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3º FORUM MINEIRO DE ALVENARIA ESTRUTURAL

“PARÂMETROS DE PROJETO DE ALVENARIA ESTRUTURAL COM BLOCOS DE CONCRETO”

Engo. Roberto de Araujo Coelho, M.Sc.

racional sistemas construBvos ltda 1

NBR 15961 – 1 : 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 15961 – 2 : Execução e controle de obras

•  Requisitos mínimos para a execução e o controle de obras com estruturas de alvenarias de blocos de concreto


OBJETIVOS

•  Atualizar os conceitos das normas NBR 10837 (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)


PRINCIPAIS MUDANÇAS

•  Tratamento : Tensões Admissíveis X Semi-‐Probabilís_co

σatuante ≤ σprisma x 0,2 x Kesbeltez

MÉTODO DA RESISTÊNCIA


σcálculo ≤ σresistente

95% 5%



MÉTODO SEMI-‐PROBABILÍSTICO




σcálculo ≤ σresistente

95% 5%



MÉTODO SEMI-‐PROBABILÍSTICO




?


•  Método dos estados limites

•  ELU – Estado Limite ÚlBmo

•  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.



•  Método dos estados limites

•  ELU – Estado Limite ÚlBmo

•  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



•  Diferentes combinações de ações

Coeficientes de ponderação (ELU) das resistências γm

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


POSICIONAMENTO

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


POSICIONAMENTO


•  Uso de argamassa no septo transversal ou não


POSICIONAMENTO



•  Uso de amarração contrafiada (> 1/3 altura bloco) 1/3H


POSICIONAMENTO



•  Uso de amarração contrafiada (> 1/3 altura bloco)

•  Uso da área bruta como referência (norma an_ga prisma)

1/3H


ESPECIFICAÇÕES

•  Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (fk ), pequenas paredes (fppk ) e de prismas (fpk ), com argamassa no septo transversal.

fk

fppk

fpk


fk = 85% fppk

ESPECIFICAÇÕES



fk = 70% fpk

ESPECIFICAÇÕES



ESPECIFICAÇÕES

•  Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (fk ), pequenas paredes (fppk ) e de prisma (fpk ), quando não será aplicado, na obra, argamassa no septo transversal – Adotar redutor de 80% .

fk* = 68% fppk (85%)

fk* = 56% fpk (70%)

fk* = 80% fk (100%)


ESPECIFICAÇÕES

•  Resistência à compressão na flexão (paralela à junta de assentamento) com a parede totalmente grauteada = fk nos demais casos = 50% fk


Resistência à tração na flexão ftk (MPa)

Direção da tração Resistência média à compressão da argamassa (MPa)

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

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


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 fvk (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


ESPECIFICAÇÕES


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)



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


ESPECIFICAÇÕES


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:

fvk = 0,35 + 1,75 ρ ≤ 0,7 MPa onde ρ = As / (b.d)



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


ESPECIFICAÇÕES

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


ESPECIFICAÇÕES


•  Módulo de deformação longitudinal da parede: E = 800 fpk ≤ 16 GPa ( Para verificações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de fissuração da parede)


ESPECIFICAÇÕES



•  Coeficiente de Poisson = 0,20


ESPECIFICAÇÕES




•  Coeficiente de dilatação térmica = 9,0 x 10-‐6 / 0C


ESPECIFICAÇÕES





•  Retração da alvenaria : •  Blocos curados a vapor.......... 500 x 10-‐6 ou 0,5mm/m •  Blocos sem cura a vapor........ 600 x 10-‐6 ou 0,6mm/m


ESPECIFICAÇÕES





•  Retração da alvenaria : •  Blocos curados a vapor.......... 500 x 10-‐6 ou 0,5mm/m •  Blocos sem cura a vapor........ 600 x 10-‐6 ou 0,6mm/m

•  Fluência – considerar o mesmo valor da deformação elás_ca (dobrar o valor da flecha elás_ca)


LIMITAÇÕES

•  Esbeltez λ = he / te

•  λ ≤ 24 paredes e pilares não armados

14cm x 24 = 336cm

he

te


he

te


LIMITAÇÕES

•  Os elementos estruturais que servem de apoio para as alvenarias não podem apresentar deslocamentos maiores que:

•  L/500, •  10mm •  θ = 0,0017 rad

he

te


LIMITAÇÕES

•  Os elementos estruturais que servem de apoio para as alvenarias não podem apresentar deslocamentos maiores que:

•  L/500, •  10mm •  θ = 0,0017 rad

•  Espessura mínima:

•  14 cm ........ 3 pavimentos ou mais •  11,5 cm* ... sobrados •  9 cm* ...... casas térreas

he

te


LIMITAÇÕES

•  Juntas de dilatação a cada 24m da edificação em planta


Localização do elemento

Limite do espaçamento entre juntas de controle (m)

Alvenaria sem armadura horizontal Alvenaria com tx armadura horizontal ≥ 0,04%

(h . t)

Cura a vapor Sem cura a vapor Cura a vapor Sem cura a vapor

Sem abe

rtura

Com abe

rtura

Sem abe

rtura

Com abe

rtura

Sem abe

rtura

Com abe

rtura

Sem abe

rtura

Com abe

rtura

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%

LIMITAÇÕES

•  Juntas de dilatação a cada 24m da edificação em planta

•  Juntas de controle para painéis con_dos em um único plano:


LIMITAÇÕES

•  Desaprumo para ediycios de andares múl_plos -‐ é obrigatório considerá-‐lo no dimensionamento

θa

∆P5

∆P4

∆P3

∆P2

∆P1

H


LIMITAÇÕES

•  Desaprumo para ediycios de andares múl_plos -‐ é obrigatório considerá-‐lo no dimensionamento

θa

Fd5

Fd4

Fd2

Fd3

Fd1

∆P5

∆P4

∆P3

∆P2

∆P1

H hi

hi = altura pavimento em relação à base, em metros


EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 10837/1989 P = Qk + Gk = 28.000 kg espessura = 14cm

280

200

Qk + Gk

3




280

200

Qk + Gk

3

Resistência MÉDIA dos prismas

Coeficiente de ponderação Coeficiente de esbeltez




280

200

Qk + Gk

3

Resistência MÉDIA dos prismas

Coeficiente de ponderação Coeficiente de esbeltez

3




280

200

Qk + Gk

3




280

200

Qk + Gk

3

Coef. Ponderação resistência = 2,0

Coef. Ponderação ações normais = 1,4 Coeficiente de esbeltez

41



280

200

Qk + Gk

3



3




280

200

Qk + Gk

3



3



•  Conclusões : NBR 15961/2011 X NBR 10837/1989





ANEXO A

•  Danos acidentais – evitar ou reduzir a probabilidade de danos à estrutura ou parte e a ocorrência de colapso progressivo.


ANEXO A


•  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.


ANEXO A



•  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.


ANEXO A



•  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.


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.




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


DIMENSIONAMENTO Á FLEXÃO

•  ALVENARIA NÃO ARMADA •  Estádio I -‐ com tensão máxima de compressão = 1,5 fd e máxima tensão

de tração = ftd .


DIMENSIONAMENTO Á FLEXÃO

•  ALVENARIA NÃO ARMADA •  Estádio I -‐ com tensão máxima de compressão = 1,5 fd e máxima tensão

de tração = ftd .

•  ALVENARIA ARMADA •  Estádio III – com tensão máxima na armadura fs = 0,5 fyd e o momento

máximo resistente : MRd ≤ 0,4 . fd . b . d2



CONCLUSÕES FINAIS

•  Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira


CONCLUSÕES FINAIS


•  Adota os conceitos dos estados limites


CONCLUSÕES FINAIS



•  Dá tratamento semi-‐probabilis_co igualando-‐se às demais normas


CONCLUSÕES FINAIS




•  Poderia ter avançado mais nas situações excepcionais como: •  Colapso progressivo •  Abalos / explosões •  Resistência ao fogo


CONCLUSÕES FINAIS




•  Poderia ter avançado mais nas situações excepcionais como: •  Colapso progressivo •  Abalos / explosões •  Resistência ao fogo


Engo Roberto de Araujo Coelho, M.Sc.

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