1.8 Desenvolvimento da estrutura de edifícios 48

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1 Sumário Capítulo 1 Desenvolvimento histórico de materiais, elementos e sistemas estruturais em alvenaria História dos materiais da alvenaria Pedra Tijolos cerâmicos Blocos sílico-calcários Blocos de concreto Argamassa Elementos tradicionais de construções Ganhando altura Vencendo vãos Definindo espaços internos Desenvolvimento da estrutura de edifícios Pilar e viga Abóbodas e cúpulas Gótico Edificações térreas em alvenaria estrutural Edifícios de múltiplos pavimentos em alvenaria estrutural Desempenho das estruturas ainda hoje existentes Restauração e reabilitação de estruturas históricas Considerações finais Exercícios 58 capítulo 2 Alvenaria contemporânea Introdução Elementos em alvenaria Definições Paredes Pilares e enrijecedores 71

2 12 comportamento e dimensionamento de alvenaria estrutural Vigas, vergas e cintas Sistemas estruturais de edificações em alvenaria Edificações térreas Edifícios de múltiplos pavimentos Edifícios híbridos Tipos de alvenarias estruturais Alvenaria não armada Alvenaria armada Alvenaria protendida Desenvolvimento da normalização internacional Desenvolvimento da alvenaria estrutural no Brasil Normas brasileiras Considerações finais Exercícios 95 capítulo 3 Projeto de edifícios Introdução Requisitos estruturais Critérios de dimensionamento Ações Ações horizontais: empuxo e desaprumo Ação do vento Caso de edifício de múltiplos pavimentos de planta retangular Outros casos Ações acidentais Outras ações Segurança em estruturas Valores característicos e valores de cálculo Coeficientes de majoração e combinação de ações Combinação das ações no ELU Combinação das ações no ELS Coeficientes de minoração dos materiais Estados limites de serviço Requisitos de conforto térmico e acústico Desempenho térmico 127

3 sumário Desempenho acústico Estanqueidade Resistência ao fogo Estética Compatibilização dos requisitos Concepção do edifício Forma do edifício Fachada e elevações Planta Configuração das paredes e layout Lajes Conexões Juntas de dilatação e controle Fundação Aspectos econômicos Considerações finais Exercícios 159 Capítulo 4 Materiais da alvenaria Introdução Propriedades básicas dos blocos e tijolos Descrição de blocos e tijolos Formas usuais Propriedades dos blocos Blocos cerâmicos Produção Formatos, tamanhos e classificação Resistência à compressão Resistência à tração Absorção Durabilidade Coeficiente de expansão térmica Expansão higroscópica Fluência Blocos de concreto Produção Formatos, tamanhos e classificação 191

4 14 comportamento e dimensionamento de alvenaria estrutural Resistência à compressão Resistência à tração Absorção Durabilidade Movimentação térmica Retração Fluência Blocos de sílico-calcário Produção Classificação, tamanhos e formatos Resistência à compressão e tração Absorção Movimentação térmica, retração e fluência Blocos de pedra e de vidro Blocos especiais não convencionais Blocos especiais não convencionais Blocos de concreto celular Argamassa Funções da argamassa Tipos de argamassa Propriedades no estado fresco Propriedades no estado endurecido Agregados para argamassa Aditivos e corantes Graute Requisitos de trabalhabilidade Tipos Aditivos Resistência à compressão Armaduras Barras de aço Armadura para juntas de assentamento Conectores Cabos de protensão Proteção contra corrosão Materiais complementares Materiais para preenchimento de juntas Impermeabilização 224

5 sumário Drenagem Revestimento e pintura Considerações finais Exercícios 226 Capítulo 5 Comportamento de elementos em alvenaria Introdução Compressão simples Introdução Ensaios padrão de prisma Valor característico Mecanismo usual de ruptura Fatores que influenciam a resistência do prisma Relações tensão-deformação Relação entre resistência de parede e prisma Resistência à compressão paralela à junta de assentamento Combinação de compressão e flexão Introdução Ensaios de prisma Mecanismo usual de ruptura Fatores que afetam o diagrama tensão-deformação na flexão Diagrama tensão-deformação na compressão Tração na flexão fora do plano Introdução Métodos de ensaio Mecanismo de ruptura Fatores que afetam a resistência de tração por aderência entre o bloco e a argamassa Fatores que influenciam a resistência de tração na flexão de alvenaria grauteada Coeficiente de resistência ortogonal Resistência biaxial Resistência ao cisalhamento ao longo da junta de assentamento Introdução Métodos de ensaio Modos de ruptura Relações entre resistência ao cisalhamento ao longo da junta e précompressão vertical 275

