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PESQUISA DE ALVENARIA ESTRUTURAL, RACIONALIZAÇÃO, HISTÓRIA, VANTAGENS E DESVANTAGENS E PATOLOGIAS.

Autor (1) Mario Sousa Coelho Junior; Autor (2) Elizabete Yukiko Nakanishi Bavastri

(1) Estudante, UNIPAMPA – Universidade Federal do Pampa (2) Professora Doutora, Departamanento de Engenharia Civil, UNIPAMPA- Universidade Federal do Pampa

Resumo

O presente trabalho tem como objetivo um estudo simplificado de alvenaria estrutural sobre a racionalização, historia no Brasil e no mundo, vantagens, desvantagens e patologia. A alvenaria estrutural vem sendo utilizada desde o século XX com várias obras históricas no Brasil e no mundo, mas perdeu espaço para alvenaria convencional durante muito tempo e agora voltou a disputar mercado, melhorando os processos de construção. A Racionalização tem com principal fator a redução de custos, que envolve vários fatores, como, diminuição de funcionários e materiais. As vantagens dessa alvenaria é a economia, praticidade, entre outros, e as desvantagens são a falta de mão de obra treinada e não ter a mesma flexibilidade para remover paredes a fim de se aumentar um determinado ambiente. Já as patologias causam muito transtorno por ter que fazer reparos depois de concluída à estrutura, ocasionando na falta de economia. Palavra-Chave: Estrutura; Padronização; Racionalização; Subsistemas.

Abstract This work aims a simplified study of structural masonry on streamlining history in Brazil and worldwide, advantages, disadvantages and pathology. The structural masonry has been used since the twentieth century with several historical works in Brazil and abroad, but lost ground to conventional masonry for a long time now and again to play the market, improving construction processes. Rationalizing is the main factor in cost reduction, which involves several factors, such as, reduction of staff and materials. The advantages of this masonry is the economy, practicality, among others, and the disadvantages are the lack of trained manpower and not have the same flexibility to remove walls in order to enhance a particular environment. Already pathologies causing much inconvenience to have to make repairs on completion of the structure, resulting in lack of economy. Keyword: Structure; Standardization; Rationalization; Subsystems.

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1. Introdução

Alvenaria estrutural é um processo construtivo em que as paredes são utilizadas, simultaneamente, como elementos de vedação e como elementos resistentes às cargas verticais de peso próprio e de ocupação e às cargas horizontais devidas ao vento. O uso de alvenaria estrutural tem milhares de anos de existência e iniciou com a utilização do conhecimento empírico. Os exemplos mais expressivos do uso dela na antiguidade são as catedrais. Essas obras magníficas, existentes até hoje em excelente estado de conservação, comprovam o potencial, a qualidade e a durabilidade deste processo construtivo.

2. Racionalização Construtiva É um processo composto pelo conjunto de todas as ações que tenham por objetivo aperfeiçoar o uso de recursos materiais, humanos, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais e financeiros disponíveis na construção em todas as suas fases. A busca de soluções para o aumento da competitividade das empresas tem sido a tônica de muitos profissionais e empresas, para enfrentar os desafios colocados, em relação à qualidade e preço de venda dos empreendimentos. A racionalização construtiva é, entre as possíveis ações utilizadas, a que tem atraído a atenção de muitas empresas construtoras e empreendedoras, pois permite uma evolução constante, a partir da própria cultura da empresa, e possui grande sinergismo com outras iniciativas, como, por exemplo, a implantação de sistemas da qualidade.

3. Alvenaria estrutural no mundo

Alvenaria é um sistema construtivo muito tradicional, tendo sido muito utilizado desde o início da atividade humana de executar estruturas para os mais variados fins. Com a utilização de blocos de diversos materiais, como argila, pedra e outros, foram produzidas obras que desafiaram o tempo, atravessando séculos ou mesmo milênios e chegando até nossos dias como verdadeiros monumentos de grande importância histórica. Algumas das grandes obras em alvenaria estrutural são; as pirâmides de guizé, farol de Alexandria, coliseo, catedral de reims, edifício monadnock, alvenaria não armada na suíça e o hotel excalibur em las vegas.

