CBloco Manual de Dimensionamento Estrutural.pdf

Elementos de apoio ao projecto e execução de

elementos de alvernaria estrutural e não

estrutural com unidades cBloco

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CBLOCO — MANUAL DE DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL

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Ficha Técnica

TitulocBloco - Manual de Dimensionamento Estrutural

Propriedade e EdiçãoCerâmica Vale da Gândara, SA

Coordenação do ProjectoProf. Paulo Lourenço

ColaboradoresEng.ª Graça VasconcelosEng.º João Paulo GouveiaEng.º Pedro MedeirosEng.º Rui Marques

CapaJosé Luis Fernandes - CTCV

Maquetização e ImpressãoOficialDesign, lda

Depósito legalxxxxxxxxx

ISBNxxxxxxxxxxxx

Tiragem500 exemplares

Financiamento

Parceiros

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ELEMENTOS DE APOIO AO PROJECTO E EXECUÇÃO DE ELEMENTOS DE ALVENARIA ESTRUTURAL E NÃO ESTRUTURAL COM UNIDADES CBLOCO

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ÍNDICE

1. Objectivo.................................................................................................................................................... 7

Metodologia de Cálculo ......................................................................................................................... 8

1. Introdução ............................................................................................................................................. 9

2. Descrição do edifício ............................................................................................................................. 9

2.1. Geometria................................................................................................................................. 9

2.2. Solução construtiva................................................................................................................... 10

2.3. Localização................................................................................................................................ 10

2.4. Verificação de segurança........................................................................................................... 11

3. Determinação de características mecânicas de alvenaria...................................................................... 11

4. Determinação das acções...................................................................................................................... 19

4.1. Alvenaria estrutural................................................................................................................... 19

4.2. Alvenaria não estrutural............................................................................................................ 40

4.3. Combinações de acções ........................................................................................................... 43

5. Verificações de segurança...................................................................................................................... 45

5.1. Alvenaria estrutural................................................................................................................... 45

5.2. Alvenaria não estrutural............................................................................................................ 60

Critérios para Boas Práticas de Projecto e Execução ............................................................ 66

1. Introdução ............................................................................................................................................. 67

2. Apresentação......................................................................................................................................... 68

2.1. Campo de aplicação ................................................................................................................. 68

3. Referências normativas .......................................................................................................................... 68

4. Considerações de Projecto ................................................................................................................... 69

4.1. Factores na escolha de materiais e pormenorização de elementos......................................... 69

4.2. Escolha de Materiais ................................................................................................................. 70

5. Considerações de Execução.................................................................................................................. 75

5.1. Aceitação, manuseamento e armazenamento de materiais ..................................................... 75

5.2. Preparação de materiais ........................................................................................................... 77

5.3. Construção de paredes ............................................................................................................ 78

5.4. Cura e outras medidas protectivas durante construção .................................................................... 82

Pormenores construtivos ...................................................................................................................... 83

1. Introdução ............................................................................................................................................. 84

2. Lista de Desenhos ................................................................................................................................. 85

Bibliografia ................................................................................................................................................... 86

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1. OBJECTIVO

O presente documento resulta do trabalho de investigação desenvolvido no âmbito do projecto de investigação CBloco– Dimensionamento Estrutural. Este projecto tem como objectivo principal o desenvolvimento de soluções de paredesde alvenaria estrutural e não estrutural com base em unidades cerâmicas de alto desempenho térmico. A ideia ésubstituir as tradicionais paredes duplas não estruturais por paredes simples. Em particular o relatório apresentado temcomo objectivo apresentar a metodologia de cálculo para o dimensionamento/verificação de segurança de paredes dealvenaria não armada sujeitas a diferentes tipos de acções. Tendo em conta o campo de aplicação da unidade de alvenariacerâmica analisam-se situações no domínio do dimensionamento de alvenaria estrutural e de alvenaria não estrutural(alvenaria de enchimento). Para o efeito são apresentados vários exemplos de cálculo.

Como alvenaria estrutural entende-se aquela cujos elementos têm função explícita de suporte das cargas verticais ehorizontais de um edifício. Como exemplo admitam-se as paredes sobre as quais se apoiam as lajes ou muros de suporte.As paredes não resistentes não têm função de suportar cargas verticais além das decorrentes do seu peso próprio. Estasparedes necessitam, no entanto de ser dimensionadas tendo em conta a acção do vento e o sismo, no sentido de evitaro seu colapso que ponha em risco vidas humanas.

O relatório divide-se em três partes, nomeadamente: Metodologia de Cálculo; a apresentação de Critérios para BoasPráticas de Projecto e Execução de estruturas em alvenaria e Pormenores Construtivos, típicos de alvenaria estruturale não estrutural, com recurso a unidades cBloco.

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Metodologia de Cálculo

1. INTRODUÇÃO

Nesta secção são apresentados os métodos considerados pela regulamentação europeia para o cálculo de acções, everificação de segurança, de elementos estruturais e não estruturais. A apresentação é complementada com um exemplode cálculo simples, mas de carácter geral.

A primeira parte divide-se em quatro capítulos:

• Descrição dos edifícios do qual se seleccionam elementos estruturais e não estruturais para aplicação directada metodologia de cálculo

• Determinação de propriedades mecânicas de alvenaria

• Definição das acções em alvenaria estrutural e em elementos de alvenaria não estrutural;

• Verificação de elementos com função estrutural e não estrutural.

2. DESCRIÇÃO DO EDIFÍCIO

Nesta secção são apresentadas as características do edifício a ser considerado nos exemplos de cálculo relativos aalvenaria estrutural e não estrutural.

As verificações de segurança em alvenaria estrutural estão baseadas nos esforços actuantes numa moradia em alvenarianão reforçada. Optou-se pela consideração de um edifício em alvenaria com simetria em planta e regular em altura porfacilitar o cálculo de esforços, sem prejuízo no campo de aplicação das verificações de segurança apresentadas, que sãoo principal objectivo deste documento.

2.1. Geometria

O edifício é constituído por 1 piso totalmente enterrado e outros dois acima do solo, o primeiro com 2,6m de altura eos restantes com 3m de altura. Apresenta planta quadrada, com 9m de lado, e com elementos verticais dispostossimetricamente segundo os dois eixos ortogonais. Na cobertura existe uma platibanda em todo o contorno, com 1,2mde altura. Os vãos estão, tal como as paredes, distribuídos simetricamente em torno do edifício.

Figura 1 - Planta do edifício nos pisos 0 e 1; Planta com definição de eixos e nomenclatura de paredes tidas em

consideração para efeito de cálculo de elementos estruturais

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2.2. Solução construtiva

O edifício proposto é constituído por paredes de alvenaria não armadas e com pavimentos em laje de betão armadomaciça, armada em duas direcções, pelo que se consideram todas as paredes como resistentes. Considera-se tambémque todas as paredes contribuem para a estabilidade do edifício a acções horizontais. As paredes exteriores são de tipocBloco, com espessura de 30cm e as interiores têm características semelhantes às cBloco, mas espessura de 22cm.

Dois tipos de junta foram considerados:

• Em platibandas, muros de cave e muros interiores considera-se a alvenaria assente em junta horizontal deargamassa continua;

• Os restantes elementos estão assentes em junta horizontal com 2 faixas de argamassa com 9cm de largura.

• Em ambos os casos a junta vertical entre unidades de alvenaria não está preenchida.

De acordo com o documento de aplicação nacional, relativo ao EC8 (2004) Parte 1, em Portugal as estruturas dealvenaria simples são permitidas apenas em situações de baixa sismicidade e se realizadas com unidades do Grupo 1. Paraserem permitidas em Portugal, as estruturas de alvenaria simples, para além das prescrições da EC6 Parte 1-1 (2006),devem respeitar adicionalmente o prescrito na EC8 Parte 1-1 (2004) para estruturas de alvenaria simples e o indicadono Quadro NA.9.2 quanto à espessura tef,min . Adicionalmente o número de pisos dos edifícios abrangidos pelo conceitode “edifícios simples de alvenaria” não pode exceder um quando for utilizada alvenaria simples.

A opção por alvenaria não armada, apesar das restrições a nível nacional, tem o duplo objectivo de apresentar e sistematizara aplicação dos métodos de verificação de segurança em alvenaria (que com ligeiras adaptações podem ser aplicados à alvenariaarmada e confinada) e provar a possibilidade de aplicação de um sistema construtivo deste tipo em território nacional.

2.3. Localização

Considera-se que o edifício se localiza em zona sísmica 5 e fundado num terreno de tipo A. Considera-se em termos dequantificação da acção do vento que está localizada em zona A e com uma envolvente com rugosidade de tipo I.

2.4. Verificação de segurança

A verificação de segurança de elementos de alvenaria estrutural incidirá sobre o elemento P11 apresentado na Figura 1.

A verificação de segurança em elementos de alvenaria não estrutural incidirá sobre a platibanda do edifício e uma paredede enchimento com geometria semelhante à de P11.

3. DETERMINAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS DE ALVENARIA

A solução de parede de alvenaria não reforçada, com unidades cBloco, é um material compósito constituído porunidades de alvenaria e por argamassa em junta horizontal. A determinação das características da alvenaria em termosde regulamentação europeia EC6 (2005) requer, numa primeira fase a caracterização dos materiais constituintes daalvenaria e das relações entre eles, e só depois a caracterização da alvenaria como material compósito.

Figura 2 - Plantas (acima) e alçados (abaixo) de moradia tida em consideração para efeitos de cálculo neste

documento.

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Sequência de cálculo

A determinação das características mecânicas da alvenaria é determinada com base no ponto 3.6 de EC6 Parte 1-1:2005.

Caso não estejam disponíveis dados experimentais, a determinação das características da alvenaria pode ser determinadanuma sequência de passos que se apresentam no Quadro 1:

Quadro 1 - Etapas para o cálculo de características mecânicas de elementos de alvenaria.

Etapa 1 - Determinação de características de materiais constituintes da alvenaria e relaçãoentre eles

Etapa 1.1 - Determinação de características de unidades alvenaria

As unidades de alvenaria são caracterizadas em categorias, grupos e em função da sua resistência à compressãonormalizada, para efeitos de utilização como alvenaria estrutural.

Para alvenaria cerâmica, a classificação por categorias distingue, de acordo com a EN 771-1 (2003), as unidades emcategorias I ou II consoante a qualidade do fabrico:

• Categoria I – se o sistema de produção consegue garantir que os blocos apresentem em 95% dos casosvalores de resistência superiores ao valor resistente declarado.

• Categoria II – nos restantes casos;

A classificação por grupos considera 4 possibilidades de acordo com a satisfação de vários requisitos relacionados coma percentagem de furação vertical ou horizontal, as dimensões das paredes exteriores e de delimitação dos vaziosinternos. O Quadro 2 apresenta os requisitos apresentados no EC6 (2005).

Quadro 2 - Requisitos geométricos para caracterização de Grupos de unidades de alvenaria cerâmica.

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A resistência à compressão normalizada corresponde ao resultado do ensaio da unidade de alvenaria, convertido paraum valor de resistência em condições normalizadas de acondicionamento e geometria. A resistência à compressãonormalizada de unidades é obtida de acordo com a norma EN772-1 (2000). O método de avaliação depende do tipo dejunta horizontal pelo que se deve definir qual o tipo de junta a utilizar na construção, nomeadamente contínua oudescontínua (assentamento por faixas).

Além das características mínimas apresentadas no Quadro 2, a EC8 Parte 1-1 (2004) e respectivo Documento Nacionalde Aplicação (DNA) impõem algumas condições complementares às unidades de alvenaria cerâmica:

• Não são admissíveis Unidades do Grupo 3;

• Em geral as unidades de alvenaria devem ter as seguintes características: fb,min = 5 N/mm2; fbh,min =2 N/mm2

• Nas zonas sísmicas 3 a 5 da Acção Sísmica Tipo 1 e nas zonas 2 e 3 da Acção Sísmica Tipo 2: fb,min= 3 N/mm2;fbh,min = 1,6 N/mm2

Quanto às características necessárias definir para alvenaria estrutural, a unidade cBloco apresenta as propriedadesdefinidas no Quadro 3.

Quadro 3 - Características de unidades de alvenaria cBloco.

Do Quadro 3 verifica-se que a unidade cBloco apresenta características que possibilitam a sua utilização em regiõessísmicas.

Etapa 1.2 – Definição de características de argamassa utilizada

A argamassa utilizada é caracterizada em termos dos seus constituintes, método de definição da sua composição,método de produção, resistência à compressão e aderência à alvenaria.

Quanto aos seus constituintes a argamassa pode ser classificada como:

• Argamassa de densidade normal;

• Argamassa - cola;

• Argamassa de baixa densidade, que ainda pode ser dividida em duas categorias de peso.

A EC8 Parte 1-1 (2004) e respectivo DNA impõem algumas condicionantes à escolha da argamassa, nomeadamente:

• Resistência à compressão igual ou superior a 5 N/mm2 (M5) em alvenaria simples ou confinada, e 10 N/mm2

(M10) em alvenaria armada

• Preenchimento de juntas verticais de assentamento, excepto em zonas de baixa sismicidade

Quadro 4 - Características de argamassa a utilizar em exemplos de cálculo

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Etapa 1.3 – Definição de tipo de junta a utilizar

• As juntas horizontais podem ser:

• De espessura normal – se a espessura da junta se situar entre os 6 e os 15 mm;

• Espessura reduzida – se a espessura da junta se situar entre os 3 e os 5 mm.

Em termos de preenchimento, a junta horizontal pode ser:

• Totalmente preenchida;

• Parcialmente preenchida por faixas, que abranger no mínimo 40% da espessura da parede.

A junta vertical pode ser:

• Preenchida;

• Não preenchida.

As soluções em alvenaria resistente não armada consideradas no exemplo de cálculo têm as características apresentadasno Quadro 5.

Quadro 5 - Características de juntas a utilizar em exemplos de cálculo.

Etapa 2 - Determinação de resistência à compressão

A resistência à compressão é determinada com base na secção 3.6 de EC6 (2005), ou em alternativa experimentalmentede acordo com a norma EN 1052-1 (1999).