6 16 comportamento e dimensionamento de alvenaria estrutural Interação entre cisalhamento e tração ao longo da junta Fatores que influenciam a resistência ao cisalhamento ao longo da junta Resistência ao cisalhamento e juntas verticais Resistência de tração no plano da alvenaria Introdução Métodos de ensaio Modos de ruptura Fatores que influenciam a resistência de tração no plano da alvenaria Ações combinadas e resistência biaxial Introdução Métodos de ensaio Modos de ruptura Fatores que influenciam a ruptura sob tensões biaxiais de compressãotração Exemplos Placa de apoio para ensaio de prisma Especificação dos materiais Deformação axial Coeficiente de ortogonalidade (μ) da resistência à tração para tijolos cerâmicos Coeficiente de ortogonalidade (μ) da resistência à tração para blocos de concreto Considerações finais Exercícios 292 Capítulo 6 Vigas Introdução Comportamento e dimensionamento a flexão Hipóteses básicas Comportamento de vigas com armadura de flexão Análise elástica de vigas Análise de vigas pelo estado limite último Armadura dupla Estados limites de serviço Armadura intermediária Vigas-parede Armadura mínima 311

7 sumário Considerações especiais Exemplo 6.1: Análise de uma seção de alvenaria armada sujeita a flexão simples Comportamento e dimensionamento ao cisalhamento Desenvolvimento das especificações para dimensionamento Exemplo 6.2: Análise da força cortante Comprimento de ancoragem, emendas e ancoragem nos apoios Requisitos gerais Comprimento de ancoragem e de emenda Ancoragem nos apoios e em pontos intermediários Exemplo 6.3: Ancoragem no apoio Vigas de alvenaria protendida Introdução Comportamento e projeto de seções não fissuradas sob ações de serviço Verificação da resistência à compressão da alvenaria Perdas de protensão Deformação elástica da alvenaria, movimentação higroscópica, efeitos térmicos e fluência Atrito, acomodação das ancoragens e relaxação do aço Comportamento e projeto de seções fissuradas no estado limite último Dimensionamento ao cisalhamento Tensão de contato e ancoragem Exemplo 6.4: Comportamento e dimensionamento de uma viga de alvenaria protendida Distribuição de carregamentos em vergas Comportamento Exemplo 6.5: Carregamento sobre uma verga Considerações finais Exercícios 350 Capítulo 7 Painéis fletidos Introdução Mecanismos resistentes Comportamento a flexão de alvenarias não armadas Considerações gerais 358

8 18 comportamento e dimensionamento de alvenaria estrutural Flexão vertical Efeito de carregamento vertical adicional Flexão horizontal Flexão em duas direções Paredes duplas Análise e dimensionamento de painéis não armados Introdução Dimensionamento por princípios elásticos simples Métodos plásticos da linha de plastificação, da linha de ruptura e da linha de fratura Dimensionamento de acordo com o Método da Linha de Ruptura Exemplo 7.1: Flexão em duas direções de um painel de alvenaria não armada Paredes com enrijecedores Efeito arco para força horizontal Mecanismos do efeito arco em apoios rígidos Mecanismo do efeito arco quando há folgas nas extremidades Influência do encurtamento axial no mecanismo de arco Influência da movimentação dos apoios no mecanismo de arco Dimensionamento Exemplo 7.2: Efeito arco em um painel com flexão vertical Painéis fletidos em alvenaria armada Introdução Flexão vertical Flexão horizontal Flexão em duas direções Análise e dimensionamento de painéis armados Flexão vertical Flexão horizontal Flexão em duas direções Painéis com aberturas Limites para taxa de armadura Verificação do cisalhamento Ancoragem da armadura Exemplos de dimensionamento de painéis fletidos armados Exemplo 7.3: Painel armado com flexão vertical Exemplo 7.4: Painel armado com flexão nas duas direções Exemplo 7.5: Painel armado com flexão horizontal Exemplo 7.6: Dimensionamento de uma parede de vedação 408