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- as pirâmides de gizé: são três grandes pirâmides, Quéfren, Queóps e Miquerinos, construídas em blocos de pedra que datam de aproximadamente 2600 anos antes de Cristo. A grande Pirâmide, túmulo do faraó Queóps, mede 147 metros de altura e sua base é um quadrado de 230 metros de lado. Em sua construção foram utilizados aproximadamente 2,3 milhões de blocos, com peso médio de 25 KN. Figura 1.

Figura 1: Pirâmides de Gizé

- farol de Alexandria: construído em uma das ilhas em frente ao porto de Alexandria, Faros, aproximadamente 280 anos antes de Cristo, é o mais famoso e antigo farol de orientação. Construído em mármore branco, com 134 metros de altura, possuía um engenhoso sistema de iluminação, baseado em um jogo de espelhos. Do ponto de vista estrutural tratava-se de uma obra marcante, com altura equivalente a um prédio de 45 pavimentos. Infelizmente, foi destruído por um terremoto no século XIV, restando apenas as suas fundações como um testemunho de sua grandeza. Figura 2.

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Figura 2: Farol de Alexandria

- coliseu: esse grande anfiteatro, com capacidade para 50000 pessoas, é um maravilhoso exemplo de arquitetura romana, com mais de 500 metros de diâmetro e 50 metros de altura. Construído por volta do ano 70 d.C. possuía 80 portais, de forma que todas as pessoas que estivessem assistindo aos espetáculos lá realizados pudessem entrar e sair com grande rapidez. Figura 3.

Figura 3: Coliseu

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- catedral de reims: é um grande exemplo de catedral gótica. Construída entre 1211 e 1300 d.C. demonstra a aprimorada técnica de se conseguir vãos relativamente grandes utilizando-se apenas estruturas comprimidas. Seu interior é amplo, com arcos que sustentam o teto sendo apoiados em pilares esbeltos, que, por sua vez, são contraventados adequadamente por arcos externos. Figura 4.

Figura 4: Catedral de Reims.

- edifício monadnock: foi construído em Chicago de 1889 a 1891 e tornou-se um símbolo clássico da moderna alvenaria estrutural. Com seus 16 pavimentos e 65 metros de altura, foi considerado uma obra ousada, como se explorasse os limites dimensionais possíveis para edifícios de alvenaria. Entretanto, por causa dos métodos empíricos de dimensionamento empregados até então, as paredes na base têm 1,80 metros de espessura. Acredita-se que se fosse dimensionado pelos procedimentos utilizados atualmente, com os mesmos materiais, essa espessura seria inferior a 30 centímetros. Figura 5.

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Figura 5: Edifício Monadnock.

- alvenaria não-armada na suíça: outro marco importante na história das construções em alvenaria é um edifício construído em 1950, por Paul Haller, na Basiléia, Suíça. O edifício, com 13 pavimentos e 42 metros de altura, foi executado em alvenaria estrutural não armada. A espessura das paredes é de 15 centímetros, para paredes internas, e 37,5, para as paredes externas. Considerando-se esses dados e sabendo-se que as paredes internas é que recebem a maior parte das cargas da edificação, pode-se concluir que o dimensionamento deve ter sido realizado com base em procedimentos não muito diferentes dos que se utilizam atualmente. A largura de 15 centímetros para as paredes mais solicitadas é exatamente a que se obteria em um dimensionamento convencional utilizando-se qualquer uma das principais normas internacionais. Muito provavelmente a largura das paredes externas, de 37,5 centímetros, foi adotada em função de características relacionadas ao conforto térmico. - hotel excalibur em las vegas: segundo Amrhein (1998), o mais alto edifício em alvenaria estrutural da atualidade é o Hotel Excalibur, em Las Vegas, EUA. O complexo do hotel é formado por quatro torres principais, com 28 pavimentos, cada uma contendo 1008 apartamentos. As paredes estruturais foram executadas em alvenaria armada de blocos de concreto e a resistência á compressão especificada na base foi de aproximadamente 28 MPA. Figura 6.

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Figura 6: Hotel Excalibur.