De uma forma geral, a resistência à compressão, é obtida pela seguinte expressão:

Eq. 1

Em que:

fk - valor de cálculo da resistência característica à compressão da alvenaria, em N/mm2

K - constante que depende do tipo e material da unidade de alvenaria, do seu respectivo grupo e do tipo de argamassajunta utilizada.

fb - valor da resistência normalizada à compressão das unidades de alvenaria, em N/mm2, na direcção de aplicação dacarga, com o valor máximo de 75 N/mm2 para unidades assentes com argamassa convencional.

fm - valor da resistência à compressão da argamassa convencional, em N/mm2, com o limite máximo definido pelomenor dos valores de 20 N/mm2 e 2x fb.

α, β – constantes;

Etapa 2.1 - Determinação do parâmetro K

O valor de K tem em conta o tipo de material e grupo das unidades de alvenaria, tipo de junta e resistência da argamassa.

Para o exemplo de cálculo considerado o valor de K assume o valor apresentado no Quadro 6, para as duas situaçõesde junta horizontal completamente preenchida.

Para alvenaria assente em faixas o valor de K corresponde à interpolação entre K e K/2 conforme a relação entre a larguradas faixas de assentamento e espessura total da alvenaria, g/t, seja 1 ou 0.4 respectivamente.

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Etapa 2.2 - Determinação dos valores de αα e ββ

Nos casos em que existem resultados de ensaios de compressão e conhecidos os valores de fb, fm e K, os valores de αe β são calibrados com base nos resultados experimentais.

Nos casos em que não existem resultados experimentais fiáveis, as constantes α e β são fornecidas pelo regulamentopara as situações de alvenaria mais comuns.

Para o exemplo de cálculo considerado as constantes assumem os valores de 0,7 e 0,3 respectivamente (EC6, 2005).

Etapa 2.3 – Cálculo de resistência à compressão

A consideração dos diferentes tipos de junta horizontal é feita, no caso particular de unidades de grupo 2 e 3, atravésdos valores de resistência à compressão normalizada das unidades de alvenaria, que são obtidos através deprocedimentos de ensaio distintos consoante se trate de junta horizontal completa ou preenchida por faixas.

A resistência característica à compressão da alvenaria fk, para os dois tipos de junta horizontal (contínua e por faixas) éa apresentada no Quadro 7.

Quadro 6 - Parâmetro K para determinação da resistência à compressão da alvenaria para o caso de estudo.

Quadro 7 - Resistência à compressão de alvenaria, considerar para exemplo de cálculo.

Etapa 3 – Determinação de resistência ao corte

A resistência ao corte é determinada com base na disposição 3.6 de EC6 (2005).

De acordo com o regulamento é o resultado de duas parcelas, a primeira relativa à coesão inicial entre os materiais (seminfluência de carga vertical) e a segunda relacionada com a influência da acção vertical, numa expressão do tipoapresentado em seguida:

Eq. 2

em que:

C – constante que toma o valor de 1 para alvenaria com junta vertical preenchida e 0.5 para alvenaria com junta verticalnão preenchida, sendo multiplicada pela relação g/t, que consiste na razão entre a largura das faixas de argamassa ea espessura total da parede, no caso de a alvenaria ser assente por faixas.

g – corresponde à espessura total das faixas de argamassa;

t – a espessura da parede de alvenaria;

fvko – é a resistência ao corte característica sob tensão normal nula;

σd – é a tensão de compressão perpendicular à direcção das juntas de assentamento, calculada com base na combinação deacções condicionante, e resultante da distribuição uniforme do esforço normal pela secção comprimida do elemento.

O valor máximo admissível para a resistência ao corte da alvenaria varia entre 0.065fb para junta vertical preenchida e0.045fb para os restantes casos.

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Etapa 3.1 - Determinar o valor de fv0k

A resistência inicial ao corte, fvko, pode ser obtida experimentalmente a partir da norma europeia EN1052-3 (2002). Nafalta de informação experimental fiável a resistência inicial de corte pode ser determinada com base na tabela 3.4 do EC6(2005). A resistência inicial ao corte depende do tipo de unidade de alvenaria, tipo de juntas de argamassa e da resistênciaà compressão da argamassa. Para o exemplo de cálculo considerado apresentam-se no Quadro 8 os valores de fvok e deC correspondentes a cada um dos tipos de alvenaria.

A tensão resistente característica de corte é obtida através das equações Eq. 3 e Eq. 4, para o caso de juntas horizontaiscontínuas e junta vertical não preenchida e para junta horizontal assente por faixas e junta vertical não preenchidarespectivamente.

Eq. 3

Eq. 4

Etapa 4 – Determinação de módulo de elasticidade

A determinação do módulo de elasticidade da alvenaria pode ser efectuada experimentalmente a partir da normaEN1052-1 ou calculada de acordo com a indicação do EC6 (2005), ver Eq. 5:

Eq. 5

Em que:

fk – é a resistência à compressão característica da alvenaria;

Etapa 5 – Determinação de módulo de distorção

A determinação do módulo de distorção é feita de acordo com a secção 3.7 de EC6 (2005). O módulo de distorção, G,é considerado 40% do valor do módulo de elasticidade.

Eq. 6

Para os exemplos de cálculo considerados assume os valores apresentados no Quadro 9.

Quadro 9 – Módulo de elasticidade e de distorção de paredes de alvenaria em exemplo de cálculo considerado.

Etapa 6- Determinação de resistência à flexão

A verificação da segurança de paredes a acções para fora do seu plano, quer sejam estruturais ou não estruturais, requero conhecimento da resistência característica à flexão da alvenaria. Não existindo dados experimentais (EN 1052-2,1999), a determinação da resistência característica à flexão da alvenaria é efectuada com base na secção 3.6 de EC6(2005). Diferentes valores da resistência à flexão da alvenaria devem ser considerados consoante a direcção em que sedesenvolve, relativamente à direcção das juntas de assentamento:

• Plano de rotura paralela às juntas de assentamento - fvk1;

• Plano de rotura perpendicular às juntas horizontais - fvk2

A resistência característica à flexão depende do tipo de unidade de alvenaria e da resistência e tipo de junta de argamassa.Para o exemplo de cálculo considerado os valores de resistência são apresentados no Quadro 10.

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3.1.1. Coeficientes parciais de segurança

Para o dimensionamento e para ter em conta a variabilidade dos materiais em termos de propriedades mecânicas osvalores de cálculo das propriedades resistentes da alvenaria vêm afectados dos coeficientes parciais de segurança deacordo com a seguinte expressão:

Eq. 7

com:

Rd – valor da resistência de cálculo;

Rk – valor da resistência característica,

γM – factor de segurança parcial.

O valor do coeficiente de segurança parcial a utilizar em alvenaria depende por um lado da categoria das unidades dealvenaria e, por outro, da sua classe. Existem cinco classes (1-5), que estão relacionadas com a qualidade de execuçãoem obra. A classe 1 corresponde à classe de execução de maior qualidade, enquanto a classe 5 corresponde à alvenariacom execução técnica mais deficitária. Para o exemplo de cálculo considerado o coeficiente de segurança parcialapresenta-se no Quadro 11.

Quadro 10 - Determinação de resistência à flexão, de acordo com o EC6 (2005)

Quadro 11 - Determinação de coeficiente de segurança parcial de acordo com o ponto 2.4.3 do EC6 (2005).

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4. DETERMINAÇÃO DAS ACÇÕES

Nesta secção são calculadas as acções no edifício a serem considerados na verificação de segurança em elementosestruturais e não estruturais.

Consideram-se as seguintes acções:

• Acções permanentes e sobrecargas

• Acção do vento

• Acção sísmica em elementos estruturais

• Acção sísmica em elementos não estruturais.

Adicionalmente, são apresentados procedimentos para o cálculo e distribuição destas acções pelos vários elementosestruturais e não estruturais do edifício.

4.1. Alvenaria estrutural

4.1.1. Cargas permanentes e sobrecarga


A quantificação das acções verticais actuantes nas paredes de um edifício em alvenaria estrutural segue as etapasindicadas no Quadro 12.

Quadro 12 – Etapas para o cálculo de acções normais em paredes

Etapa 1 – Quantificação de acções permanentes e sobrecargas

As cargas permanentes são determinadas com base em valores definidos pelos regulamentos de materiais ou através dacomposição dos pesos dos diversos elementos que constituem elemento estrutural ou não estrutural. Para o exemplode cálculo considerado os pesos volúmicos dos materiais e sobrecargas são apresentados Quadro 13.

Quadro 13 - Pesos volúmicos de materiais/revestimento e valores por unidade de área de sobrecargas.

O Quadro 14 apresenta as áreas dos vários elementos do edifício em análise e os respectivos pesos totais não majorados.

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O Quadro 15 apresenta o valor de sobrecargas, não majoradas, introduzidos nos pisos.

Quadro 14 - Pesos totais aplicados no edifício (Cargas permanentes)

Quadro 15 - Pesos totais aplicados no edifício (sobrecargas)

Etapa 2 – Cálculo de cargas verticais resultantes do peso dos elementos e sobrecargas

Etapa 2.1 - Quantificação das cargas verticais devidas aos pesos dos elementos

Uma vez que se admite continuidade dos elementos verticais a transmissão de esforços de paredes é feita directamentedas superiores para as inferiores.

Etapa 2.2 - Quantificação das acções verticais provenientes de pavimentos

Os esforços normais aplicados nos elementos verticais provenientes dos pavimentos são determinados com recurso aum modelo de áreas de influência, como o que se apresenta na Figura 3 para o edifício em estudo. A inclinação dasarestas das áreas é definida com inclinação de 45º.

A apresenta Figura 4 o valor dos esforços verticais, não majorados, no elemento de referência considerado (P11) paraefeitos de cálculo neste documento, e ao nível de cada piso.

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4.1.2 Acção do vento

A aplicação da acção do vento será regulada pelo EC1, Parte 1-4 (2004). Na fase actual ainda existe incoerência entreesta pré-norma e o Documento Nacional de Aplicação, o Regulamento de Segurança e Acções (RSA) no cálculo dapressão característica. Opta-se por apresentar uma metodologia em que este valor é determinado de acordo com o RSA(1983) e o cálculo de pressões da norma europeia.

Sequência de Cálculo

A determinação da acção sísmica aplicada ao edifício compreende as etapas indicadas no Quadro 16.

Figura 3 - Esquema com áreas de influência (esquerda) e designação de paredes resistentes (direita)

Figura 4 - Acções verticais em parede P11.

Quadro 16 - Sequência de cálculo para determinação da acção do vento

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Etapa 1 – Determinação da pressão dinâmica do vento - wk

Etapa 1.1 - Classificação do edifício quanto a zona e rugosidade do terreno

Para efeitos de quantificação da acção do vento considera-se o país dividido em duas zonas:

Zona A – generalidade do território, excepto as regiões pertencentes à zona B;

Zona B – os arquipélagos dos Açores e Madeira, e as regiões do continente situadas numa faixa costeira com 5km delargura ou altitude superior a 600m.

Para ter em conta a variação do vento com a altura acima do solo consideram-se dois tipos de rugosidade aerodinâmicado solo:

Rugosidade tipo I – a atribuir a locais situados no interior de zonas urbanas em que predominam edifícios de médio egrande porte;

Rugosidade tipo II – rugosidade a atribuir aos restantes locais, nomeadamente zonas rurais e periferia de zonas urbanas.

O edifício considerado no exemplo de cálculo está localizado na zona A e a envolvente apresenta um coeficiente derugosidade de tipo I.

Etapa 1.2 - Determinação da altura de referência

A altura de referência corresponde à altura acima do solo ou, nos casos em que o solo é inclinado deverá ser calculadode acordo com o anexo I do RSA (1983).

O edifício considerado em exemplo de cálculo está localizado numa zona plana e tem uma altura total de 7,2m (6m +1,2m de platibanda).

Etapa 1.3 - Cálculo de pressão dinâmica característica

O valor característico da pressão dinâmica é função da zona climática, do tipo de rugosidade do solo e da altura dereferência. Pode ser determinada através da Figura 1 do anexo I do RSA (1983) ou calculada através das expressõesapresentadas no art.º 24.3. Assim, a pressão dinâmica característica do edifício considerado em exemplo de cálculo écalculada através das seguintes expressões:

Eq. 8

Eq. 9

Etapa 2 - Cálculo de pressões totais no edifício

Etapa 2.1 - Determinação de coeficientes de pressão externos – cpe

Os coeficientes de pressão externos são calculados de acordo com o ponto 7.2 do EC1-1-4 (2005) e dependem dotamanho da área carregada (A). Os valores apresentados pelo regulamento são correspondentes a medições sobre áreade 1m2 e 10m2, sendo os restantes passíveis de serem interpolados através da Figura 5.

Figura 5 - Definição do coeficiente de pressão exterior em função da área do elemento carregado

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A distribuição de pressões externas depende, por outro lado, das dimensões do edifício, da localização do paramentorelativamente à direcção do vento e da sua dimensão. Os coeficientes de pressão externos, para as várias zonas doedifício, em função das dimensões suas dimensões estão apresentados no Quadro 17.

Quadro 17 - Coeficientes de pressão externos a actuar em edifícios de planta rectangular.

A quantidade e dimensão das zonas afectadas por diferentes intensidades da acção do vento dependem das dimensõesdo edifício. A determinação de um parâmetro, e, é a forma utilizada pelo regulamento para distinguir as diferentessituações.

Eq. 10

Com,

b – comprimento do edifício na direcção perpendicular à do vento;

h – altura do edifício.

Para o edifício considerado e ≥ d, o que corresponde a um zonamento de pressões de acordo com a Figura 6.

Figura 6 - Esquema de distribuição de zonas de diferentes pressões no edifício considerado no exemplo de cálculo, de

acordo com EC1 Parte 1-4 (2005); Alçado lateral (esquerda); Planta (direita)

A área (A) de cada uma das zonas é a apresentada no Quadro 18.Quadro 18 - Determinação de áreas de zonas de pressão no edifício.

