Projecto cbloco Aspectos Estruturais

Transcrição

1 Projecto cbloco Aspectos Estruturais Paulo B. Lourenço, G. Vasconcelos, J.P. Gouveia, P. Medeiros, N. Marques

2 2 Alvenaria de Enchimento As alvenarias de enchimento representam normalmente mais de 10% do custo de um edifício A solução tradicional nacional passa por paredes da envolvente e interiores em alvenaria cerâmica Estas paredes não possuem função estrutural para o comportamento global do edifício mas devem ser dimensionadas às acções no plano (deformações / peso próprio) e fora do plano (sismo e vento), pelo menos para soluções não correntes Construção tradicional em alvenaria cerâmica

3 3 Alvenaria Estruturais As alvenarias estruturais são elementos essenciais para a estabilidade do edifício A alvenaria pode ser simples, armada ou confinada Exemplos de aplicação com unidades de: betão celular autoclavado; de silico-cálcario; cerâmicas; betão leve

4 4 Alvenaria Simples As soluções em alvenaria estrutural simples na Europa representam cerca de 10% a mais de 50% da construção nova de edifícios de habitação. Portugal é uma excepção clara Uma solução corrente passa pela utilização de unidades para alvenaria com espessura elevada na envolvente, para cumprir os requisitos térmicos Construção moderna em alvenaria estrutural na Alemanha

5 5 Alvenaria Armada (I) É corrente a combinação de paredes resistentes com lajes alveoladas ou pré-lajes, com reduções significativas de cofragem e tempo de execução Nos últimos 30 a 40 anos, é uma solução atractiva e eficiente em zonas sísmicas e não-sísmicas da América do Norte, incluindo hotéis, edifícios residenciais, escolas, edifícios comerciais ou armazéns. A solução passa pela utilização de cintas em betão armadas horizontalmente e blocos de duas células preenchidos por grout e armadura vertical Solução Americana

6 6 Alvenaria Armada (II) Nos últimos 15 a 20 anos, foi desenvolvido um sistema na Suiça incorporando blocos com dois furos de grandes dimensões para colocação de um sistema 3D de armadura protegido contra a corrosão que, realiza a armadura vertical e horizontal, utilizando argamassa para as juntas e furos Utilizado com frequência para todos edifícios, em soluções até médio porte Solução Suiça

7 7 Alvenaria Confinada (I) Sistema em que montantes e cintas de pequena dimensão e ligeiramente armados envolvem as paredes de alvenaria, para proporcionar uma maior resistência ao corte e tracção, bem como uma maior capacidade de dissipação de energia e maior ductilidade para acções horizontais Sistema com expressão reduzida na maior parte dos países desenvolvidos mas poderá ser útil em Portugal para a construção de edifícios de pequeno e médio porte Aplicação em Ourique (Blocos de betão leve)

8 8 Alvenaria Confinada (II) Aplicação em Ílhavo (Blocos cerâmicos de furação vertical, Pagaimo) A comunidade projectista poderá não estar suficientemente capacitada para a elaboração de projectos de estabilidade em alvenaria estrutural Atenção da comunidade internacional para a solução construtiva é limitada

9 Ensaios experimentais já realizados

10 10 Caracterização experimental Execução de provetes para ensaio

11 11 Caracterização experimental Esquemas de alguns ensaios Equipamento de ensaio

12 12 Caracterização experimental Acção combinada de compressão e corte: a avaliação do comportamento de diferentes sistemas construtivos é efectuada para acções combinadas verticais e horizontais, que visam simular o comportamento da alvenaria à acção sísmica. Os sistemas construtivos analisados: Tipo de Parede Tipo Geometria P Preenchida NP- Não preenchida Não armada Armada em junta horizontal (1) Junto horizontal com argamassa por faixas de 9cm + 9cm; N.ºde Amostras Junta Armadura de: Horizontal Vertical Junta horizontal 1.2x1.0x0.3m 3 1 P NP - 1.2x1.0x0.3m 3 1 P P - 1.2x1.0x0.3m 3 1 P(1) NP - 1.2x1.0x0.3m 3 1 P(1) NP - 1.2x1.0x0.3m 3 1 P NP (2) 1.2x1.0x0.3m 3 1 P NP (3) (2) Reforço horizontal pré-fabricada de 2φ5 a cada 2 fiadas (armadura horizontal mínima); (3) Reforço horizontal pré-fabricada de 2φ5 em todas as fiadas;

13 13 Resultados experimentais em paredes de alvenaria O esquema e equipamento de ensaio. a) Alçado lateral do esquema e equipamento de ensaio utilizado. b) Pontos de medição de deslocamentos Load (kn) Displacement (mm)