9 sumário Considerações finais Exercícios 411 CAPítulo 8 Paredes com compressão axial e flexão fora do plano Introdução Visão geral da evolução dos critérios de dimensionamento Evolução das recomendações para projeto Tipos de paredes estruturais Evolução histórica da compreensão sobre comportamento de paredes comprimidas Capacidade resistente Efeito da altura da parede Interação entre carga axial e flexão Introdução Análise elástico-linear de seções não armadas Análise elástico-linear de seções armadas Análise no estado limite último Efeitos da esbeltez Introdução Dimensionamento simplificado de acordo com a normalização brasileira Efeito de esbeltez e excentricidade de carga para paredes com esbeltez pequena (kh/t 30) Dimensionamento de paredes esbeltas sob baixa compressão axial Paredes protendidas Considerações iniciais Análise elástico-linear Verificação do estado limite último Efeitos da esbeltez Cargas concentradas Estado de tensões sob cargas concentradas Especificações para dimensionamento Cisalhamento no plano perpendicular à parede Paredes armadas e não armadas Exemplos de dimensionamento 453

10 20 comportamento e dimensionamento de alvenaria estrutural Exemplo 8.1: Parede sob carga centrada Exemplo 8.2: Parede sob carga excêntrica e força lateral Exemplo 8.3: Parede dupla de tijolos cerâmicos, esbelta e protendida Exemplo 8.4: Carga concentrada Considerações finais Exercícios 467 Capítulo 9 Pilares e enrijecedores Introdução Comportamento de pilares de alvenaria Introdução Modos de ruptura e resistência à compressão Efeitos de esbeltez Limitações no dimensionamento de pilares Dimensionamento de pilares e enrijecedores para flexão normal (em uma direção) Seções não armadas Seções armadas Efeitos da esbeltez Dimensionamento de pilares para momento biaxial Dimensionamento de acordo com a normalização brasileira Exemplos de dimensionamento de pilares de alvenaria Exemplo 9.1: Pilares com carga axial excêntrica Exemplo 9.2: Pilares com carga centrada Dimensionamento de enrijecedores Introdução Distribuição de esforços entre a parede e o enrijecedor Exemplo 9.3: Projeto de um enrijecedor Considerações finais Exercícios 492 Capítulo 10 Paredes de contraventamento Introdução 495

11 sumário Influência do tipo e do layout das paredes de contraventamento Comportamento e modos de ruptura Paredes não armadas Paredes de contraventamento não armadas em edifício de múltiplos pavimentos Paredes de contraventamento armadas Paredes armadas e com aberturas Paredes de contraventamento armadas em edifícios de múltiplos andares Distribuição dos esforços em paredes de contraventamento Cargas verticais Forças laterais Fatores que afetam a distribuição das forças laterais Efeitos de aberturas na rigidez da parede e distribuição da força lateral Combinação de segmentos de paredes verticais e horizontais Rigidez de paredes com aberturas em edifícios baixos Exemplo 10.1: Distribuição da força lateral em uma edificação térrea Paredes de contraventamento de edifícios de múltiplos pavimentos Exemplo 10.2: Esforços em pilares de pilotis de edifício de múltiplos pavimentos Análise limite em paredes de contraventamento em alvenaria armada Dimensionamento de paredes de contraventamento Área da seção transversal Paredes de contraventamento não armadas Paredes de contraventamento armadas Ligação das paredes Exemplos Exemplo 10.3: Parede de contraventamento não armada Exemplo 10.4: Parede de contraventamento armada Exemplo 10.5: Pilar em uma parede de contraventamento com abertura Considerações finais Exercícios 561 Capítulo 11 Paredes de preenchimento e efeito arco Introdução 565

12 22 comportamento e dimensionamento de alvenaria estrutural 11.2 Paredes de preenchimento em pórticos Comportamento de paredes de preenchimento não ancoradas aos elementos do pórtico Análise de pórticos preenchidos Resistência de pórticos preenchidos Paredes de preenchimento com aberturas Paredes de preenchimento com juntas no topo Exemplo 11.1: Análise da rigidez de um pórtico com alvenaria de preenchimento Exemplo 11.2: Dimensionamento de uma alvenaria de preenchimento Paredes sobre vigas Introdução Mecanismo de interação e modos de ruptura Análise Limites da análise Exemplo 11.3: Parede apoiada em viga Considerações finais Exercícios 593 Índice remissivo 597 Referências bibliográficas 603