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— 20 —

Todas as áreas são superiores a 10m2, logo não é necessária a interpolação de valores entre cpe1 e cpe10. A relação entreh e d do edifício é de 7,2/9 = 0,8, pelo que de forma conservativa se podem tomar os valores de cpe10 relativos a umarelação h/d = 1.

Tendo como base o Quadro 17, os coeficientes de pressão externos a considerar são indicados no Quadro 19.

Quadro 19 - Coeficientes de pressão externos do edifício

Etapa 2.2 - Determinação de coeficientes de pressão internos – cpi

Os coeficientes de pressão interior são calculados de acordo com as orientações do ponto 7.2.9 do EC1 Parte 1-4(2005). De acordo com este documento o valor da pressão interna depende da existência ou não de uma face dominanteno edifício. Três situações são consideradas:

• A face dominante tem mais de duas vezes a área de aberturas das restantes faces;

• A face dominante tem mais de três vezes a área de aberturas das restantes faces;

• Não existe face dominante;

A quase simetria de aberturas do edifício considerado para exemplo de cálculo faz com que não existam facescondicionantes (com a área de abertura dupla da das aberturas nas restantes faces). Nestas condições o coeficiente depressão interno é determinado através da Figura 7.

Figura 7 - Ábaco para determinação de coeficiente de pressão interna em situação de não existir face dominante no

edifício.

O parâmetro μ é determinado através da seguinte expressão:

Eq. 11

Considerando a abertura de janelas 1,2 x 1 m2 e a abertura de portas 1,2 x 2m2, e a existência de 6 janelas no primeiropiso, 8 no segundo e a existência de duas portas no primeiro piso, o valor condicionante de μ assume o valor:

Eq. 12

Ao qual corresponde um valor para cpi de -0,2.

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— 21 —

Etapa 2.3 - Cálculo de pressão em superfícies exteriores

A pressão actuante nas superfícies exteriores é determinada através da seguinte expressão:

Eq. 13

Tendo em consideração os valores da pressão característica do edifício e os coeficientes de pressão externos, a pressãoexterna na superfície dos diferentes alçados é a apresentada no Quadro 20.

Quadro 20 - Pressão externa em superfícies.

Assumindo as convenções da distribuição de pressões exteriores assume a forma apresentada na primeira parcela daFigura 9.

Etapa 2.4 - Cálculo de pressão em superfícies interiores

A pressão actuante nas superfícies interiores é determinada através da seguinte expressão:

Eq. 14

Tendo em consideração os valores da pressão característica e o coeficiente de pressão interno a pressão interna nassuperfícies é a apresentada no Quadro 21.

Quadro 21 - Pressão interna em superfícies

Assumindo as convenções da Figura 8 a distribuição de pressões exteriores assume a forma apresentada na primeiraparcela da Figura 9.

Etapa 2.5 - Cálculo de pressão total do vento

No cálculo da pressão total as pressões internas e externas são consideradas em simultâneo e adicionadas tendo emconta o seu sentido, de acordo com a seguinte expressão.

Eq. 15

O referencial para as pressões interiores e exteriores está apresentado na Figura 8.

Figura 8 - Referencial de pressões exteriores e interiores.

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A pressão total do vento conduz à distribuição de pressões indicada na Figura 9.

Figura 9 - Definição pressões totais a partir de pressões parciais exteriores e interiores. Pressões exteriores

(Esquerda); Pressões internas (centro); Pressões totais (Direita).

Da Figura 9 observa-se que o conjunto de pressões 0,70 + 0,21 kN/m2 é condicionante para o dimensionamento deelementos a acções horizontais no plano em situação de alvenaria estrutural. Numa situação de alvenaria não estruturala pressão 0,70 é condicionante para o dimensionamento de elementos solicitados perpendicularmente ao seu plano.

Figura 10 - Distribuição de pressões em paredes de referência: Parede P11 (esquerda) e Platibanda.

No dimensionamento deve ser igualmente considerado que o vento pode actuar segundo as duas direcções ortogonaise com sentido positivo ou negativo.

Força horizontal total

A força horizontal total actuante em cada uma das direcções é, para cada uma das direcções de actuação do vento, aapresentada no Quadro 22.

Quadro 22 - Forças totais actuantes em cada direcção do edifício.

4.3.1. Acção sísmica

De acordo com o EC8 (2004), a acção sísmica pode ser representada pelo espectro de resposta elástico definido em termosde aceleração do solo, o chamado espectro de resposta elástico. A força horizontal estática equivalente à acção sísmica é descritaatravés de duas componentes ortogonais consideradas independentes e representadas pelos mesmos espectros de resposta.

O modelo de análise aplicada a edifícios de alvenaria regulares é o modelo da força lateral equivalente desde que aresposta a acções sísmicas não seja afectada de forma significativa pela contribuição de modos de vibração para além doprimeiro modo. Em termos gerais, esta abordagem simplificada requer que a estrutura preencha os requisitos deregularidade em planta e altura (EC8, 2004).

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No Quadro 23, indica-se em termos gerais, a sequência de cálculo das forças sísmicas globais e a posterior distribuiçãopelos elementos estruturais verticais, as paredes.

Sequência de Cálculo

Quadro 23 - Sequência de cálculo para determinação da acção e sísmica

Etapa 1 - Escolha do modelo de quantificação da acção sísmica

O modelo de análise deve ser capaz de representar adequadamente o comportamento do edifício para as acções a queestá sujeito. Existem três possibilidades para efectuar a análise de estruturas a acções sísmicas dependendofundamentalmente da complexidade estrutural:

• Método de análise por forças laterais

• Análise modal

• Análise não linear (análise pushover, análise não linear dinâmica).

O método da força lateral é um método simplificado com base no comportamento linear do material, em que asimulação das acções sísmicas é efectuada através de forças laterais estáticas distribuídas em altura, ver Quadro 24.

A sua aplicação (método de força lateral) requer a verificação da regularidade em altura e do período fundamental doedifício.

Quadro 24 – Modelos de análise sísmica (EC8, 2004).

Etapa 1.1 – Verificação de condições de regularidade em planta em altura

Os critérios exigidos para a classificação dos edifícios como sendo regulares em plante e/ou elevação estão apresentadosna secção 4.3.3.2 e 4.3.3.3 de EC8 Parte 1-1 (2004).

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Critérios de regularidade em planta

Para ser considerado regular em planta, o edifício deve respeitar todas as seguintes condições:

• ter planta aproximadamente simétrica segundo dois eixos ortogonais, em termos de distribuição de massa ede rigidez;

• A planta ao nível de cada piso deve ser delimitada por um polígono convexo. Reentrâncias são permitidas seo polígono exterior e o contorno não diferirem em área mais de 5%.

• O pavimento deve ter comportamento de diafragma rígido; Geometrias de pavimento em L, C, H, I e Xdevem ser analisadas.

• A esbelteza λ= Lmax \ Lmin não deve ser superior a 4, onde Lmax e Lmin são a dimensão máxima e mínimado edifício em planta;

• Em cada nível e para cada direcção a excentricidade do centro de rigidez com o de massa e o raio de torçãodevem estar dentro de certos limites definidos no regulamento.

Critérios de regularidade em altura

Para ser considerado regular em elevação, o edifício deve respeitar todas as seguintes condições:

• Todos os elementos que contribuem para a resistência devem continuar desde a base da fundação até aotopo, sem interrupção;

• Tanto a massa como a rigidez lateral devem permanecer constantes ou reduzir gradualmente, sem mudançasabruptas, da base até ao topo do edifício;

• A existência de reduções de secção em altura deve respeitar certas condições definidas no regulamento.

Etapa 1.2 – Verificação de condição de frequência fundamental

De acordo com o EC8 a utilização do método simplificado é válida para edifícios cuja resposta seja condicionadaessencialmente pelo primeiro modo de vibração em cada uma das direcções em análise. De forma quantitativa estacondição pode ser verificada a partir da seguinte expressão:

Eq. 16

com:

T1 – período de vibração fundamental do edifício (em segundos s)

Tc – limite superior do período correspondente ao troço recto do espectro de resposta associado à aceleração máxima

O EC8 possibilita o recurso a expressões empíricas para a estimação do período fundamental do edifício do géneroapresentado na Eq. 17.

Eq. 17

Em que H é a altura total do edifício (m). O valor de Tc para a classe de solo considerada é o apresentado no Quadro25.

Quadro 25 - Valor do período fundamental Tc do espectro de resposta para os dois tipos de acção sísmica e em função

do tipo de solo

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Verifica-se a condição de frequência fundamental do edifício, e consequentemente a validade da aplicação do modelo deForça Horizontal Equivalente.

Eq. 18

Etapa 2 - Determinação de acção sísmica

Etapa 2.1 - Determinação do peso do edifício

Considera-se que a massa total mobilizada pelo edifício durante a acção sísmica é determinada através da seguinteexpressão:

Eq. 19

com:

Wt – peso total do edifício (kN)

CPi – Cargas permanentes dos vários elementos que constituem o edifício (peso próprio de pavimentos, paredes erevestimentos) (kN);

SCi – sobrecarga nos vários elementos do edifício (kN);

ψψ 2,i – coeficiente de combinação para acções quase-permanentes (0,4 para sobrecarga em pavimentos e em cobertura).

O Quadro 26 e Quadro 27 apresentam as cargas, não majoradas, aplicadas ao nível de cada piso correspondentes àsobrecarga e cargas permanentes respectivamente.

Quadro 26 - Sobrecargas aplicadas ao nível de cada piso, com contribuição para a acção sísmica

Quadro 27 – Cargas Permanentes aplicadas ao nível de cada piso, com contribuição para a acção sísmica.

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Etapa 2.2 - Determinação de rigidez dos vários elementos do edifício

A rigidez lateral de elementos de parede pode ser calculada através das expressões indicadas na Figura 11. Para efeitosde determinação dos efeitos da acção sísmica de cálculo, os elementos resistentes no edifício foram considerados comotendo deformações por associação de corte e flexão com topo restringido, ignorando-se a existência de aberturas, verQuadro 28.

Quadro 28 - Rigidez de elementos resistentes verticais, segundo a direcção X

Figura 11 – Cálculo da rigidez dos elementos de parede em função do modo de funcionamento.

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Etapa 2.3 – Cálculo do período fundamental do edifício – Método de Rayleigh

É admissível determinar a frequência própria fundamental de edifícios regulares com recurso ao método de Rayleigh quetoma a forma apresentada na Eq. 20.

Eq. 20

com:

f – frequência fundamental do edifício (Hz)

Fi – força cuja intensidade é igual ao peso estrutura ao nível do piso i (considerando o valor quase-permanente dasobrecarga (ver Quadro 27)

di – o deslocamento provocado na estrutura pelas forças Fi.

g – aceleração da gravidade (9,81m/s2).

Para o exemplo de cálculo considerado, determinou-se o período fundamental do edifício com base no modelosimplificado bidimensional apresentado na Figura 12. Cada alinhamento de paredes do edifício, na direcção considerada,está representado por um elemento vertical com rigidez equivalente à das paredes de alvenaria daquele alinhamento.Os elementos verticais paralelos estão ligados entre si através de barras horizontais com rigidez infinita e articuladas quesimulam o comportamento pavimento como um diafragma rígido.

Quadro 29 - Rigidez de elementos resistentes verticais, segundo a direcção Y.

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Verifica-se que o valor do período fundamental do edifício obtido pelo método de Rayleigh é muito semelhante ao valordo período calculado com a fórmula simplificada do EC8 (eq.17), aplicável quando o edifício preenche os requisitos deregularidade em planta e altura.

Etapa 2.3 - Definição do espectro de resposta

O cálculo da acção sísmica nas duas direcções ortogonais é efectuado com base no espectro de resposta elástico emacelerações, tal como definido no EC8 (2004). O espectro de resposta para um edifício depende do tipo de acçãosísmica, da localização do edifício, do tipo de solo e do coeficiente de amortecimento da estrutura. Cada região sísmicatem associado um determinado risco sísmico traduzido pela aceleração do solo de pico (PGA). O zonamento doterritório Português em termos de risco sísmico tem em consideração 4 regiões sísmicas (A, B, C e D) RSA (1983).Porém, o anexo nacional ao EC8 (2004) altera o zonamento em função do tipo de acção sísmica a considerar, ver Figura13. Para acção sísmica próxima são definidas três zonas com o valor máximo da aceleração de pico (PGA) de 0.17g (zonasísmica 1) com a probabilidade de ser excedida igual em 10% em 475 anos, de 0.11g para a Zona 2 e de 0.08g para zona3. Para uma acção sísmica distante, são definidas cinco zonas, sendo a aceleração de pico da zona 1 de 0.25g, para a zona2 de 0.20g, 0.15 para a zona 3, 0.10g para a Zona 4 e finalmente de 0.05g para a zona sísmica 5, ver Quadro 30.

Figura 12 - Deformada do edifício (esquerda); Cálculos para determinação do período próprio fundamental do edifício

(direita).

Figura 13 – Zonamento do território em termos de risco sísmico; (a) acção sísmica afastada ; (b) acção sísmica

próxima

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O método de força lateral pressupõe o comportamento elástico do material. No entanto, com vista à redução das forçassísmicas e atendendo a que um elemento estrutural apresenta comportamento não-linear e consequentemente capacidadepara se deformar não - linearmente e para dissipar energia durante os sismos, o cálculo dos elementos estruturais para aacção sísmica é efectuado com base no espectro de resposta de cálculo. Neste, os valores da aceleração do espectro deresposta elástico de referência são reduzidos do coeficiente de comportamento da estrutura, q, que pretende traduzir arelação entre as forças elásticas e não lineares do sistema estrutural e assim a sua capacidade para apresentarcomportamento não linear sob acções sísmicas. Valores crescentes do coeficiente de comportamento traduzem sistemascom mais capacidade para apresentarem importantes deformações no regime não linear, ver Quadro 31.

Quadro 30 – Aceleração máxima nominal para zona sísmica do edifício.

