3º FORUM MINEIRO DE ALVENARIA ESTRUTURAL

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1 3º FORUM MINEIRO DE ALVENARIA ESTRUTURAL PARÂMETROS DE PROJETO DE ALVENARIA ESTRUTURAL COM BLOCOS DE CONCRETO Eng o. Roberto de Araujo Coelho, M.Sc. 1

2 NBR : Projeto Requisitos mínimos para o projeto de estruturas de alvenaria de blocos de concreto. Análise do desempenho estrutural de elementos de alvenaria de blocos de concreto inseridos em outros sistemas estruturais. Não inclui requisitos para evitar estados- limite gerados por ações como sismos, impactos, explosões e fogo. NBR : Execução e controle de obras Requisitos mínimos para a execução e o controle de obras com estruturas de alvenarias de blocos de concreto 2

3 OBJETIVOS Atualizar os conceitos das normas NBR (1989) e da NBR 8798 (1985); Preencher lacunas existentes nestas normas; Incorporar a experiência acumulada em projetos, pesquisas e uso da alvenaria estrutural nos úl_mos 20 anos Tornar os textos compa`veis, fáceis e fac`veis de serem empregados (PROJETO, EXECUÇÃO E CONTROLE) 3

4 PRINCIPAIS MUDANÇAS Tratamento : Tensões Admissíveis X Semi- Probabilís_co MÉTODO DA RESISTÊNCIA σ atuante σ prisma x 0,2 x K esbeltez 4

5 PRINCIPAIS MUDANÇAS Tratamento : Tensões Admissíveis X Semi- Probabilís_co MÉTODO DA RESISTÊNCIA σ atuante σ prisma x 0,2 x K esbeltez MÉTODO SEMI- PROBABILÍSTICO 95% 5% σ cálculo σ resistente 5

6 PRINCIPAIS MUDANÇAS Tratamento : Tensões Admissíveis X Semi- Probabilís_co MÉTODO DA RESISTÊNCIA σ atuante σ prisma x 0,2 x K esbeltez MÉTODO SEMI- PROBABILÍSTICO? 95% 5% σ cálculo σ resistente 6

7 Método dos estados limites ELU Estado Limite ÚlBmo PRINCIPAIS MUDANÇAS Perda equilibirio da estrutura; Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte; Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando os efeitos de segunda ordem; Provocado por solicitações dinâmicas; Colapso progressivo; Outros casos especiais. 7

8 Método dos estados limites ELU Estado Limite ÚlBmo PRINCIPAIS MUDANÇAS Perda equilibirio da estrutura; Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte; Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando os efeitos de segunda ordem; Provocado por solicitações dinâmicas; Colapso progressivo; Outros casos especiais. ELS Estado Limite de Serviço Comprome_mento do aspecto esté_co ou durabilidade; Deformações que prejudiquem a u_lização normal ou aspecto esté_co; Vibração excessiva ou desconfortável 8

9 Diferentes combinações de ações PRINCIPAIS MUDANÇAS Coeficientes de ponderação (ELU) das resistências γ m Combinações Alvenaria Graute Aço Normais 2,0 2,0 1,15 Especiais ou de construção 1,5 1,5 1,15 Excepcionais 1,5 1,5 1,0 9

10 POSICIONAMENTO Junta ver_cal preenchida com dois filetes de argamassa (Parte 2) 10

11 POSICIONAMENTO Junta ver_cal preenchida com dois filetes de argamassa (Parte 2) Uso de argamassa no septo transversal ou não 11

12 POSICIONAMENTO Junta ver_cal preenchida com dois filetes de argamassa (Parte 2) Uso de argamassa no septo transversal ou não Uso de amarração contrafiada (> 1/3 altura bloco) 1/3H 12

13 POSICIONAMENTO Junta ver_cal preenchida com dois filetes de argamassa (Parte 2) Uso de argamassa no septo transversal ou não Uso de amarração contrafiada (> 1/3 altura bloco) 1/3H Uso da área bruta como referência (norma an_ga prisma) 13

14 ESPECIFICAÇÕES Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (f k ), pequenas paredes (f ppk ) e de prismas (f pk ), com argamassa no septo transversal. f k f ppk f pk 14

15 ESPECIFICAÇÕES Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (f k ), pequenas paredes (f ppk ) e de prismas (f pk ), com argamassa no septo transversal. f k = 85% f ppk 15

16 ESPECIFICAÇÕES Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (f k ), pequenas paredes (f ppk ) e de prismas (f pk ), com argamassa no septo transversal. f k = 70% f pk 16

17 ESPECIFICAÇÕES Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (f k ), pequenas paredes (f ppk ) e de prisma (f pk ), quando não será aplicado, na obra, argamassa no septo transversal Adotar redutor de 80%. f k* = 80% f k (100%) f k* = 68% f ppk (85%) f k* = 56% f pk (70%) 17

18 ESPECIFICAÇÕES Resistência à compressão na flexão (paralela à junta de assentamento) com a parede totalmente grauteada = f k nos demais casos = 50% f k 18