4. Alvenaria estrutural no Brasil

O sistema construtivo em alvenaria é utilizado no Brasil desde que os portugueses aqui desembarcaram no início do século XVI. Entretanto, a alvenaria com blocos estruturais, que pode ser encarada como um sistema construtivo mais elaborado e voltado para o obtenção de edifícios mais econômicos e racionais demorou muito a encontrar o seu espaço. A cronologia das edificações realizadas com blocos vazados estruturais é um pouco controversa, mas pode-se supor que os primeiros edifícios construídos no Brasil tenham surgido em 1966, em São Paulo. Foram executados com blocos de concreto e tinham apenas quatro pavimentos. Edifícios mais elevados foram construídos, também em São Paulo, em 1972. O condomínio Central Parque Lapa tinha quatro blocos com 12 pavimentos em alvenaria armada de blocos de concreto.

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Um pouco posterior é o edifício Muriti, em São José dos Campos, com 16 pavimentos. Também foi executado em alvenaria armada de blocos vazados de concreto. Em alvenaria não armada, apenas em 1977 se tem notícia dos primeiros edifícios, com nove pavimentos. Essas edificações foram executadas com blocos sílico-calcáreos, com 24 centímetros de espessura para as paredes estruturais. Dessa forma, apesar de sua chegada tardia, o sistema acabou se firmando como uma alternativa eficiente e econômica para a execução de edificações residenciais e também industriais. Com um desenvolvimento mais lento a principio e bem mais rápido nos últimos anos, o sistema acabou sendo muito bem aceito, o que se pode perceber principalmente quando se considera o número de empresas produtoras de blocos, tanto de concreto como cerâmicos, existentes na atualidade. Atualmente, no sistema construtivo em alvenaria tem experimentado um grande impulso. Devido á estabilização da economia, a concorrência tem feito com que um número crescente de empresas passe a se preocupar mais com os custos, acelerando as pesquisas e a utilização de novos materiais. Dentro do sistema Alvenaria Estrutural, a alvenaria não armada de blocos vazados de concreto parece ser um dos mais promissores, tanto pela economia proporcionada como pelo número de fornecedores já existentes. Sua utilização é mais indicada em edificações residenciais de padrão baixo ou médio com até 12 pavimentos. Nesses casos utilizam-se paredes com espessura de 14 centímetros e a resistência de bloco normalmente necessária é de 1 Mpa vezes o número de pavimentos acima do nível considerado. Entretanto, a alvenaria de blocos cerâmicos também ganha força com o aparecimento de fornecedores confiáveis para resistências superiores a 10 Mpa. Apesar de, no momento, ser mais utilizada em edificações de poucos pavimentos, pode-se considerar que dentro de algum tempo os blocos cerâmicos passarão a disputar com os blocos de concreto a utilização em edifícios de até 10 pavimentos.

5. Vantagens e desvantagens da alvenaria estrutural

6.1 Principais vantagens

Possibilidade de obtenção de maior economia do que a de prédios estruturados;

Redução no uso de madeira para formas e na mão-de-obra em carpintaria;

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Menor uso de concreto, de ferragem e de mão-de-obra de ferreiro;

Simplificação nas instalações, evitando rasgos nas paredes;

Menor espessura de revestimentos;

Facilidade de encontrar ou de treinar mão-de-obra qualificada;

Adaptação fácil a grande variedade de usos funcionais;

Facilidade maior de detalhamento de projetos;

Maior rapidez e facilidade de construção;

Menor número de equipes ou de sub-contratados de trabalho;

Extrema facilidade de supervisão da obra;

Ótima resistência ao fogo;

Ótimas características de isolamento térmico e acústico;

Grande flexibilidade arquitetônica pelas pequenas dimensões do bloco;

Possibilidade de detalhamentos estéticos bastante atraentes;

6.2 Desvantagens

As desvantagens da alvenaria aparecem em prédios bastante arrojados do ponto de vista estrutural, casos em que ela pode se tornar menos econômica do que as estruturas de concreto armado ou de aço. Outra desvantagem está relacionada com o pequeno número de profissionais habilitados no uso do processo construtivo em estudo. Abaixo segue algumas das desvantagens.

