,2%. A resistência da alvenaria fd é correlacionada com a resistência do prisma fpk cheio de graute. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 37 Exemplo: k altura efetiva he=h (parede travada pelas lajes) espessura efetiva te=t (sem enrijecedores) Esforço normal de cálculo: N d = 1,4 x70 = 98 kN/m h 280 Esbeltez: λ = e = = 20 < 24 OK! 14 te ⎡ ⎛ 20 ⎞ 3 ⎤ Redutor: R = ⎢1 − ⎜ ⎟ ⎥ = 0,8 75 ⎢⎣ ⎝ 40 ⎠ ⎥⎦ Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 38 A = 100t = 100 x14 = 1400 cm2 ; N rd = f d x1400 x0,875 = 1225 f d Igualando N rd = N d → f d = Se f d = 98 = 0,08 kN/cm2 1225 fd = 0,8 MPa fk = 0,8 MPa → f k = 1,6 MPa 2,0 Se f k = 0,7 f pk → f pk = 1,6 = 2,29 MPa (Resistência de prisma) 0,7 Admitindo eficiência bloco-prisma = 0,7 f bk = f pk 0,7 = 2,29 = 3,27 MPa; bloco com f bk = 4,5 MPa 0,7 Considerando argamassamento parcial com K=0,74: fpk=2,29/0,74=3,09 MPa ; fbk=3,27/0,74=4,42 MPa Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 39 Resistência de cálculo de pilares Em pilares de alvenaria estrutural não armados, o esforço resistente de cálculo é dado por N rd = 0,9 f d AR com as mesmas definições dadas para as paredes. Em pilares de alvenaria armada, o esforço resistente de cálculo é dado por N rd = ( f d A + f sd As ) R , sendo f sd = 0,5 f yd onde f d é a resistência de cálculo da alvenaria, baseada no prisma cheio de graute. A tensão no aço é limitada a 0,5fyd para evitar uma fissuração excessiva (em peças fletidas) e para garantir a aderência entre as barras de aço e o graute. Por isso, a contribuição das armaduras é pequena em peças comprimidas, não sendo uma solução econômica. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 40 Forças concentradas em áreas reduzidas: a região de contato deve possuir a dimensão mínima a indicada na figura abaixo; a tensão de contato deve ser menor ou igual a 1,5 fd. ⎧ t /3 a≥⎨ ⎩50 mm Fd ≤ 1,5 f d ab Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 41 19. DIMENSIONAMENTO À FLEXÃO SIMPLES A) Alvenaria não armada O momento fletor resistente de cálculo pode ser obtido com auxílio da figura abaixo, onde se admite que a peça esteja no Estádio I. Deve-se limitar σ c ≤ 1,3 f d e σ t ≤ ft d . Para seção retangular: yc = yt , σ c = σ t . Logo, o momento resistente é M rd bh 2 = f td (= momento de fissuração). 6 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 42 Exemplo: viga b=19 cm e h=40cm; tração paralela à fiada: ftk=0,50 MPa (ver tabela na página 67) f f td = tk = 0,25 MPa ; f td = 0,025 kN/cm2 2,0 M rd = 19 x 40 2 x0,025 = 127 kNcm ; M rd = 1,27 kNm 6 Considerando γ alv = 14 kN/m3, a carga máxima na viga é p max = 14 x0,19 x0,65 = 1,73 kN/m. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 43 p max l 2 O momento máximo de serviço é M k = = 0,24 kNm 12 O momento máximo solicitante de cálculo é M d = 1,4M k = 0,34 kNm. Logo, M rd > M d e a viga (verga) resiste ao carregamento sem armadura. Esse cálculo foi feito considerando o valor máximo para ftk, o qual depende da resistência da argamassa (ver tabela na pág. 67). Por prudência, é sempre recomendável que as vigas (e vergas) sejam armadas. Neste caso, basta adotar uma armadura mínima. As ,min = 0,10 bh , cm2 100 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 44 B) Alvenaria armada Neste caso, o dimensionamento é feito como para uma viga de concreto armado. Resistência à compressão da alvenaria: Se a compressão for paralela às juntas (vigas): f k = 0,70 f pk , onde f pk = resistência de prisma grauteado f k = 0,40 f pk , onde f pk = resistência de prisma vazio Se a compressão for normal às juntas (pilares): f k = 0,70 f pk , sempre Deve-se reduzir f k em função do argamassamento parcial. Finalmente, ffd=fk/2,0 d = f k 2,5 Resistência do aço: f s = 0,5 f yd , onde f yd = f yk 1,15 45 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Seção retangular com armadura simples μ= Md 2 ≤ 0,4 ; bd f d As = 0,8ξbd fd fs ( ξ = 1,25 1 − 1 − 2 μ ; As ≥ As ,min = ) 0,10 bh 100 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 46 Seção T com armadura simples Restrições: b f ≤ 6t (pg. 84) m bm ≤ h 3 onde h é a altura da parede acima do nível analisado f f t f ≤ 0,5d f Momento resistido pela mesa: M dm = bm t f d − 0,5t f f d ( s ) Limitação: M d ≤ M dm O dimensionamento é igual de seção retangular com largura bm . μ= Md 2 bm d f d As = 0,8ξbm d M dm ≤ 2 ; ( ξ = 1,25 1 − 1 − 2 μ bm d f d fd fs ; As ≥ As ,min = ) 0,10 Area ,total 100 47 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 20. DIMENSIONAMENTO AO ESFORÇO CORTANTE A) Cisalhamento em paredes estruturais σ = tensão normal na Cisalhamento em juntas horizontais d junta considerada d vd seção da parede junta para as cargas permanentes multiplicadas por 0,9. fvd=fvk/2,0, onde fvk é dado em função de σ na pg. 68. τ vd = Vd tL Se τvd<=fvd, pode-se dispensar o uso de armaduras de cisalhamento. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 48 Se a tensão convencional de cisalhamento τvd for maior que fvd, é obrigatório o uso de armadura de cisalhamento. Em elementos submetidos à flexão simples é obrigatório o uso de armaduras de cisalhamento. B) Elementos com armadura de cisalhamento Tensão convencional de cisalhamento: τ vd Em vigas: τ vd = Vd , bw = largura da seção retangular ou da bw d nervura das seções T Em paredes: τ vd como anteriormente Restrição: τ vd ≤ 0,7 MPa, para evitar esmagamento da alvenaria. Armadura transversal: Asw = 100bw (τ vd − f vd ) , cm2/m 0,5 f yd Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 49 Armadura mínima: Asw,min = ρ w,min 100bw , cm2/m onde ρ w,min = 0,05% A armadura transversal será sempre paralela à direção da força cortante (estribos verticais nas vigas e horizontais nas paredes e pilares). O espaçamento máximo é de 0,5 d. Nas vigas, ainda tem que respeitar o espaçamento de 30 cm. Nas paredes armadas ao cisalhamento, tem que respeitar 60 cm. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 50 21. DIMENSIONAMENTO À FLEXO-COMPRESSÃO A) Alvenaria não armada As tensões normais de compressão devem satisfazer à seguinte inequação: Nd M + d ≤ fd , AR 1,3W onde A = área da seção resistente; R = coeficiente redutor devido à esbeltez (ver compressão simples); W = I y = módulo de resistência da seção; N d e M d = esforço normal e momento fletor de cálculo; 1,3 é o coeficiente de correção para flexão f d = resistência à compressão de cálculo da alvenaria (ver pg. 103) Caso exista tensão de tração, seu valor máximo deve ser menor ou igual à resistência à tração de cálculo ftd. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 51 B) Alvenaria armada O dimensionamento à flexo-compressão da alvenaria armada é feito como no caso do concreto armado, com as seguintes alterações: * No lugar de σ cd , adotar f d ; * No lugar de f yd , usar 0,5 f yd Com essas alterações, podem-se usar as tabelas de flexo-compressão do Volume 3 de Curso de Concreto Armado. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 52 C) Excentricidades Deve-se considerar a excentricidade acidental ea do esforço normal, para levar em conta as imperfeições geométricas locais de pilares, como em concreto armado. ea = he , he = altura efetiva do pilar ou parede 400 Em elementos com esbeltez λ=he/te>12, deve-se considerar a excentricidade de segunda ordem e2 = (he )2 2000t onde t é a espessura da peça no plano da flexão. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 53 22. Disposições construtivas Cobrimentos As barras de armadura horizontais dispostas nas juntas de assentamento devem estar totalmente envolvidas pela argamassa, com um cobrimento mínimo de 15 mm na horizontal. As barras envolvidas por graute devem ter um cobrimento mínimo de 15 mm, não contanto a espessura do bloco. Armaduras mínimas Em vigas e paredes de alvenaria armada, a área da armadura longitudinal principal não será menor que 0,10% da área da seção transversal. Em paredes de alvenaria armada, deve-se dispor uma armadura secundária, perpendicular à principal, com área mínima de 0,05% da seção transversal. Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 54 A armadura colocada em juntas de assentamento para reduzir efeitos nocivos de variações de temperatura, fissuração ou para garantir ductilidade, deve ter taxa geométrica no mínimo igual a 0,03%. Em pilares de alvenaria armada, a taxa mínima de armadura longitudinal é igual a 0,30%. Em vigas com estribos, a taxa mínima dessa armadura é 0,05%. Armadura máxima Armaduras alojadas em um espaço grauteado (furo vertical ou canaleta) não podem ter área da seção transversal maior que 8% da seção do graute, incluindo-se eventuais emendas por traspasse. Diâmetro máximo das barras As barras da armadura não devem ter diâmetro superior a 6,3 mm, quando localizadas em juntas de assentamento, e 25 mm em qualquer outro caso. 55 Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 Outras observações: Espaços livres entre barras em vigas e pilares Espaçamento dos estribos dos pilares Ancoragem e emendas das armaduras Ganchos das barras de aço Ver Curso de Concreto Armado FIM Prof. José Milton de Araújo - FURG - 2009 56