19 ESPECIFICAÇÕES Resistência à tração na flexão válida apenas para ações variáveis e para argamassa mista (cimento, cal e areia), sem adi_vos e com juntas verbcais preenchidas Resistência à tração na flexão f tk (MPa) Resistência média à compressão da argamassa (MPa) Direção da tração 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0 Normal à fiada 0,10 0,20 0,25 Paralela à fiada 0,20 0,40 0,50 Nota : valores relabvos à área bruta 19

20 ESPECIFICAÇÕES Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais para argamassa mista (cimento, cal e areia), sem adi_vos e com juntas verbcais preenchidas Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais f vk (MPa) 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 20

21 ESPECIFICAÇÕES Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais para argamassa mista (cimento, cal e areia), sem adi_vos e com juntas verbcais preenchidas Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais f vk (MPa) 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 Nota 1 σ é a tensão norma de pré- compressão na junta considerando- se apenas as ações permanentes ponderadas por coef. segurança = 0,9 (ação favorável) 21

22 ESPECIFICAÇÕES Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais para argamassa mista (cimento, cal e areia), sem adi_vos e com juntas verbcais preenchidas Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais f vk (MPa) 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 Nota 1 σ é a tensão normal de pré- compressão na junta considerando- se apenas as ações permanentes ponderadas por coef. segurança = 0,9 (ação favorável) Nota 2 Quando exis_rem armaduras de flexão perpendiculares ao plano do cisalhamento e envoltas por graute, a resistência caracterís_ca ao cisalhamento pode ser ob_da por: f vk = 0,35 + 1,75 ρ 0,7 MPa onde ρ = A s / (b.d) 22

23 ESPECIFICAÇÕES Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco) 23

24 ESPECIFICAÇÕES Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco) Módulo de deformação longitudinal da parede: E = 800 f pk 16 GPa ( Para verificações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de fissuração da parede) 24

25 ESPECIFICAÇÕES Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco) Módulo de deformação longitudinal da parede: E = 800 f pk 16 GPa ( Para verificações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de fissuração da parede) Coeficiente de Poisson = 0,20 25

26 ESPECIFICAÇÕES Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco) Módulo de deformação longitudinal da parede: E = 800 f pk 16 GPa ( Para verificações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de fissuração da parede) Coeficiente de Poisson = 0,20 Coeficiente de dilatação térmica = 9,0 x 10-6 / 0 C 26

27 ESPECIFICAÇÕES Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco) Módulo de deformação longitudinal da parede: E = 800 f pk 16 GPa ( Para verificações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de fissuração da parede) Coeficiente de Poisson = 0,20 Coeficiente de dilatação térmica = 9,0 x 10-6 / 0 C Retração da alvenaria : Blocos curados a vapor x 10-6 ou 0,5mm/m Blocos sem cura a vapor x 10-6 ou 0,6mm/m 27

28 ESPECIFICAÇÕES Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco) Módulo de deformação longitudinal da parede: E = 800 f pk 16 GPa ( Para verificações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de fissuração da parede) Coeficiente de Poisson = 0,20 Coeficiente de dilatação térmica = 9,0 x 10-6 / 0 C Retração da alvenaria : Blocos curados a vapor x 10-6 ou 0,5mm/m Blocos sem cura a vapor x 10-6 ou 0,6mm/m Fluência considerar o mesmo valor da deformação elás_ca (dobrar o valor da flecha elás_ca) 28

29 LIMITAÇÕES Esbeltez λ = h e / t e λ 24 paredes e pilares não armados 14cm x 24 = 336cm h e t e 29

30 h e t e 30

31 LIMITAÇÕES Os elementos estruturais que servem de apoio para as alvenarias não podem apresentar deslocamentos maiores que: L/500, 10mm θ = 0,0017 rad h e t e 31

32 LIMITAÇÕES Os elementos estruturais que servem de apoio para as alvenarias não podem apresentar deslocamentos maiores que: L/500, 10mm θ = 0,0017 rad h e Espessura mínima: 14 cm... 3 pavimentos ou mais 11,5 cm*... sobrados 9 cm*... casas térreas t e 32

33 LIMITAÇÕES Juntas de dilatação a cada 24m da edificação em planta 33

34 LIMITAÇÕES Juntas de dilatação a cada 24m da edificação em planta Juntas de controle para painéis con_dos em um único plano: Limite do espaçamento entre juntas de controle (m) Alvenaria sem armadura horizontal Alvenaria com tx armadura horizontal 0,04% (h. t) Localização do elemento Cura a vapor Sem cura a vapor Cura a vapor Sem cura a vapor Sem abertura Com abertura Sem abertura Com abertura Sem abertura Com abertura Sem abertura Com abertura EXTERNA 7,00 5,95 5,60 4,90 9,00 7,65 7,20 6,30 INTERNA 12,00 10,20 9,60 8,40 15,00 12,75 12,00 10,50 Redutor 15% 20% 30% 15% 20% 30% 34

35 LIMITAÇÕES Desaprumo para ediycios de andares múl_plos - é obrigatório considerá- lo no dimensionamento P 5 P 4 H P 3 P 2 θ a P 1 35