Exige controle de qualidade eficiente tanto dos materiais empregados como do

componente alvenaria.

Mão de obra qualificada e bem treinada e uma constante fiscalização são

imprescindíveis.

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O usuário não tem a mesma flexibilidade para remover paredes a fim de se

aumentar um determinado ambiente, como no caso de uma estrutura convencional.

Condiciona a Arquitetura.

Inibe a destinação dos edifícios.

Restringe a possibilidade de modificações arquitetônicas.

Vãos livres limitados.

Vãos em balanço.

Esbeltez.

6. Patologias em alvenaria estrutural

Após ser usado por muito tempo pela medicina, o termo patologia que significa estudo de doenças, tem sido empregado para a engenharia civil recentemente, fazendo uma associação com a medicina onde é a parte da engenharia civil que estuda as anomalias (doenças) das edificações. Esse é o motivo pelo qual ao decorrer do trabalho o uso da palavra anomalia e não patologia, já que essa denominação se dá ao estudo das anomalias e não as anomalias em si, Relvas (2005). Abaixo são descritos as principais anomalias encontradas na alvenaria estrutural.

6.1 Fachadas Segundo Thomas e Helene (2000), o contato direto da alvenaria com a água da chuva, pode causar a penetração da umidade e o desenvolvimento de fissuras e desagregações. Esse contato pode ser evitado com o uso de beirais, pingadeiras, juntas frisadas Thomas e Helene (2000) ainda completam, citando outro cuidado que deve ser tomado nas fachadas é quanto à cor utilizada na pintura, pois cores escuras causam maior absorção de calor e maiores movimentações térmicas das paredes, que podem resultar em fissuras ou destacamentos. Quando existem faixas escuras mescladas com faixas claras esse efeito pode ser de maior potencialidade. Em alvenaria aparente, alguns cuidados especiais podem evitar o aparecimento de eflorescências. Eflorescência é o arraste de materiais alcalinos á superfície que gera manchas esbranquiçadas. Esses cuidados são: selecionar os componentes de alvenaria isentos ou com baixos teores de saís solúveis, não usar cal na argamassa de assentamento e aplicar verniz ou outro produto hidrofugante, produto hidrofugante é aquele com poder de repelir a água, Thomas e Helens (2000).

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6.2 Juntas de assentamento As juntas de amarração são os elementos responsáveis, por distribuir uniformemente as tensões geradas por cargas verticais, deformações estruturais e movimentações higrotérmicas, geradas por umidade e temperatura. As juntas aprumadas devem ser evitadas ao máximo, porque com seu uso a parede não trabalha como um bloco único, mas como sucessivos “pilaretes”, informam Thomas Helene (2000).

6.3 Encontros entre paredes Segundo Manzione (2004) nos encontros entre paredes, recomenda-se que sempre seja usada junta de amarração, com emprego de blocos especiais. Nos casos em que os apoios têm pequenas deformabilidades, no encontro entre paredes internas, onde não ocorrem grandes variações de temperatura, podemos usar apenas ganchos ou ferros nas juntas de assentamento, e/ou embutir tela de estuque na argamassa de assentamento, sendo suficientes para evitar o destacamento. Nos encontros de paredes externas com juntas a prumos, onde ocorre grande variação térmica, é recomendado o uso de ferros de amarração, para garantir a ancoragem mecânica entre paredes e as juntas devem receber um selante flexível para garantir um bom acabamento e estanqueidade, Thomas e Helene (2000).

6.4 Juntas de controle As juntas de controle são criadas para combater a dilatação excessiva em paredes longas, e para diminuir os problemas no encontro entre dois elementos de espessuras diferentes ou perpendiculares, a fim de evitar possíveis fissuras. Sempre que houver mudança de direção ou na espessura da parede, ou que a parede for muito longa deve ser usado às juntas de controle, para evitar as fissuras ou destacamentos gerados por movimentações higrotérmica. Para paredes muito longas sugere-se que não se ultrapasse os distanciamentos entre juntas.