Quadro 31 – Factores de comportamento para diferentes tipos de estrutura (EC8, 2004)

As Eq. 21 a Eq. 24 definem a forma geral do espectro de resposta de cálculo.

Eq. 21

Eq. 22

Eq. 23

Eq. 24

Nas equações:

Sd(T) – aceleração espectral normalizada pela aceleração da gravidade

ag - aceleração de pico do solo

q – coeficiente de comportamento.

T – período da estrutura;

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TB, TC - Limites do ramo de aceleração espectral constante;

TD - Início do intervalo de deslocamentos constantes do espectro;

β – coeficiente de valor mínimo da aceleração espectral (0,2).

No Quadro 32 encontra-se resumida a informação relativa à definição do espectro de resposta para o caso do edifícioem estudo, nomadamente a sua zona sísmica, coeficiente de comportamento e parâmetros que definem o espectro deresposta.

Quadro 32 - Parâmetros que definem os espectros de resposta do edifício, em função da classe de solo e do tipo de

acção sísmica.

* Os valores de ag considerados resultam da adaptação dos valores apresentados no RSA (1983) para as opções de base do EC8(Documento Nacional de Aplicação).

Os espectros de resposta relativos a cada acção sísmica estão representados na Figura 14. É feita igualmente aintersecção deles com o período fundamental do edifício

Figura 14 – Espectros de resposta para as duas acções sísmicas de referência.

Da sobreposição do período do edifício com os espectros de resposta verifica-se que a acção sísmica de tipo 1 é acondicionante e que o valor de aceleração introduzido é de 1,33 m/s2.

Etapa 2.4 - Determinação da força na base do edifício

A força global de corte basal resultante da actuação do sismo no edifício é contabilizada através da Eq. 25.

Eq. 25

com:

T1 – período fundamento do edifício (s);

MT – massa total do edifício, contabilizando a contribuição da sobrecarga (Ton).

λ – Coeficiente de correcção que assume o valor de 0,85 se o edifício tiver mais de dois pisos e T1 ≤ 2.Tc

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Etapa 3 - Distribuição de forças sísmicas horizontais por elementos resistentes verticais

Etapa 3.1 – Distribuição de forças sísmicas por pisos

A distribuição da força sísmica em altura, quando os deslocamentos entre pisos aumentam linearmente com a altura(aproximação linear do primeiro modo de vibração), pode ser aproximada através da seguinte expressão:

Eq. 26

Com:

zi, zj – alturas dos pesos wi, wj concentrados ao nível de cada piso acima da base do edifício;

No exemplo de cálculo considerado, a distribuição de forças assume os valores indicados no Quadro 33.

Quadro 33 - Determinação de forças horizontais aplicadas ao nível de cada piso

Etapa 3.2 - Determinação do centro de massa do edifício

Tendo em conta a configuração do edifício, com dois eixos de simetria, a posição do centro de massa coincide com a docentro geométrico, ou seja, na intersecção dos dois eixos de simetria.

Etapa 3.3 - Determinação do centro de rigidez do edifício

Tendo em conta a distribuição de elementos resistentes no edifício, a posição do centro de rigidez coincide com a docentro geométrico, ou seja, na intersecção dos dois eixos de simetria.

Etapa 3.4 - Distribuição de acções por elementos resistentes verticais

A distribuição de esforços horizontais, em situação de pavimento com características de diafragma rígido é feita deacordo com a rigidez das paredes, numa expressão deste tipo:

Eq. 27

Etapa 3.5 - Consideração do efeito de torção do edifício

Devido à incerteza sobre a localização das massas do edifício o centro de massa ao nível de cada piso é deslocado da suaposição original ± 5% do comprimento do edifício na direcção perpendicular à direcção da carga. A alteração da posiçãodo centro de massa é feita no sentido de agravar a acção sísmica sobre cada elemento estrutural.

A torção de um edifício pode ocorrer se o centro de rigidez não coincidir com o centro de massa, tal é o caso dosedifícios com distribuição assimétrica dos elementos verticais resistentes. Nos casos em que existe simetria nadistribuição da massa e rigidez dos elementos, o efeito de torção no edifício pode ser contabilizado, de formasimplificada, através da seguinte expressão EC8 (2005):

Eq. 28

em que:

x – distância do elemento estrutural em consideração ao centro de massa do edifício em planta, medidoperpendicularmente à direcção da acção sísmica a considerar; A posição do centro de massa considera odeslocamento de 5% referido.

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Le – distância entre as duas paredes mais afastadas, que resistem à acção sísmica na direcção considerada.

ξ – factor que toma o valor de 0,6 na generalidade dos casos e 1,2 quando a análise é realizada com recurso a doismodelos planos;

3.6 Combinação de efeitos das duas componentes da acção sísmica em simultâneo

Uma metodologia para a consideração simultânea das duas componentes da acção sísmica numa dada direcção deestudo, consiste na consideração do efeito da totalidade da acção a actuar nessa direcção e de 30% do efeito da acçãoda direcção perpendicular (EC8, 2004):

Eq. 29

O efeito da acção sísmica, segundo o eixo x pode ser quantificado de acordo com a forma simplificada apresentada nasecção anterior, mais o efeito de torção provocado pelos 30% da acção na direcção y ou, em alternativa, e de formamais exacta, pode ser feito através da consideração do momento provocado pelas acções nas duas direcções,multiplicada pela excentricidade sua excentricidade (5%). Na alternativa à eq. 28, o efeito de torção do edifício pode sercontabilizado de forma mais exacta através da expressão seguinte:

Eq. 30

em que:

Fad,i – acção adicional no elemento devido à excentricidade de actuação da acção sísmica;

Ki – rigidez do elemento i

xi – a posição do centro de rigidez do elemento i;

χR – a posição do centro de rigidez do piso;

Ip – momento polar de inércia do piso.

Eq. 31

MEd é o momento resultante da actuação da acção sísmica devido à excentricidade acidental do edifício. Para a acçãosísmica a actuar na direcção x, o valor do momento associado às excentricidades acidentais é dado pela expressão:

Eq. 32

Sendo L a dimensão do edifício.

O Quadro 34 apresenta o esforço transverso adicional resultante da acção sísmica na direcção perpendicular, nos pisos0 e 1 do edifício.

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Os esforços nas paredes de referência consideradas para efeitos de cálculo neste documento são os apresentados naFigura 15 para a parede P11.

Quadro 34 - Força horizontal em cada parede, resultante da acção sísmica. Direcção X e Y iguais.

Figura 15 - Esforços horizontais resultantes da acção sísmica na parede de referência P11.

Comparação entre acção sísmica e acção do vento

O Quadro 35 apresenta os valores totais de força do vento e de força sísmica calculados nas duas secções anteriores.

A força do vento corresponde à soma das componentes na fachada (0,76 kN/m2) e tardoz (0,15 kN/m2) do edifício,multiplicadas pela área dos paramentos onde estão aplicadas (ledifício x hedifício). A força sísmica corresponde à forçasísmica total aplicada na base, numa das direcções do edifício.

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— 34 —

A força sísmica tem um efeito condicionante no dimensionamento de elementos a acções horizontais.

4.2. Alvenaria não estrutural

Nesta secção é apresentada uma metodologia para quantificação do efeito da acção sísmica sobre elementos de alvenariasem função estrutural, na direcção perpendicular ao seu plano. Considera-se para efeitos de cálculo a platibanda doedifício como o elemento cujo efeito da acção sísmica se pretende determinar.

Quadro 35 - Comparação entre o efeito da acção sísmica e do vento

Figura 16 – Localização do elemento de platibanda considerado (esquerda); Condições de fronteira do elemento

(direita).

4.2.1. Determinação de acção sísmica em painéis alvenaria não estrutural

O EC8 apresenta uma metodologia para o cálculo da acção sísmica em elementos não estruturais, que apesar de nãocontribuírem para a estabilidade do edifício, podem pôr em risco vidas humanas no caso de colapso durante a ocorrênciade um evento sísmico. A sequência de tarefas a efectuar para a determinação da acção sísmica em paredes deenchimento e divisórias é apresentada no Quadro 36.

Quadro 36 - Procedimento para a determinação da acção sísmica em paredes não estruturais a acções para fora do plano

De acordo com o método de quantificação da acção sísmica em elementos não estruturais, a acção sísmica érepresentada como uma acção horizontal aplicada no centro de massa da parede, na sua direcção mais desfavorável, deacordo com a seguinte expressão:

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— 35 —

Eq. 33

em que:

Fa – força sísmica horizontal equivalente;

Wa – peso do elemento;

Sa – coeficiente sísmico aplicável ao elemento;

γa – factor de importância do elemento (Ponto 4.3.5.3 do EC8);

qa – coeficiente de comportamento do elemento (Tabela 4.4 do EC8).

O coeficiente sísmico é determinado através da seguinte expressão:

Eq. 34

em que:

α – relação entre a aceleração sísmica em solo do tipo A e a aceleração da gravidade;

S – factor do solo

Ta – período de vibração fundamental do elemento;

T1 – período de vibração fundamental do edifício na direcção considerada;

z – altura do elemento acima do nível de aplicação da acção sísmica (altura do elemento);

H – altura total do edifício medida a partir da base, ou topo de cave totalmente enterrada.

O valor mínimo de Sa não deve ser inferior a α.S.

Etapa 1 - Determinação de parâmetro αα.

Para o exemplo considerado a aceleração sísmica base condicionante, para a zona sísmica 5 (antiga zona D) é de 0,8 m/s2

(Sismo tipo 1), o que conduz a um factor α=0,082.

Etapa 2 - Determinação de factor de solo S

Como já referido na secção 4.3.1, o factor de solo é 1,0, para os dois tipos de sismo, dado que se considera solo de tipoA e zona sísmica 5.

Etapa 3 - Determinação do peso da parede Wa

O peso próprio da parede é obtido através da multiplicação do peso volúmico (17kN/m3) da parede pelas dimensõestotais da parede (1,2x0,3m2), a que corresponde a um peso de 6,12 kN/m.

Etapa 4 - Determinação de períodos fundamentais de elementos

Etapa 4.1 - Determinação de período fundamental do edifício T1

De acordo com o valor indicado na secção 4.2.1, e dada a simetria do edifício, o período fundamental de edifício nasduas direcções perpendiculares é determinado através da Eq. 20 e corresponde a 0,09s.

Etapa 4.2 - Determinação de período fundamental de parede Ta

Para a determinação da frequência do elemento não estrutural, assemelha-se a parede a um oscilador de um grau deliberdade, pelo que a frequência pode ser determinada pela expressão Eq. 35.

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— 36 —

Eq. 35

em que:

K – corresponde à rigidez de flexão do elemento na direcção perpendicular ao seu plano.

Wa – peso da parede

g – aceleração da gravidade

Para o exemplo de cálculo a parede, na direcção perpendicular ao seu plano é considerada como um elemento emconsola, com deformação por flexão (consola longa). Nesta situação:

Eq. 36

Assim, a frequência da parede apresenta o seguinte valor:

Eq. 37

Etapa 5 - Determinação dos factores de importância (γγa) e comportamento (qa) da parede

Para o exemplo de cálculo considerado, os factores de importância (γa) e comportamento (qa) do elemento sãorespectivamente 1.0 e 2.0 (EC8, 2004).

Etapa 6 - Determinação do coeficiente sísmico (Sa) e da correspondente força sísmica, Fa

Substituindo os valores dos parâmetros nas expressões Eq. 33 e Eq. 34, obtêm-se os valores do coeficiente e forçasísmica para o exemplo de cálculo considerado.

Eq. 38

4.3. Combinações de acções

O dimensionamento ou verificação da segurança de um elemento estrutural requer o conhecimento das acções aplicadasna estrutura e da resistência dos materiais que constituem a estrutura. A metodologia seguida pela regulamentaçãonacional e europeia consiste em majorar as acções aplicadas e minorar a resistência dos materiais pela aplicação decoeficientes parciais de segurança. O dimensionamento/verificação de segurança deve ser efectuada para as acções maisdesfavoráveis e por isso mais condicionante para o elemento estrutural em análise, definindo-se combinações de acções,que se considerem verosímeis para os estados limites últimos de resistência.

As combinações de acções para estados limites últimos são definidas de acordo com Eq. 39:

Eq. 39

em que:

γg.j – factor de segurança parcial de acções permanentes (1,35 se favorável, 1,00 se favorável)

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— 37 —

γQ1 - factor de segurança parcial de acções variáveis (1,50 se favorável, 0 se desfavorável);

Ψ0,i – coeficiente de combinação das acções variáveis;

Gk,j – valor característico da acção permanentes j;

Qk,1 – valor característico de acção variável de base;

Qk,i – valor característico de restantes acções variáveis;

Para cada combinação de acções define-se uma acção variável de base (sobrecarga, o vento, neve e sismo), vindoafectadas do coeficiente parcial de segurança γQ1, e as restantes afectadas por um factor que resulta da multiplicação docoeficiente parcial de segurança para acções variáveis pelo respectivo coeficiente de combinação, Ψ0,i. Para cadacombinação de acções, a acção variável de base

4.3.1. Acção variável de base - sismo

Quando a acção variável de base é a acção sísmica, a combinação de acções é definida pela Eq. 40.

Eq. 40

em que:

γ1 - Coeficiente parcial de segurança para a acção sísmica – 1.0 de acordo com o EC8 Parte 1-1 (2004);

AEd – valor de cálculo da acção sísmica;

Ψ2,1 – coeficiente de combinação quase permanente das acções variáveis;

Qk,i - Valor característico da acção variável.

4.3.2. Coeficientes de segurança parciais

Os coeficientes parciais de segurança considerados nas várias combinações de acções para a verificação estruturalencontram-se resumidos no Quadro 37.

Quadro 37 - Coeficientes parciais de segurança e de combinação considerados

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5. VERIFICAÇÕES DE SEGURANÇA

5.1. Alvenaria estrutural

Nesta secção são apresentados os procedimentos para verificação de segurança de elementos de alvenaria estrutural.

