Comparativo do comportamento de vigas de alvenaria estrutural e de concreto armado solicitadas à flexão simples

Transcrição

1 Comparativo do comportamento de vigas de alvenaria estrutural e de concreto armado solicitadas à flexão simples Fernandes, G.F. (1); Arantes, J.A. (1); Ascenção, C.F. (1); Sanches, F.A.S (1); Gonçalves, F.C. (1); Cavazzana, S.Y.(1); Trindade, L. (1); Freddi, L. A. (1); Fernandes, L. (1); Zanolli, P.R. (1); Matinez, P.H.(1); Schiapati, R.S. (1); Pereira, R. B.C. (1); Marques, S.M. (1); Nakamura, S. (1); Rosin, T.A. (1); Chiuffa, V.P. (1); Bisuti, V.V. (1); Brasileiro, L.F (1). (1) PET (MEC), Alameda Bahia 550 CEP Ilha Solteira SP, petcivil@dec.feis.unesp.br Introdução A alvenaria estrutural é um sistema construtivo tradicional, tendo sido muito utilizada desde o início da atividade humana para executar estruturas com os mais variados fins. Atualmente tem sido observado, o aumento do uso da alvenaria estrutural como método construtivo. Apesar de muito utilizada, apenas recentemente foi elaborada uma norma para cálculos de vigas de alvenaria estrutural NBR (2011), que considera os Estados Limites Últimos. Até então a norma utilizada era a NBR (1989), que levava em consideração as tensões admissíveis, e recomendava que as vigas de alvenaria estrutural fossem calculadas como as de concreto armado no Estádio II. Com o intuito de conhecer o comportamento das vigas de alvenaria estrutural de blocos de concreto, utilizando-se de análises experimentais, serão ensaiadas à flexão vigas de concreto armado e vigas de alvenaria estrutural, comparando os resultados entre estes dois tipos de vigas e comparando, também, com os dados obtidos através do modelo indicado pela norma. Objetivos

2 Esta pesquisa tem por objetivo conhecer o comportamento das vigas de Alvenaria Estrutural comparado a vigas similares de concreto armado quando as mesmas estão sujeitas à flexão simples. Metodologia Foram confeccionadas vigas similares de alvenaria estrutural e de concreto armado para comparação de resultados. Haviam dois tipos de características geométricas diferentes. Tipo 1: base: 14 cm; altura: 38 cm, vão livre: 180 cm. Estas vigas foram dimensionadas para romperem cada uma em um domínio de deformação. Assim as vigas do tipo 1, tínhamos quatro vigas de concreto armado, a viga CAV1 (dimensionada para romper no domínio 2), a viga CAV2 (dimensionada para romper no domínio 3), a viga CAV3 (dimensionada para romper no domínio 4), e a viga CAV4 (possuindo armadura dupla). As vigas de alvenaria estrutural obedeceram ao mesmo critério das vigas de concreto armado, assim elas possuíram exatamente as mesmas armaduras e serão chamadas de AEV1, AEV2, AEV3, AEV4. Tipo 2: base: 14 cm; altura: 19 cm, vão livre: 280 cm. Do segundo tipo, também haviam vigas de concreto armado e alvenaria estrutural dimensionadas para romperem nos domínios 2, 3 e 4, sendo duas de cada tipo de estrutura. Ambos os tipos de vigas foram carregadas por duas cargas concentradas iguais e equidistantes do centro da viga. Resultados e discussão

3 Durante os ensaios foram tomadas algumas anotações para obtenção dos resultados, dispostas à seguir: Tipo 1 Vigas de Alvenaria Estrutural AEV1: Carregamento em 6,5 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 9,25 t: a viga atinge sua carga máxima. AEV2: Carregamento em 8,5 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 12,25 t: a viga atinge sua carga máxima. AEV3: Carregamento em 12,3 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 18,5 t: a viga atinge sua carga máxima. AEV4: Carregamento em 10,3 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 16,8 t: a viga atinge sua carga máxima. Vigas de concreto armado. CAV1: Carregamento em 8,0 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 8,6 t: a viga atinge sua carga máxima. CAV2:

4 Carregamento em 8,5 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 11,9 t: a viga atinge sua carga máxima. CAV3: Carregamento em 12,3 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 19,4 t: a viga atinge sua carga máxima. CAV4: Carregamento em 11,7 t: viga atinge o estado limite de serviço para Carregamento em 21,5 t: a viga atinge sua carga máxima. Em todas as vigas o início do aparecimento das fissuras se deu quando o carregamento estava entre 2,5 a 3,5 toneladas. Tipo 2 Vigas AE domínio 2: As vigas foram bem menos resistentes em relação aos outros domínios e material, parando a carga a 850 Kgf; Vigas CA domínio 2: As vigas foram bem menos resistentes em relação aos outros domínios, porém com resistência superior a viga de alvenaria; A viga rompeu a 1200 Kgf; Vigas AE domínio 3: Houve esmagamento do concreto em 1800 Kgf; As fissuras apareceram somente na região das juntas. Vigas CA domínio 3: As maiores fissuras, em quantidade e tamanho, ocorreram com carregamentos próximos a 1700 Kgf;

5 Houve esmagamento quando as cargas atingiram 2400 Kgf; Vigas AE domínio 4: Todas as fissuras ocorreram nas juntas; Houve esmagamento quando a carga atingiu 2000 Kgf. Vigas CA domínio 4: As maiores fissuras, em quantidade e tamanho, ocorreram quando a carga estava no intervalo de 3000 a 4700 Kgf.; Estas vigas suportaram as maiores cargas, chegando a 4700 Kgf, quando houve esmagamento no concreto; As vigas não apresentaram características de que haviam rompido, pois a carga crescia uniformemente, no entanto as mesmas já haviam atingido o seu Estado Limite. Conclusão Tratando inicialmente as vigas do tipo 1, podemos perceber a semelhança nos resultados entre as vigas de alvenaria estrutural e as vigas de concreto armado. As vigas de concreto armado superaram a carga prevista para rompimento, mas se assemelharam bastante das vigas de alvenaria estrutural. Percebemos que quando a taxa de armadura é menor, as vigas de alvenaria estrutural superaram as vigas de concreto armado, se tratando de carga máxima, mas quando a taxa de armadura sobe, as vigas de concreto armado passam a suportar uma carga maior. Nos ensaios com o tipo de viga 2 pôde-se notar a diferença nítida entre as resistências atingidas. As vigas de Concreto Armado dos respectivos domínios 2, 3 e 4, apresentaram resistência superior se comparadas as de Alvenaria Estrutural. Pôde-se notar também que o graute que preenchia as vigas de Alvenaria Estrutural era menos resistente que o bloco de concreto em si, visto que as fissuras apareceram na região das juntas. Para tanto, conclui-se que o traço do

6 graute é de extrema importância para que a resistência da Alvenaria Estrutural se aproxime dos valores do Concreto Armado. Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR /2011: Alvenaria Estrutural- Blocos de Concreto, Parte 1: Projeto. Rio de Janeiro, 2011, 42 p. CAMACHO, J.S. Estudos das vigas flexão normal e simples. Ilha Solteira: Unesp/FE/DEC, 2006, 41 p. CAMACHO, J.S. Introdução ao estudo do concreto armado. Ilha Solteira: Unesp/FE/DEC, 2006, 41 p. MAIA, E.J.A. Estudo experimental de vigas de alvenaria estrutural sujeitas à flexão. Ilha Solteira: Unesp/FE/DEC, 2012, 77 p. RAMALHO, M.A.; CORRÊA, M.R.S. Projeto de edifícios de alvenaria estrutural. São Paulo: Editora PINI, 1ª edição, 2003, 174 p..