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6.5 Lajes de Cobertura

A alvenaria estrutural sofre com dois grandes problemas gerados ente os materiais utilizados nas lajes e nas alvenarias, afirma Loturco (2005). Loturco (2005) ainda afirma que devido à insolação, a laje sofre dilatação térmica, causando esforços na alvenaria e gerando fissuras. Para evitar esse tipo de problema existem alternativas como, gerar sombreamento, ventilação ou isolação térmica da laje, a fim de evitar sua dilatação; outra técnica que pode ser utilizada é a instalação de juntas de dilatação ou adotar apoios deslizantes, com o uso de materiais como o neoprene entre a laje e a alvenaria, ou também fazer o seccionamento da parede do último pavimento. Segundo Thomas e Helene (2000), outro problema encontrado é com a retração do concreto da laje, que ao longo da cura do concreto pode chegar a uma deformação correspondente a uma diferença de 74ºC na temperatura. Para evitar esse fenômeno utilizam-se as juntas de dilatação ou caso essas não sejam previstas, juntas de retração provisórias podem ser usadas.

6.6 Embutimento de instalações

Nas alvenarias estruturais um aspecto bastante importante é planejar antecipadamente todos os projetos de instalações já que as paredes tem funções estruturais e que futuros cortes nelas podem causar perda de resistência. Na paginação das paredes já deve ter previstos os pontos das instalações, como é o caso das caixas pequenas, que devem ser fixadas nos blocos antecipadamente, Manziones (2004).

Para as prumadas de água e esgoto devem ser previstos shafts e para ramais de água e esgoto devem ser embutidos em paredes hidráulicas sem funções estruturais. Espaços no dorso de batentes podem ser utilizados para fios elétricos e para instalar tomadas e interruptores, Thomas e Helene (2000).

7. Conclusão Conclui-se que os diversos fatores que influenciam na alvenaria estrutural tem que ser estudados antes de qualquer aplicação em obra. O projeto deve ser bem definido e de fácil compreensão aos que vão executa-lo, contendo medidas para evitar gastos desnecessários. A equipe que vai executar a construção tem que passar por instruções para aplicação desse método.

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A racionalização é de fundamental importância para a organização da obra, consequentemente reduzirá custos e evitará sujeiras. Com mais estudos na área de alvenaria estrutural, proporcionará a construção de grandiosas obras, fazendo com que esse tipo de alvenaria se torne viável economicamente em qualquer situação.

8. Referências

Disponível em: http://pcc2515.pcc.usp.br/Documentos%202007/TEXTO%202%20-%20RACIONALIZA%C3%87%C3%83O%20CONSTRUTIVA-%20INOVA%C3%87%C3%83O%20TEC%E2%80%A6.pdf. Acessado em 12/12/2012 Disponível em: http://pcc2515.pcc.usp.br/aulas/AULA%202%20-%20PCC%202515%20-%20Racionalizacao%20Construtiva.pdf. Acessado em 12/12/2012 Disponível em: http://www.gerenciamento.ufba.br/Disciplinas/Inova%C3%A7%C3%A3o_Tecnologica/Racionalizacao%20Construtiva.pdf. Acessado em 12/12/2012 Disponível em: http://bioestrutura.com.br/index.php/2011-10-16-12-38-16/2011-10-20-15-33-40/8-tecnologias-sustentaveis/42-bloco-de-concreto. Acessado em 12/12/2012 Disponível em: http://www.demc.ufmg.br/dalmo/08_Alvenaria%20Estrutural/ALVENARIA%20ESTRUTURAL%20E%20SUAS%20PATOLOGIAS%20rev5.ppt. Acessado em 12/12/2012 Disponível em: http://engenharia.anhembi.br/tcc-05/civil-24.pdf. Acessado em 12/12/2012 . Disponível em: MANZIONE, Leonardo. Projeto e execução de alvenaria estrutural. São Paulo: O Nome da Rosa, 2004.

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Disponível em: THOMAZ, Ercio; HELENE, Paulo. Boletim técnico: Qualidade no projeto e na execução de alvenaria estrutural e de alvenarias de vedação em edifícios. São Paulo: Escola Politécnica da USP, 2000. Disponível em: LOTURCO, Bruno. Fissuras no último pavimento. São Paulo, Revista Téchne, Pini, n. 99, p. 32-35, jun. 2005. Mensal.