As verificações apresentadas consistem:

• Verificação de paredes a acções verticais;

• Verificação de paredes a acções horizontais no plano;

• Verificação de paredes a acções laterais para fora do plano da parede;

• Verificação de muros de cave com recurso a modelos simplificados.

No Quadro 38 apresenta-se um resumo das propriedades mecânicas dos materiais e da alvenaria a considerar naverificação da segurança, anteriormente definidas na secção 3.

Quadro 38 – Quadro resumo com propriedades mecânicas de alvenaria

5.1.1. Formas de verificação

A verificação de estruturas de alvenaria estrutural não armada pode ser feita de forma implícita ou explícita, conformea complexidade do edifício de alvenaria.

A verificação implícita, considerada pelo EC8 (2004), requer que o edifício cumpra algumas condições para serconsiderado um edifício simples de alvenaria. As condições que permitem a dispensa de verificação elemento a elementosão de carácter dimensional e geométrico, conforme se apresentam na secção seguinte.

A verificação explícita pode ser feita através de métodos simplificados ou gerais, consoante o cumprimento de certascaracterísticas, também apresentadas neste documento. Nos restantes casos deverão ser aplicados os métodos deverificação gerais apresentados no EC6-1 (2005)

Exigências de carácter dimensional e geométrico para verificação implícita

O Quadro 39 apresenta as condições de espessura, esbelteza e largura de elementos resistentes entre vãosaconselhados para construção em alvenaria e obrigatórios para a realização de verificação implícita:Quadro 39 – Condições de espessura mínima, esbelteza e largura de elementos resistentes para verificação implícita

de acordo com EC8.

Em que:

tef – espessura efectiva da parede – tef = t, salvo em paredes duplas ligadas;

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hef – altura efectiva da parede – hef = ρn.h (Ponto 5.5 de EC6);

h – altura livre da parede;

ρn - Factor de redução dependente dos apoios dos bordos ou contraventamentos da parede (Ver cálculo de resistênciaà compressão de paredes)

l – comprimento da parede

hmin – menor das alturas livres das aberturas adjacentes à parede

A configuração em planta do edifício respeita as seguintes condições:

• Planta aproximadamente rectangular;

• As paredes resistentes distribuem-se de forma aproximadamente simétrica nas duas direcções ortogonais;

• Um mínimo de 2 paredes paralelas existe em cada uma das 2 direcções ortogonais, com desenvolvimentomínimo de 30% do comprimento do edifício nessa direcção;

Figura 17 - Condições geométricas a que o edifício deve obedecer para realização de verificação explícita.

• A disposição das paredes em planta não varia substancialmente entre pisos;

• Entre pisos adjacentes a variação da massa e da secção resistente das paredes nas duas direcções ortogonaisnão ultrapassa os 20%;

Em cada piso a área horizontal de paredes resistentes expressa em percentagem da área de piso acima do nívelconsiderado deve respeitar os limites apresentados no Quadro 40.

Quadro 40 - Área de paredes mínima para verificação de segurança ao sismo implícita.

Em alvenaria confinada as paredes devem ser travadas por paredes ortogonais afastadas no máximo de 5m.

Verificação explícita com recurso a métodos simplificados

A verificação de segurança de estruturas de alvenaria é feita de acordo com os métodos e critérios estabelecidos na EC6Parte1-1 (2005). Contudo, no dimensionamento de estruturas de alvenaria não reforçadas, o cumprimento de certascondições permite o recurso a métodos simplificados de cálculo, apresentados na EC6 Parte 1-3 (2006).

As condições gerais que o edifício deve respeitar, para garantir a aplicabilidade dos métodos simplificados são osseguintes:

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• A altura do edifício acima do solo não deve exceder os 12m para edifícios de classe 3.

• O vão dos pavimentos, suportados pelas paredes resistentes não deve exceder os 7m.

• O vão da cobertura suportada pelas paredes não deve exceder os 7m, à excepção de casos em que se utilizeestrutura em treliça leve, em que o vão pode atingir um máximo de 14,0m.

• A altura livre entre pisos não deve exceder os 3,2m, salvo nos casos em que a altura do edifício é superior a7,0m, nos quais a altura livre entre pisos pode atingir um máximo de 4m.

• O valor característico das acções variáveis nos pavimentos e coberturas não deve exceder os 5kN/m2;

• As paredes são lateralmente restringidas por pavimentos e cobertura na direcção horizontal e em ângulosrectos ao plano da parede. A restrição pode ser conferida através dos próprios pavimento ou cobertura ouatravés de elementos rigidificadores, tais como vigas de coroamento de rigidez suficiente;

• As paredes estão alinhadas verticalmente em toda a sua altura;

• Os pavimentos e cobertura estão suportados na parede em no mínimo 40% da espessura da parede e nummínimo de 75mm;

• O coeficiente de fluência da alvenaria não é superior a 2.0;

• A espessura da parede e a resistência à compressão deve ser verificados em todos os pisos, excepto se essesvalores forem constantes em altura.

O edifício considerado cumpre as condições gerais logo é possível de uma forma geral o recurso a métodos deverificação simplificados. No entanto, cada um dos métodos propostos nesta norma impõe critérios de verificaçãocomplementares aos anteriores para poderem ser aplicado, e que não estão apresentados neste documento.

Apesar de o edifício cumprir as condições gerais para recurso a métodos simplificados de dimensionamento, opta-se porfazer, com excepção da verificação de muros de cave, a verificação através dos métodos gerais apresentados em EC6Parte 1-1 (2005).

5.1.2. Verificação de paredes a acções verticais

A verificação da resistência de paredes de alvenaria não armada à compressão em edifícios de alvenaria estrutural érealizada de acordo com os critérios e método apresentados na EC6 (2005). O método geral apresentado nesta secçãopode ser substituído pelo método simplificado apresentado no EC6 - Parte 3 (2006), se se verificarem algumas condiçõesde aplicação anteriormente descritas, que se prendem essencialmente com requisitos de regularidade do edifício. OQuadro 41 apresenta a sequência de etapas a realizar na verificação de segurança de paredes a acções verticais.

Quadro 41 – Sequência de cálculo para verificação de segurança a acções verticais

Exemplo de Cálculo

O exemplo de cálculo apresentado nesta secção diz respeito à parede P11 do edifício, ver Figura 18, ao nível do piso 0,para a combinação de acções fundamental em que a acção variável de base é a sobrecarga.

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Etapa 1 – Cálculo da espessura efectiva

A espessura efectiva é determinada de acordo com a seguinte expressão:

Eq. 41

em que:

tef - espessura efectiva

σt – é o factor de redução

t – espessura da parede

Em paredes de alvenaria de pano simples a espessura efectiva deve ser tomada igual ao valor da espessura da parede.No exemplo de cálculo considerado, a espessura efectiva da parede coincide com a espessura da parede de 30cm, dadoque se trata de uma parede de pano simples.

Etapa 2 – Cálculo da altura efectiva

A altura efectiva é determinada de acordo com a seguinte expressão:

Eq. 42

onde:

hef – altura efectiva das paredes;

H - altura livre das paredes;

σn – é o factor de redução da altura livre, em que n=2, 3 ou 4, conforme a parede estiver contraventada em 2, 3 ounos 4 bordos.

O factor de redução da altura que depende das condições de ligação da parede aos elementos estruturais,nomeadamente lajes e paredes transversais. Quando se considera que a parede tem apenas contraventamento ao níveldas lajes, o valor de σ2 apresenta os seguintes valores:

Eq. 43

No exemplo de cálculo considerado a parede P11 tem as condições de fronteira apresentadas na Figura 19.

Figura 18 – Localização de parede considerada no exemplo de cálculo, para verificação de segurança a acções verticais

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A parede está encastrada na base e no topo. A aresta vertical esquerda corresponde à zona de intersecção da paredecom a parede transversal e a aresta direita coincide como bordo livre devido à abertura (vão de porta é superior a 1/4da altura livre da parede). A consideração ou não do contraventamento do bordo vertical pela parede transversaldepende da comprovação da condição l ≥ 15t l ≤ 30t em que l é o comprimento da parede até ao bordo livre (2,55m)e t é a espessura da parede (0,30m).

Eq. 44

Para esta situação o valor de σn é dado pela seguinte expressão:

Eq. 45

Com

ρ2– assume o valor de 0.75 uma vez que se considera que a laje do pavimento está assente em mais de 2/3 da parede

(20cm). A altura efectiva da parede é

Eq. 46

Etapa 3 – Verificação de esbelteza

A esbelteza é obtida por divisão da altura efectiva hef, pela espessura efectiva tef:

Eq. 47

Os limites de esbelteza estabelecidos estão indicados no Quadro 42.

Figura 19 - Condições de ligação da parede P11

Quadro 42 - Limites de esbelteza segundo diversas fontes

No exemplo de cálculo considerado a esbelteza do edifício é 2,09/0,30 = 6,97 que é inferior aos limites impostos peloregulamento.

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Etapa 4 – Resistência de cálculo da parede

A verificação de segurança em relação aos estados estado limite último de resistência de paredes a acções verticais ésatisfeita através da seguinte expressão:

Eq. 48

Em que:

NEd – é a carga vertical de cálculo;

NRd – é a carga vertical resistente de dimensionamento;

A carga vertical resistente é determinada de acordo com a seguinte expressão:

Eq. 49

com:

A – é a área bruta carregada;

Φs – é o factor de redução de capacidade que tem em conta os efeitos de esbelteza e excentricidade do carregamento,a calcular no topo, base e no meio da parede;

Etapa 4.1 - Cálculo do factor de redução no topo e base da parede

O factor de redução no topo ou base da parede é calculado pela seguinte expressão:

Eq. 50

onde:

ei – excentricidade no topo ou base da parede, calculada de acordo com a seguinte expressão:

Eq. 51

com:

Mid – o momento no topo ou base resultante da excentricidade na aplicação de carga do pavimento no apoio

Nid – Carga vertical no topo ou base da parede;

ehe – excentricidade resultante da aplicação de cargas horizontais

einit – excentricidade inicial ( einit = hef /450 ).

O cálculo simplificado do momento Mid é efectuado de acordo com as disposições apresentadas no Anexo C do EC6(2005) considerando comportamento elástico dos materiais e secções não fendilhadas.

Figura 20 – (a) Momentos devido às cargas verticais aplicadas na laje; (b) esquema estrutural para o cálculo domomento nas secções críticas. Retirado de EC6 Parte 1-1 (2005)

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Para o caso de num nó concorrerem 3 elementos estruturais (2 verticais e 1 horizontal), o momento Mid é dado por:

Eq. 52

com:

n – coeficiente de rigidez do elemento, considerado igual a 4 para elementos ligados em ambas as extremidades e 3 nosrestantes casos;

Ei – módulo de elasticidade do elemento i;

Ii – momento de inércia do elemento i;

h1 – altura livre do elemento 1;

h2 – altura livre do elemento 2;

l3 - vão livre do elemento 3;

w3,d – carga uniformemente distribuída de cálculo aplicada no pavimento

O Quadro 43 apresenta os parâmetros necessários para o cálculo do momento no topo.

Quadro 43 – Características geométricas das paredes e lajes

Dos quais resultam:

Mtopo,d = 5,89kN.m/m

Uma vez que a ligação entre a laje e as paredes não é perfeitamente rígida o regulamento permite uma redução do valordo momento para ter em conta este efeito. O coeficiente de redução é calculado através da seguinte expressão:

Eq. 53

O valor de km é 0,45 e o de η 0,89.

O momento no topo é, então:

Mtopo,d=5,89 x 0,89 = 5,23kN.m/m

O momento na base, nesta formulação corresponde a:

Mbase,d=-Mtopo,d/2=-2,62kN.m/m

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A carga vertical de cálculo aplicada na parede no topo e base é dada pelas expressões:

Eq. 54

Eq. 55

No exemplo de cálculo considerado o valor da excentricidade inicial é:

Eq. 56

A excentricidade devida a acções horizontais é desprezada para efeitos desta verificação, dado que se considera acombinação de acções em que a o vento não é considerado.

A excentricidade total no topo e na base é a seguinte:

Eq. 57

Eq. 58

Os coeficientes de redução para as duas situações são:

Eq. 59

Eq. 60

O esforço normal resistente nas duas secções é:

Eq. 61

Eq. 62

A resistência à compressão verifica-se neste elemento.

Etapa 4.2 - Cálculo do factor de redução por esbelteza e excentricidade no meio da parede

O coeficiente de redução da resistência à compressão da parede na secção crítica a meio da parede pode serdeterminado através das indicações fornecidas no anexo G do EC6 (2005), utilizando o valor da excentricidade a meiaaltura da parede, emk, calculado através da seguinte expressão:

Eq. 63

com:

Eq. 64

em que:

emk – excentricidade a meio da parede;

em – excentricidade devida a cargas;

Mmd – momento actuante no meio vão devido a cargas do pavimento;

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ehm - excentricidade a meio vão, resultante de cargas horizontais;

einit – excentricidade inicial;

ek – excentricidade relativa à fluência, determinada pela seguinte expressão:

Eq. 65

φω - coeficiente de fluência

No exemplo de cálculo considerado a esbelteza é inferior a 15 pelo que a componente de fluência pode ser desprezada.

Partindo dos valores do momento e do esforço axial no topo e na base do troço de parede o momento e da cargavertical são dados pela seguinte expressão:

Eq. 66

Eq. 67

A excentricidade devida a cargas horizontais é desprezada e a excentricidade inicial toma o valor de 0,0046m. Aexcentricidade devida a cargas é dada por:

Eq. 68

O valor do coeficiente de redução na secção a meia altura da parede pode ser calculado a partir do Anexo G do EC6(2005), ver Figura 21. Para uma esbelteza de 6,97 e uma excentricidade de 0,018 (aproximado a 0,05t) este parâmetroassume o valor de 0,88.

Figura 21 – Ábaco para o cálculo do coeficiente de redução da resistência da parede.

A verificação da segurança da parede a meia altura é dada por:

Eq. 69

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5.1.3. Resistência ao corte

A sequência de cálculo para a verificação da segurança ao corte de uma parede de acordo com o EC6 (2005) estáindicada no Quadro 44. Pode em circunstâncias especiais ser utilizada uma formulação simplificada apresentada na parte3 do EC6 Parte 1-3 (2006).