14 Estudo de aplicação: Alvenaria estrutural

15 15 Três Edifícios (Alvenaria Simples) UNIDADES Tipo segundo o Eurocódigo 6 Blocos cerâmicos do Grupo 2 Resistência à compressão, f b 12 MPa ARGAMASSA Tipo de acordo com o Eurocódigo 6 M10 ALVENARIA Peso volúmico, γ Resistência característica à compressão, f k Resistência característica ao corte sob compressão nula, f vk0 Módulo de elasticidade, E Módulo de distorção, G 17 kn/m MPa 0.15 MPa 2560 MPa 1024 MPa Laje maciça armada em 2 direcções Peso próprio = 6.0 kn/m 2 Sobrecarga = 1.5 kn/m 2

16 16 Resposta prevista dos edifícios Integro Plástico por corte Rotura por corte Plástico por flexão composta Rotura por flexão composta

17 17 Possibilidades de construção Não verifica 1 Verifica em Terreno A Verifica em Terreno A e B

18 Estudo de aplicação: Estabilidade das envolventes

19 19 Derrube e queda de paredes de alvenaria de enchimento Com a ocorrência de um sismo é habitual a queda de paredes de enchimento para o exterior Para vãos de grande dimensão / edifícios muito altos, a parede tradicional poderá não ser adequada

20 20 Projecto de Paredes de Alvenaria Não-Estrutural Acções Horizontais (Vento e Sismo) Deformação dos elementos de suporte

21 Estudo de aplicação: Custo das envolventes

22 22 Comparação com outras soluções (I) Alvenaria de pano simples (Unidade cbloco): Unidade de tipo cbloco de 30x20x30 cm; Junta horizontal preenchida por 2 faixas de 9 cm; Junta vertical preenchida. Reboco hidrofugado no exterior de ligante hidráulico ao traço 1:4 Armadura de junta MURFOR 2φ5mm a cada duas fiadas (controlo de fendilhação). Unidade de alvenaria cerâmica do tipo cbloco, com 30x20x30 cm. Armadura treliçada em junta horizontal, a cada 2 fiadas, com diâmetro de 5mm em aço galvanizado Unidade de alvenaria cerâmica do tipo cbloco, com 30x20x30 cm. Junta horizontal preenchida em duas faixas de 9cm de argamassa 0,3 Alvenaria de pano simples com isolamento pelo exterior (Sistema ETICS). Tjolo furado de 30x20x22 cm, com 22 cm de espessura: Assentes com argamassa de cimento e areia ao traço 1:5; Isolamento térmico de 4cm pelo exterior do tipo ETICS. Armadura de junta MURFOR 2φ5mm a cada duas fiadas (controlo de fendilhação). Tijolo cerâmico de furação horizontal, com 30x20x22cm. 0,3 Armadura treliçada em junta horizontal, a cada 2 fiadas, com diâmetro de 5mm em aço galvanizado Isolamento térmico pelo exterior em sistema tipo ETICS

23 23 Comparação com outras soluções (II) Alvenaria dupla de tijolos furados de 11+11: Tijolos de 30x20x11 cm; Caixa de ar de 3cm; Isolamento térmico em poliestireno expandido extrudido com 4cm de espessura. Reboco exterior de ligante hidráulico ao traço 1:4 Colocação de conectores entre panos (4/m2) Tijolo cerâmico de furação horizontal, com 30x20x11cm. Caixa de ar, com 3cm. Chapas de Poliestireno extrudido, com 4cm. Tijolo cerâmico de furação horizontal, com 30x20x15cm. Conector diâmetro de 6mm em aço galvanizado 0,29 Alvenaria dupla de tijolos furados de 11+15: 30x20x11 cm + 30x20x15; Tijolo cerâmico de furação horizontal, com 30x20x11cm. Tijolo cerâmico de furação horizontal, com 30x20x15cm. Caixa de ar de 3cm; Isolamento térmico em poliestireno expandido extrudido com 4cm de espessura. Reboco exterior de ligante hidráulico ao traço 1:4 Colocação de conectores entre panos (4/m2) Caixa de ar, com 3cm. Chapas de Poliestireno extrudido, com 4cm. Ligador diâmetro de 6mm em aço galvanizado 0,33

24 24 Previsão de custos min. -20%

25 25 Conclusões Encontram-se em fase de conclusão diversos ensaios que permitiram caracterizar convenientemente as características dos blocos e paredes de alvenaria O novo bloco possui características interessantes para a aplicação em alvenaria estrutural e nas envolventes (maior resistência sísmica, maior segurança na aplicação de fachadas ventiladas e maior economia)