36 LIMITAÇÕES Desaprumo para ediycios de andares múl_plos - é obrigatório considerá- lo no dimensionamento P 5 F d5 P 4 F d4 H P 3 P 2 F d3 F d2 h i θ a P 1 F d1 h i = altura pavimento em relação à base, em metros 36

37 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 10837/1989 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k

38 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 10837/1989 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k 3 Coeficiente de ponderação Coeficiente de esbeltez 280 Resistência MÉDIA dos prismas

39 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 10837/1989 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k 3 Coeficiente de ponderação Coeficiente de esbeltez 280 Resistência MÉDIA dos prismas

40 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 15961/2011 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k

41 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 15961/2011 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k 3 Coef. Ponderação ações normais = 1,4 Coef. Ponderação resistência = 2,0 Coeficiente de esbeltez

42 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 15961/2011 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k 3 Coef. Ponderação ações normais = 1,4 Coef. Ponderação resistência = 2,0 Coeficiente de esbeltez

43 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES NBR 15961/2011 P = Q k + G k = kg espessura = 14cm Q k + G k 3 Coef. Ponderação ações normais = 1,4 Coef. Ponderação resistência = 2,0 Coeficiente de esbeltez

44 EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES Conclusões : NBR 15961/2011 X NBR 10837/

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48 ANEXO A Danos acidentais evitar ou reduzir a probabilidade de danos à estrutura ou parte e a ocorrência de colapso progressivo. 48

49 ANEXO A Danos acidentais evitar ou reduzir a probabilidade de danos à estrutura ou parte e a ocorrência de colapso progressivo. Danos diversos Proteção através de estruturas auxiliares. Reforço com armaduras para aumentar a duc_lidade. Análise da estrutura com a falta de um elemento estrutural. 49

50 ANEXO A Danos acidentais evitar ou reduzir a probabilidade de danos à estrutura ou parte e a ocorrência de colapso progressivo. Danos diversos Proteção através de estruturas auxiliares. Reforço com armaduras para aumentar a duc_lidade. Análise da estrutura com a falta de um elemento estrutural. Impactos de veículos e equipamentos U_lização de estruturas auxiliares. Reforço dos elementos estruturais sob risco de colapso com taxa mínima de armadura. Dimensionar as lajes e os elementos estruturais considerando a re_rada das paredes, uma de cada vez e com coeficientes de segurança reduzidos. 50

51 ANEXO A Danos acidentais evitar ou reduzir a probabilidade de danos à estrutura ou parte e a ocorrência de colapso progressivo. Danos diversos Proteção através de estruturas auxiliares. Reforço com armaduras para aumentar a duc_lidade. Análise da estrutura com a falta de um elemento estrutural. Impactos de veículos e equipamentos U_lização de estruturas auxiliares. Reforço dos elementos estruturais sob risco de colapso com taxa mínima de armadura. Dimensionar as lajes e os elementos estruturais considerando a re_rada das paredes, uma de cada vez e com coeficientes de segurança reduzidos. Explosões Nos ambientes com possibilidade de explosão, analisar o ELU com a re_rada das paredes, uma de cada vez e com coeficientes de segurança reduzidos. 51

52 ANEXO A COLAPSO PROGRESSIVO Evitar que o dano a um elemento estrutural possa levar à ruptura de parte significa_va da estrutura como um todo. 52

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55 ANEXO B ALVENARIA PROTENDIDA É recomendada nos casos onde a tração é o esforço predominante Fornece orientações para dimensionamento, verificação da ruptura, cisalhamento, perdas de protensão, deformações, etc. Apresenta recomendações para execução da alvenaria protendida 55

56 DIMENSIONAMENTO Á FLEXÃO ALVENARIA NÃO ARMADA Estádio I - com tensão máxima de compressão = 1,5 f d e máxima tensão de tração = f td. 56

57 DIMENSIONAMENTO Á FLEXÃO ALVENARIA NÃO ARMADA Estádio I - com tensão máxima de compressão = 1,5 f d e máxima tensão de tração = f td. ALVENARIA ARMADA Estádio III com tensão máxima na armadura f s = 0,5 f yd e o momento máximo resistente : M Rd 0,4. f d. b. d 2 57

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59 CONCLUSÕES FINAIS Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira 59

60 CONCLUSÕES FINAIS Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira Adota os conceitos dos estados limites 60

61 CONCLUSÕES FINAIS Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira Adota os conceitos dos estados limites Dá tratamento semi- probabilis_co igualando- se às demais normas 61

62 CONCLUSÕES FINAIS Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira Adota os conceitos dos estados limites Dá tratamento semi- probabilis_co igualando- se às demais normas Poderia ter avançado mais nas situações excepcionais como: Colapso progressivo Abalos / explosões Resistência ao fogo 62

63 CONCLUSÕES FINAIS Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira Adota os conceitos dos estados limites Dá tratamento semi- probabilis_co igualando- se às demais normas Poderia ter avançado mais nas situações excepcionais como: Colapso progressivo Abalos / explosões Resistência ao fogo Eng o Roberto de Araujo Coelho, M.Sc. racional sistemas constru;vos roberto@racionalsistemas.com 63