Quadro 44 – Sequência de cálculo na verificação da resistência ao corte

Em estado limite último o valor da força de corte actuante no plano da parede (VEd) não deve ser superior ao valor decorte resistente da parede (VRd):

Eq. 70

A esta verificação deve ser acrescida a verificação de segurança para um valor de tensão de referência, na zona maiscomprimida, de acordo com:

Eq. 71

A resistência ao corte da parede pode ser determinada através da seguinte expressão:

Eq. 72

Com:

fvd – resistência ao corte de cálculo da parede

t – espessura da parede que resiste ao corte, que em caso de parede de pano simples corresponde à espessura daparede;

lc – comprimento de parede em compressão, ignorando a resistência ao corte da parede na zona onde estão instaladastensões de tracção

Exemplo de cálculo

O exemplo de cálculo apresentado nesta secção é correspondente à parede P11 do edifício, na secção da base para acombinação de acções onde o sismo é a acção variável de base.

Para o exemplo de cálculo considerar-se-á a parede exterior em questão, assente sobre junta horizontal completamentepreenchida e com junta vertical preenchida e que a fiscalização realizada à construção permite admitir um coeficiente desegurança de 2,0.

Nestas condições, as características do material são as apresentadas no Quadro45.

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Etapa 1 – Cálculo de lc e σσ Sd,max

O comprimento da parede com tensões de compressão, lc deve ser calculado considerando uma distribuição linear detensões de compressão na base da parede como indicado na Figura 22.

Quadro 45 – Características mecânica da alvenaria da parede P11, a considerar no exemplo de cálculo.

Figura 22 – Esquema de transmissão de esforços na base da parede.

Assim, o valor da extensão na parede em compressão, lc, vem dado por:

Eq. 73

e,

Eq. 74

O modelo apresentado é conservativo, conduzindo a valores de resistência baixos, uma vez que não considera acontribuição da rigidez dos elementos superiores para a restrição de deslocamentos no topo. No exemplo de cálculoconsiderado os esforços de cálculo na parede em estudo estão indicados no Quadro 46.

Quadro 46 – Esforços de cálculo na parede

As características da parede para verificação de segurança ao corte, ao nível de primeiro piso estão indicadas na Figura23.

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A expressão seguinte permite determinar se a excentricidade da carga conduz a tensões na parede:

Eq. 75

Nestas circunstâncias a parede entraria em colapso por flexão (e ≥ l/2), em que a resistência à compressão da paredecondiciona o comportamento da parede. Resolvendo o problema estático apresentado na Figura 23, colocando em vezde σSd,max o valor de fd chega-se à seguinte equação para lc, que já verifica, implicitamente a resistência à compressãoda alvenaria.

Eq. 76

Etapa 2 – Cálculo de tensão resistente ao corte da parede (fvd)

Etapa 2.1 – Determinação de fvok

No exemplo de cálculo considerado, e para a parede em questão, este valor corresponde a 0.30 MPa tendo em contaas alterações apresentadas no ponto anterior.

Etapa 2.2 - Determinação de σσd, médio actuante na parede

O esforço normal aplicado na parede está distribuído no comprimento lc da parede. Apesar de não ser uma distribuiçãolinear, para o cálculo da tensão resistente ao corte (fvd) considera-se um nível de compressões uniforme no comprimentode parede determinado com base na seguinte expressão:

Eq. 77

Etapa 2.3 – Determinação de fvd

A tensão resistente ao corte é determinada através da Eq. 78.

Eq. 78

Etapa 3 - Determinação de VRd

O esforço de corte resistente é determinado através da seguinte expressão:

Eq. 79

Figura 23 – Geometria da parede P11 para verificação de segurança ao corte.

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Etapa 4 - Verificação de Segurança

Etapa 4.1 - Esforço actuante e esforço resistente

A primeira condição a respeitar, tal como referido acima é a de que o esforço actuante é inferior ao esforço resistente,de acordo com a seguinte expressão:

Eq. 80

A parede verifica a segurança ao corte.

Etapa 4.2 - Tensão de compressão na zona mais comprimida

A segunda condição a respeitar é a de que a tensão normal máxima não excede a resistência à compressão da alvenaria:

Eq. 81

A segurança do elemento mais comprimido para a tensão de compressão de referência é verificada.

5.1.4. Muro de cave

O dimensionamento de muros de cave pode ser feito de forma semelhante à verificação para acções laterais com sentidopara fora do plano. Optou-se, neste documento, por apresentar um método alternativo simplificado indicado no EC6Parte 1-3 (2006). O método apresentado requer a verificação de determinadas condições para poder aplicável,nomeadamente:

• A altura livre do muro de cave deve ser inferior a 2,6m e a espessura superior a 200mm;

• O pavimento acima da cave deve funcionar como um diafragma e ser capaz de suportar as forças resultantesda pressão do solo;

• A força característica, imposta na superfície do terreno que fica dentro da área de influência que afecta aparede não deve ser superior a 5kN/m2;

• Não deve estar aplicada nenhuma carga concentrada superior a 15kN nos 1,5m adjacentes à parede;

• A superfície do terreno tem inclinação nula ou decrescente no sentido de afastamento da parede;

• Não existe pressão hidrostática;

• Não existem planos de deslizamento no terreno.Quadro 47 - Sequência de cálculo na verificação da segurança por método simplificado de muros de cave.

A verificação da segurança simplificada de muros de suporte traduz-se na verificação do nível de carga vertical actuante.A segurança da parede é verificada se o esforço normal de dimensionamento estiver dentro dos seguintes limites:

Eq. 82

Com:

NEd – o esforço normal de dimensionamento, aplicado no meio da parede;

b – comprimento da parede;

bc – distância entre elementos de contraventamento verticais do muro (comprimento mínimo de 0,20 h);

h – altura livre do muro de cave;

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he – altura da parede abaixo do nível do terreno;

t - espessura da parede;

σe - peso volúmico do solo (kN/m3);

fd – é a resistência à compressão de dimensionamento da alvenaria;

Eq. 83

Exemplo de cálculo

O exemplo de cálculo apresentado nesta secção corresponde ao troço enterrado da parede P11. Admite-se que adistribuição de paredes nos pisos superiores se mantém para a cave.

Etapa 1 – Determinação do esforço normal de dimensionamento do elemento

Para o exemplo de cálculo considerado o esforço normal máximo é calculado com base na combinação fundamental coma sobrecarga como carga variável de base. O Quadro 48 apresenta os esforços normais na base máximos e mínimo:

Quadro 48 – Esforços actuantes em muro de cave

Etapa 2 – Determinação de limite inferior de carga vertical

A aplicação da Eq. 82 conduz a um limite inferior de carga vertical é determinado a partir da expressão:

Eq. 84

com os parâmetros assumem os seguintes valores:

ρe - considera-se que o terreno de fundação apresenta um peso volúmico de 18kN/m3;

b – o comprimento da parede é 9m;

be - A distância entre elementos de contraventamento é de 4,5m;

he – a altura da parede abaixo do nível do terreno é de 2,60m (parede totalmente enterrada);

t – a espessura da parede é de 0,30m;

Uma vez queh ≤ bc < 2h o valor de

Eq. 85

Etapa 3 - Determinação do limite superior de carga vertical

O limite superior é determinado através da seguinte expressão:

Eq. 86

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Verificação de segurança

Eq. 87

A segurança do elemento está verificada.

5.2. Alvenaria não estrutural

Nesta secção são apresentados os procedimentos para verificação de segurança de elementos de alvenaria nãoestrutural.

Com a entrada em vigor da nova regulamentação europeia (EC8) o projectista é responsável pela limitação de dano àsalvenarias de enchimento, que inclui a prevenção de ocorrência de rotura frágil para acções horizontais no plano e aprevenção do colapso parcial ou total quando solicitado por acções fora do plano.

O método para verificação da resistência de elementos para acções horizontais no plano não está definido na formaactual do regulamento pelo que as verificações a considerar, para efeitos desta secção são:

• Resistência a acções laterais para fora do plano da parede – acção do vento;

• Resistência a acções laterais para fora do plano da parede – acção sísmica;

• Controle de fendilhação.

5.2.1. Resistência a acções laterais com direcção para fora do plano de parede – acção do ventoem parede de alvenaria de enchimento

A verificação de resistência a acções laterais fora do plano é satisfeita se:

Eq. 88

em que :

MEd – Momento de cálculo actuante aplicado na parede

MRd – Momento de cálculo resistente da parede

O valor de MRd é dado pela expressão:

Eq. 89

em que:

fxd – resistência à flexão da parede correspondente ao plano de flexão

Z - módulo de flexão

Nesta verificação não se considera o cálculo em flexão composta dado que se admite que o esforço axial não épreponderante (elementos não sujeitos a acções verticais). Este cálculo é essencialmente adequado para a verificação deparedes não resistentes a acções laterais do vento e sismo laterais em flexão simples. O efeito favorável do esforço axialpode ser contabilizado pela correcção da resistência da alvenaria à flexão (EC6, 2005):

Eq. 90

Com:σd – tensão de cálculo aplicada na direcção perpendicular ao plano de falha. No caso de alvenaria de enchimento a

influência desta parcela é desprezável.

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fxk1,app - É a resistência característica à flexão da alvenaria para o plano de rotura paralelo à junta de assentamento. Averificação da segurança de paredes a acções laterais segue a sequência indicada no Quadro 49.


No Quadro 49 encontra-se resumido o procedimento de cálculo a seguir na verificação de paredes não estruturais aacções laterais do vento e sismo.Quadro 49 - Sequência de cálculo para verificação de segurança de painéis de enchimento a acções horizontais fora do

plano.

Etapa 1 – Cálculo de momentos actuantes

Etapa 1.1 – Determinação de condições de fronteira

O elemento a considerar para exemplificação da verificação da segurança de elementos não estruturais a acções lateraisé a parede P11, sem a consideração das acções verticais e sujeita à acção do vento obtida na secção 4. As condições defronteira, ver Figura 24, são definidas de acordo com a secção 5.5 de EC6 (2005).

Figura 24 - Condições de fronteira de parede P11

Etapa 1.2 – Determinação de momentos actuante

A determinação de momentos actuantes nas paredes é feita em função das condições de fronteira, da geometria e darelação entre a resistência à flexão para planos de rotura nas duas direcções dado pela expressão:

Eq. 91

Para o exemplo de cálculo considerado a tensão normal estabilizante só se verifica segundo a direcção vertical pelo queos valores de resistência à flexão aparentes para ambas as direcções são os seguintes:

Eq. 92

Eq. 93

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O recurso às tabelas de distribuição de momentos do Anexo E de EC6 (2005) permite determinar os momentosactuantes segunda cada direcção. O momento actuante no elemento é determinado através das seguintes expressões:

Eq. 94

Eq. 95

Com:

MEd1 e MEd2 – momentos actuantes de cálculo segundo a direcção paralela e perpendicular à junta de assentamentorespectivamente;

μ - relação entre tensões resistentes à flexão;

l - Comprimento da parede;

WEd – carga horizontal por unidade de área;

α – coeficiente de distribuição de momento flector que tem em conta o grau de fixação dos bordos das paredes, a alturae comprimento e o parâmetro μ

O parâmetro α é calculado através das tabelas do Anexo E do EC6 (2005) por interpolação de valores de μ e da relaçãoaltura e largura da parede (h/l), ver Figura 25.

Figura 25 - Determinação de parâmetro ·2 para cálculo de momentos nas condições de fronteira consideradas.

Para o exemplo de cálculo considerado os parâmetros de entrada na tabela do Anexo E do EC6 (2005) são indicados noQuadro 50.

Quadro 50 – Parâmetros auxiliares para o cálculo do parâmetro αα

O valor de α2 para pode ser interpolado para h/l entre 1 e 1,25, para μ=0,5, o que corresponde a um valor de 0,101.

O valor de acção horizontal actuante, considerada para efeito de cálculo é a correspondente à acção do vento na parede,cujo valor de cálculo é o seguinte:

Eq. 96

Os momentos actuantes na parede têm o seguinte valor:

Eq. 97

Eq. 98

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Etapa 2 – Cálculo de momento resistente

Etapa 2.1 – Cálculo do módulo de flexão

Para secções rectangulares o momento elástico da secção é determinado através da seguinte expressão:

Eq. 99

Para o exemplo de cálculo considerado:

Eq. 100

Os momentos resistentes para as duas direcções são os seguintes:

Eq. 101

Eq. 102


O elemento verifica a segurança segundo os dois planos de falha.

5.2.2. Resistência a acções laterais com direcção para fora do plano de parede – acção sísmica emplatibanda

Conhecido o valor da força actuante na parede (Secção 4.2.1) a verificação de segurança em paredes de alvenaria nãoestrutural é feita segundo o mesmo procedimento seguido para paredes de alvenaria não estrutural sujeita à acção dovento (secção 5.2.1).

Etapa 1 - Cálculo de momento actuante

A platibanda tem ligações que conduzem às condições de fronteira apresentadas na Figura 25.

De acordo com a secção 5.5 de EC6 (2005) quando os apoios perpendiculares das paredes estão espaçados mais de30x t = 9,0, o seu efeito deve ser desprezado. A parede funciona, portanto, como um elemento em consola.

Figura 25 - Condições de fronteira de platibanda em cobertura: reais (esquerda); considerando os critérios da secção

5.5 de EC6 (direita)

A Eq. 38 apresenta o valor de força sísmica actuante na platibanda (3,3kN).

Uma vez que a força sísmica actua a meia altura da parede o momento actuante é determinado através da seguinteexpressão:

Eq. 103

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Etapa 2 – Cálculo de tensão resistente a acções fora do plano

O momento elástico da secção, por unidade de comprimento da parede, para rotura em torno da junta horizontal édeterminado através da seguinte expressão:

Eq. 104

O valor de tensão vertical na parede, tratando-se de alvenaria de enchimento, corresponde apenas ao seu peso próprioconsiderado até à secção com momento condicionante. É conservativa a não consideração deste valor no cálculo daresistência.

A tensão de flexão resistente é a seguinte:

Eq. 105

O que corresponde a um momento resistente:

Eq. 106


O elemento verifica a segurança à flexão para fora do plano.

5.2.3. Controlo de fendilhação

Quando for utilizado reforço em juntas horizontais, com a única finalidade de controlar a fendilhação ou melhorar aductilidade do elemento, a área total de aço na secção não deve ser inferior a 0,03% da área de secção bruta da secção,ou seja:

Eq. 107

Figura 26 – Geometria de painel de alvenaria não estrutural.

Considera-se, para exemplo de cálculo, a necessidade de armadura mínima de fendilhação para paredes com espessuracorrespondente à utilização de unidades cBloco, com 2,5 e 3m e para diferentes comprimentos. O Quadro 51 apresentaas necessidades para as várias geometrias consideradas.

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em que:

As,total – armadura total na parede (mm2).

Quadro 51 – Necessidades de armadura para controlo de fendilhação, em junta horizontal de paredes com função não

estrutural.

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Critérios para Boas Práticas de Projecto e Execução

1. INTRODUÇÃO

Esta parte do documento tem como objectivo a apresentação de um conjunto de considerações a tomar napormenorização e execução de elementos de alvenaria estrutural e não estrutural, com base em unidade de tipo cBloco.Esta parte corresponde à segunda do conjunto de: Memória de Cálculo, Considerações de Pormenorização e Projectoe Pormenores Tipo, apresentados neste relatório.

Esta parte não deve ser entendida como definitiva uma vez que à data da sua realização ainda existem muitas indefiniçõesrelativamente às características do bloco e ao tipo de peças que constituirão o sistema. Deve ser encarado como umaprimeira iteração à qual serão acrescentadas novas considerações à medida que o sistema for sendo desenvolvido.

Esta parte está organizada em três secções:

Apresentação – onde se descreve sucintamente o sistema construtivo, o seu campo de aplicação previsto, e seapresentam as referências normativas aplicáveis;

Consideração de projecto – onde se apresentam os cuidados a tomar na escolha dos materiais com base nos requisitosde projecto.

Considerações de execução – onde se apresentam os cuidados a ter em fase de obra para controlo dos materiais quechegam à obra e da qualidade dos trabalhos realizados.

Os critérios de projecto e execução apresentados neste documento são baseados, salvo referência explícita, nasrecomendações apresentados nas normas EN 1996-1-1:2005 e EN 1996-2:2006.

2. APRESENTAÇÃO

O sistema cBloco no estado actual de projecto tem desenvolvida a unidade base cerâmica com perfuração vertical. Ageometria do bloco confere-lhe características de comportamento térmico capaz de responder às exigênciasregulamentares para as zonas térmicas 1 e 2 (RCCTE), sem necessidade de recurso a materiais adicionais paraisolamento térmico. Respeita, igualmente os critérios regulamentares de isolamento acústico (RGR).

O sistema, no estado de desenvolvimento actual é constituído por apenas a unidade base, devendo ser complementadocom elementos acessórios para possibilitar o correcto funcionamento.

Pretende-se numa próxima fase, o desenvolvimento de peças complementares que permitam a aplicação mais eficaz daalvenaria.

2.1. Campo de aplicação

O bloco cerâmico apresentado pode ser utilizado como:

• Alvenaria estrutural – em que é responsável pela garantia da segurança da estrutura sujeita aos esforçosdecorrentes da acção do seu peso próprio e do dos restantes elementos da estrutura, e de solicitaçõesexteriores que incidam sobre todo o edifício, assim como de garantir as exigências de conforto exigidas pelaregulamentação aplicável (térmica, acústica e de isolamento a humidade);

• Alvenaria não estrutural / alvenaria de revestimento – em que é responsável pela garantia de exigências deconforto e pela garantia da sua estabilidade quando solicitada pelo seu peso próprio ou por acções exterioresque incidam directamente sobre ela.

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Em qualquer dos casos as unidades poderão ser assentes em juntas horizontais total ou parcialmente preenchidas eligadas a unidades adjacentes na mesma fiada, através de um sistema de encaixe. A junta vertical é preenchida.

Não é definido o tipo de revestimento a aplicar às paredes. Aos cuidados apresentados deverão ser acrescidos os quedeverão ser tomados na aplicação e compatibilização do revestimento à estrutura.

3. REFERÊNCIAS NORMATIVAS

A construção em alvenaria é regulada, em território nacional, pelas referências normativas apresentadas no quadroseguinte. As normas apresentadas em português têm versão nesta língua enquanto as restantes não estão traduzidas.

Quadro 52 – Referências normativas aplicáveis a construção em alvenaria

4. CONSIDERAÇÕES DE PROJECTO

4.1. Factores na escolha de materiais e pormenorização de elementos

As características mecânicas, físicas e geométricas dos materiais de construção são determinadas a partir dos projectosdas várias especialidades.

A durabilidade deve ser tida em conta uma vez que a economia da solução também depende dela.

A durabilidade de uma solução depende, por um lado das características dos materiais utilizado mas, também, dapormenorização da solução apresentada e das condições de exposição do material. Nesta secção são apresentados deforma geral as considerações a tomar, ou requisitos a exigir para os materiais tendo em vista a sua durabilidade face àscondições de exposição a que estão sujeitos.

Micro condições de exposição

As micro condições de exposição de um elemento correspondem à combinação de factores externos gerais que actuamno local da construção, com a localização do elemento na estrutura.

Os factores externos a considerar são:

• Factores climáticos;

• Severidade da exposição à água

• Exposição a ciclos de gelo/degelo

• Presença de materiais químicos que conduzam a reacções que causem danos.

A influência positiva ou negativa dos elementos de acabamento e/ou protecção deve ser tida em consideração nadeterminação das micro condições de exposição do elemento. Esta última consideração deve ser retida. A inadaptaçãode um material de um elemento, para determinadas condições de micro exposição não inviabiliza a sua utilização, implicasim, uma pormenorização mais cuidada de todo o elemento, por forma a reduzir indirectamente as condições de microexposição (p. ex. uma alvenaria não revestida está muito mais exposta à acção combinada do vento e da chuva, ao passoque com revestimento de reboco a exposição é muito menor).

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Condições de referência

Com base nos factores referidos na secção anterior é apresentado o Quadro 53, retirado de EN 1996-2:2006, queconverte as condições de exposição nos elementos, em níveis de referência, que servem de base às considerações dedurabilidade na regulamentação europeia.

Quadro 53 - Classes de micro exposição, de acordo com EC6-2 (2006).

4.2. Escolha de Materiais

4.2.1. Unidades de alvenaria

Peça base

A unidade de argila cerâmica cBloco é propriedade do consórcio Novas Alvenarias Cerâmicas - NAC - que disponibiliza apatente fabricantes que cumpram determinados pré-definidos. Nesta fase de projecto está prevista a concessão de algumamargem aos fabricantes, que lhes permite adaptar em alguma percentagem as características da massa à matéria-primadisponível. Por esta razão as unidades cBloco disponíveis no mercado poderão ter alguma variação de características entrefabricantes. Fica ao critério do projectista a escolha daquelas que melhor satisfaçam os requisitos de projecto.

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As dimensões nominais de fabrico da unidade de alvenaria cBloco são 300x300x200mm (l x b x h), embora possam existirvariações, principalmente na altura (h), de fabricante para fabricante.

As tolerâncias para cada uma das propriedades apresentadas estão apresentadas em EN 771-1:2003.

Peças complementares

São consideradas peças complementares as unidades de alvenaria com geometria definida por forma a desempenharemfunções particulares nos elementos. A definição destes elementos é fundamental à racionalização do processoconstrutivo.

À data de apresentação deste documento ainda não foram produzidas peças complementares à peça base apresentada,embora já existam geometrias definidas (Ver Desenho 1 de Pormenores construtivos).

A utilização de peças complementares de outros sistemas não é aconselhável ainda que possuam característicasgeométricas semelhantes, uma vez que é provável a incompatibilidade ao nível das restantes características.

No entanto, se provar que as características geométricas, mecânicas e físicas das peças complementares a utilizar sãocompatíveis com o sistema cBloco, o recurso a elas poderá ser permitido.

4.2.2. Argamassa

Para argamassa produzida em fábrica

A compatibilidade da argamassa a utilizar deve ser consultada junto do fabricante, tendo em conta as condições de microexposição e as características pretendidas para ela.

Argamassa produzida em obra

Para argamassa produzida em obra a especificação de projecto deve identificar as características pretendidas para aargamassa, assim como frequência de testes e amostragem para a confirmação de características no material produzido.A especificação detalhada dos materiais constituintes, suas proporções e método de mistura deve ser feita com base emmisturas testadas previamente, ou com base em composições aceiteis oficialmente no local de construção.

A composição dos materiais constituintes deve ser avaliada e comparada com os limites apresentados em EN 998-2.

4.2.3. Elementos acessórios ou de reforço

Elementos acessórios

Os elementos acessórios deverão apresentar a resistência mecânica e a durabilidade exigida pelas especificações deprojecto.

Os quadros seguintes, retirados de EN 1996-2:2006, apresentam os materiais e esquemas de tratamento permitidos nouso elementos acessórios, de acordo com as normas EN 845-1 e EN 845-2, que se baseiam nos níveis de referência paracondições de micro exposição, já apresentados neste documento.

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Figura 32 - Materiais e esquemas de tratamento permitidos no uso de elementos acessórios, de acordo com EN 845-1.

Retirado de EN 1996-2:2006

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Armadura de juntas

Os elementos acessórios deverão apresentar a resistência mecânica e a durabilidade exigida pelas especificações deprojecto.

A Figura 34, retirada de EN 1996-2:2006, apresenta os materiais e esquemas de tratamento permitidos em armadurasde reforço horizontal de juntas de alvenaria, de acordo com EN 845-3.

O diâmetro mínimo permitido para reforço de juntas em alvenaria não deve ser inferior a 5mm.

O diâmetro máximo deve ser capaz de garantir o recobrimento mínimo e a espessura de junta e ao mesmo tempo nãointroduzir tensões de ancoragem que excedam a resistência da junta.

Figura 33 - Materiais e esquemas de tratamento permitidos no uso elementos acessórios de acordo com EN 845-2.

Retirado de EN 1996-2:2006

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4.2.4. Juntas de dilatação

Juntas verticais devem ser previstas em fase de projecto para evitar danos decorrentes de deslocamentos resultantes devariações de temperatura ou humidade, fluência, ou deformações resultantes do nível de acções nas paredes.

A existência das juntas de dilatação deve ser considerada na determinação de resistência dos elementos.

A dimensão da junta deve ser capaz de acomodar deslocamentos reversíveis e irreversíveis da alvenaria sem introduçãode dano na alvenaria.

As juntas devem atravessar toda a espessura da alvenaria e de revestimentos, que sejam insuficientemente flexíveis paraacomodar as deformações.

Deverão ser previstas formas de evitar a entrada de água através de juntas em paredes exteriores.

Em paredes não estruturais exteriores, de alvenaria cerâmica, o espaçamento de juntas de dilatação verticais não deveser superior a 12m. A distância da primeira junta vertical a um bordo restringido deve ser inferior a 6m.

O sistema de transmissão de cargas e as condições de fronteira devem ser tidas em conta na determinação danecessidade de recurso a juntas de dilatação horizontais.

A junta de dilatação é constituída pelos materiais: selante (sealant); faixa de dessolidarização quando o selante adere aomaterial de enchimento (debonding strip); material de enchimento (filler).

Figura 34 - Materiais e esquemas de tratamento permitidos no uso armaduras de reforço de juntas horizontais de

acordo com EN 845-3. Retirado de EN 1996-2:2006

Figura 35 – Esquema tipo de constituição de junta de dilatação

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O material selante da junta de dilatação deverá apresentar as seguintes características:

• Baixo módulo de elasticidade;

• Boa aderência ao material envolvente;

• Capacidade de deformação suficiente para acomodar os deslocamentos no edifício

• Resistência às micro condições de exposição

A faixa de dessolidarização deve ser:

• Material não aderente ao selante;

• Em espessura 25% superior à espessura da junta;

O material de enchimento;

• Deverá ter características de isolamento térmico iguais ou superiores às do bloco;

• Deverá ter espessura superior em 25 à da junta.

5. CONSIDERAÇÕES DE EXECUÇÃO

Todos os materiais usados e todo o trabalho construído deve estar de acordo com as especificações de projecto.

Precauções podem ser tomadas para garantir a estabilidade global da estrutura ou individual de elementos durante aconstrução.

5.1. Aceitação, manuseamento e armazenamento de materiais

Quando requerido pelas especificações de projecto deverão ser realizadas e testadas amostras de materiais.


As unidades de alvenaria deverão respeitar as características declaradas pelo fabricante, tendo em conta as tolerânciasapresentadas em EN 771-1.

Não deverão ser aceites peças com danos que comprometam as suas características térmicas, acústica, de estanquidadee mecânicas.

5.1.2. Argamassa produzida em fábrica

Devem ser seguidas as instruções do fabricante para o armazenamento e manuseamento de argamassa produzida emfábrica. Nos casos em que não for feita referência por parte do fabricante, as seguintes recomendações devem ser seguidas:

• Argamassas líquidas devem ser armazenadas para que a sua humidade não seja severamente afectada;

• Argamassas secas e pré-doseadas deve ser guardadas em ambiente seco;

• Argamassas secas entregues em saco devem ser armazenadas para que a sua utilização seja feita por ordemde antiguidade da entrega;

• O intervalo de temperatura de preparação da argamassa deve ser adequado para prevenir o congelamentoou perda acentuada de humidade.

5.1.3. Materiais para argamassa ou betão fabricado em obra

Os ligantes devem ser protegidos contra a interacção com humidade ambiente, com o ar e da interacção entre eles, noscasos em que sejam utilizados mais que um ligante.

O material deve ser utilizado por ordem de antiguidade de entrega;

Os agregados devem ser armazenados separadamente de acordo com o tipo e calibre, e protegidos da contaminaçãode outros materiais;

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Agregados especiais devem ser armazenados separadamente de todos os outros. Devem ser obtidos de um mesmo lote,se possível, para evitar variação de propriedades entre diferentes lotes (por ex. agregados de uma cor específica)

As condições de armazenamento dos materiais a utilizar na argamassa devem garantir a manutenção das suaspropriedades até à realização da mistura, o que implica:

• os cimentos deverão ser armazenados em locais secos e a sua ordem de utilização deve ser do mais antigopara o mais recente.

• os agregados armazenados em local de humidade sensivelmente constante e fora de contacto com produtoscontaminantes (gorduras, óleos, etc.). No caso de não ser possível mater a humidade em níveisaproximadamente constantes nos agregados, a variação de humidade nestes elementos deve ser consideradana composição da mistura.

5.1.4. Componentes e produtos acessórios

Componentes ou produtos diferentes devem ser armazenados em pilhas diferentes.

Os materiais ou componentes acessórios devem ser armazenados sob protecção de poeiras, gorduras, distorção, cortestotais ou parciais, plastificação e danos às superfícies ou camadas de protecção.

5.1.5. Materiais de reforço

Devem ser prevenidos danos ou deformações nos materiais de reforço durante o armazenamento e manuseamento.

Os diâmetros dos elementos de reforço devem ser facilmente identificáveis;

Devem ser armazenados acima do terreno em altura suficiente para prevenir a sua contaminação (com lamas, gordurastintas ou resíduos de soldadura) e sobre um número de apoios suficiente para evitar a sua deformação permanente.

5.2. Preparação de materiais


As unidades de alvenaria deverão ser humedecidas antes da sua colocação, para evitar a desidratação da argamassa.

Corte de unidades de alvenaria

O recurso a peças complementares deve ser sempre feito em detrimento do recurso ao corte de unidades.

Nos casos em que tal não for possível o corte deve ser feito no menor número de unidades possível.

Os cortes não devem ser realizados com meios manuais;

Em obra, o corte não deve ser feito com cortadora de mesa com disco de diâmetro adequado para o corte numa sópassagem;

5.2.2. Argamassa produzida em fábrica

Argamassas produzidas em fábrica deverão ser preparadas em obra de acordo com as instruções do fabricante, incluindoo tempo de mistura, o tipo de misturador, intervalo de temperatura admissível e no caso de requerem adição de água,com a composição de água permitida pelo fabricante.

A mistura deverá produzir uma massa uniforme.

O prazo de validade do material deverá ser verificado antes da realização da mistura.

As características da argamassa produzida, em estado fresco, devem ser verificadas de acordo com as declaradas pelofabricante.

A argamassa só deve ser utilizada até ao início da presa. Não é permitida a adição de água.

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5.2.3. Argamassa fabricada em obra

A mistura realizada em obra deve seguir a especificada em projecto. No caso de não estar especificada deverá serdefinida através de testes de caracterização sobre várias misturas de teste ou com base em documentos técnicos deaplicação reconhecida no local de construção.

Os materiais utilizados, as suas proporções e respectivo método de medição, e o método e tempo de mistura deve serconstantes e capazes de produzir uma argamassa com as características desejadas.

O tempo de mistura deve ser contabilizado a partir do momento em que todos os elementos estão adicionados àmistura.

Deverão ser realizados testes sobre a argamassa fabricada (fresca e endurecida) por forma a determinar a suaconformidade com as características especificadas.

O teor de cloretos deve ser analisado e os resultados comparados com os máximos admissíveis de EN 998-2.

A argamassa só deve ser utilizada até ao início da presa. Não é permitida a adição de água.

5.2.4. Componentes e produtos acessórios

Os elementos deverão ser examinados para assegurar que estão conformes com a especificação requerida, e de queestão limpos, sem danos ou partes em falta.

Quando necessário deverão ser montados de acordo com as especificações do fabricante.

5.2.5. Materiais de reforço

A superfície dos elementos de reforço deve ser examinada para a presença de resíduos que danifiquem o aço, argamassaou a aderência entre ambos.

O reforço deve ser cortado e dobrado de acordo com as especificações realizadas.

O reforço pré-fabricado deve ser cortado e dobrado de acordo com as instruções do fabricante para evitar o seguinte:

• Danos mecânicos e distorção da armadura;

• Ruptura de soldaduras dos elementos;

• Depósito de resíduos na superfície que prejudiquem a aderência;

5.3. Construção de paredes

5.3.1. Assentamento de unidades

Colocação

Os blocos são colocados topo com topo, tirando partido do sistema de encaixe macho-fêmea das unidades.

Os encaixes das peças devem ter dimensões que permitam a ligação com as restantes peças. Em caso de encaixes comdimensões deficientes as peças devem ser rejeitadas.

Figura 36 - Comprimento (lu)de sobreposição de unidades de alvenaria, de acordo com EN 1996-1-1:2005

em que:

lu = 0,4.hu = 80 mm

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As unidades em fiadas sucessivas deverão ficar sobrepostas um mínimo de 80 mm.

A junta horizontal deverá ser parcialmente preenchida com duas faixas, paralelas às faces exteriores, com 9cm de largurae em todo o comprimento da parede. A junta vertical que resulta do encaixe deve ser preenchida com argamassa.

Em paredes com necessidade de resistência mecânica superior poderá recorrer-se a junta horizontal contínua, emboraneste caso devam ser avaliadas as implicações a nível térmico.

A espessura de argamassa deve ser suficiente para uma vez assentada a unidade, a junta fique com a espessuraespecificada. A espessura a colocar inicialmente é dependente da fluidez da argamassa.

A colocação dos blocos sobre junta horizontal é feita verticalmente, e nunca por arrastamento das unidades sobre ajunta. O assentamento e nivelamento são feitos com recurso a golpes de martelo de goma.

A correcção de alinhamento de peças só pode ser feita enquanto a argamassa não iniciar a presa.

Minoração fendas por retracção de elementos de betão

A retracção dos elementos de betão pode conduzir ao aparecimento de fendilhação nas unidades de alvenariadependendo das condições de transmissão de cargas entrev os elementos.

A avaliação da possibilidade de ocorrência deste tipo de fendilhação deve ser verificado caso a caso.

De uma forma geral, se a transmissão de esforços é passível de originar fendilhação nos elementos de alvenaria deve-se:

• Quando o elemento de betão é inicialmente escorado , deverá ser garantido que, no período de retracçãomais intenso as cargas sejam transmitidas para os elementos de escoramento.

• Quando o elemento de betão não é escorado, deverá ser analisado o nível de tensões resultante da retracçãodo elemento na alvenaria e verificada a sua resistência.

Sequência de construção de painéis de alvenaria não estrutural

A construção de painéis de alvenaria não estrutural deve começar pelo último piso do edifício, para que na construçãodos painéis inferiores já se verifique parte das deformações no elemento de betão superior.

Em caso de impossibilidade deverão, no mínimo, executar-se os painéis por pisos alternados.

Ajuste horizontal

Quando for necessário ajustar o comprimento de uma fiada de blocos ao muro ou elemento de betão com que fazfronteira, deverão ser utilizadas preferencialmente unidade de modulação complementares. Na sua inexistência poderárecorrer-se a peças cortadas segundo o plano vertical, perpendicular às faces.

Quando se verifique a necessidade de utilização de peças cortadas, a junta vertical com elemento de betão ou outraunidade de alvenaria, na zona do corte, far-se-á por intermédio de 2 cordões de argamassa hidrófuga, com 9cm delargura, e preenchimento da zona intermédia com espuma de poliestireno expandido, para melhorar as característicasde isolamento térmico do material.

Em nenhum caso o ajuste dimensional deverá ser feito através da abertura das juntas verticais entre unidades dealvenaria.

Ajuste vertical

Quando for necessário ajustar verticalmente a altura de uma parede ao elemento de betão superior, deverão serutilizadas preferencialmente unidades de modulação complementares. Na sua inexistência poderá recorrer-se a ajusteda espessura de junta entre os 6mm e o 1,5cm ou, em último recurso, a peças cortadas paralelamente à base.

Tolerâncias admissíveis para elementos construídos

As unidades de alvenaria devem estar assentes por forma a permitir uma distribuição de tensões de compressãosimétrica na unidade (assentamento por faixas ou em toda a espessura da unidade).

As tolerâncias apresentadas nesta secção devem ser verificadas com o decorrer do projecto.

Todos os trabalhos devem respeitar as tolerâncias definidas em projecto.

Quando não forem definidas em projecto, as seguintes tolerâncias deverão ser respeitadas:

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5.3.2. Adesão satisfatória

A adesão satisfatória entre as unidades e a argamassa deve ser feita através de uma adequada preparação destes materiaisque corresponde:

• à preparação da argamassa de acordo com as recomendações especificadas pelo fabricante e em projecto;

• à utilização desta argamassa antes do início de presa;

• à humidificação das unidades de alvenaria previamente ao assentamento. A humidificação deve ser emquantidade suficiente para evitar a absorção de água da argamassa por parte das unidades, mas evitar a adiçãode água à argamassa.

Quadro 54 – Tolerâncias admissíveis para elementos de alvenaria estrutural, de acordo com EN 1996-2:2005.

Figura 37 – Tolerâncias verticais admissíveis de acordo com EN 1996-2:2006.

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5.3.3. Incorporação de barreiras de humidade

A incorporação de membranas impermeabilizantes deve ser feita de acordo com recomendações do fabricante.

As membranas impermeabilizantes devem cobrir toda a zona com incidência de humidades, e ser continuadasinclusivamente uma curta distância além da face externa.

Não devem ser perfuradas por trabalhos ou elementos de construção.

A sobreposição de material de barreira, nos casos aplicáveis, deve respeitar as especificações do fabricante.

5.3.4. Incorporação de componentes acessórios

A incorporação de componentes acessórios deverá ser feita com o espaçamento e com os comprimentos de entregadefinidos em projecto.

5.3.5. Incorporação de elementos de reforço

Elementos de reforço em junta horizontal

Os elementos de reforço devem ser embebidos na junta horizontal por forma a atingir o recobrimento necessáriodefinido em projecto.

Nos casos em que não for referido em projecto o recobrimento mínimo para os elementos de reforço horizontal é oapresentado na figura seguinte.

Figura 38 - Recobrimento em reforço de junta horizontal para junta de espessura normal. De acordo com EN 1996-1-

1:2005

5.3.6. Juntas de dilatação

A espessura da junta de dilatação não deve ser inferior à especificada em projecto.

O desvio para a abertura especificada deve estar compreendido no intervalo 0mm a +2mm.

Elementos que atravessem juntas de dilatação deverão estar apenas ligados a um dos bordos da junta, e garantia deveser dada de que o atrito entre o elemento e o outro bordo é reduzido.

Deverão ser respeitadas as especificações de projecto quanto ao tipo de enchimento e selante para a junta.

A aplicação deve respeitar as especificações do fabricante dos materiais, tendo em conta a limpeza necessária, anecessidade de aplicação de primário e selante e as espessuras de selante recomendadas.

5.4. Cura e outras medidas protectivas durante construção

5.4.1. Protecção contra chuva

A alvenaria completa deve ser protegida de chuva que incida directamente sobre o elemento de construção, até que aargamassa ganhe presa para evitar a sua lavagem.

5.4.2. Protecção contra ciclos de gelo/degelo

Alvenaria danificada que não consegue atingir a sua resistência e durabilidade máxima deve ser removida e substituídapor novas unidades.

Não deve ser misturada água com cristais de gelo no fabrico de argamassa.

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5.4.3. Protecção contra efeitos do calor

Quando necessário deve ser coberta com capa pára-vapor para prevenir evaporação excessiva da humidade. As medidasdevem ser continuadas até à completa hidratação do cimento na argamassa.

5.4.4. Protecção contra efeitos de baixa humidade

Deve ser considerado como causa de condições de baixa humidade:

• A baixa humidade relativa do ambiente exterior;

• O efeito de secagem do vento.

A alvenaria deve ser mantida húmida até à total hidratação do cimento na argamassa.

5.4.5. Protecção contra danos mecânicos

A alvenaria deve ser protegida de acções mecânicas resultantes de:

• Operações de construção em progresso;

• Actividade de tráfego de construção

• Colocação de betão em zonas superiores;

• Colocação de elementos de suporte e contraventamento provisórios na estrutura.

5.4.6. Altura de construção e carregamento da alvenaria

A alvenaria só deve ser carregada a partir do momento em que atinja a resistência adequada para resistir às acções semdano.

A altura de alvenaria a construir em um dia deve ser limitada para evitar instabilidade e sobre tensionamento daargamassa fresca nas juntas. O cálculo da altura máxima de construção deve ser feita com base nos critérios de cálculoestabelecidos pelo regulamento (EN 1996-1-1) e nas acções a que ela estará sujeita (peso próprio, vento).

O escoramento lateral ou vertical de elementos deve ser utilizado, dependendo das situações, para colocar evitar osobre tensionamento dos elementos.

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Pormenores construtivos

1. INTRODUÇÃO

Nesta parte são apresentados os pormenores construtivos para várias situações de projecto de alvenaria estrutural e nãoestrutural.

Na sua execução foram assumidos os seguintes pressupostos:

Existência de elementos acessórios ao sistema, com as características dos apresentados pelo projecto cBloco –Elementos;

Os elementos acessórios cumprem com as características de isolamento térmico e acústico imposto pelos regulamentosrespectivos, sem necessidade de recurso a soluções de isolamento complementares;

A resistência dos elementos acessórios, na sua utilização, é nó mínimo igual à da peça base do sistema;

A solução de revestimento da parede é deixada em aberto. A sua compatibilidade deve ser garantida, tendo em conta adeformabilidade de cada uma das partes da estrutura.

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2. LISTA DE DESENHOS

No Quadro 55 é apresentada a lista de pormenores incluídos neste relatório.

Quadro 55 – Lista de Peças Desenhadas incluídas.

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Documents

CBloco Manual de Dimensionamento Estrutural.pdf