Análise de Alvenaria Estrutural

Análise de Alvenaria Estrutural

(Parte 1 de 6)

Análise de

Alvenaria Estrutural

1. Introdução 2. Materiais 3. Projetos 4. Obras

Análise de Alvenaria Estrutural

O curso de Análise de Alvenaria Estrutural, preparado para os funcionários da Caixa Econômica Federal foi elaborado pelas seguintes instituições e equipe:

Núcleo de Pesquisa em Construção Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Civil Campus Universitário tel: 48-331 9272 site: http://www.npc.ufsc.br

FEESC - Fundação do Ensino da Engenharia em Santa Catarina Campus Universitário tel: 48-234 1279 site: http://www.feesc.org.br/

Grupo de Desenvolvimento de Sistemas de Alvenaria Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Civil Campus Universitário tel: 48-331 9272 site: http://www.npc.ufsc.br/gda/

Professores

Humberto Ramos Roman, Ph.D Universidade Federal de Santa Catarina

Régis Signor, M.Sc Caixa Econômica Federal

Arnaldo da Silva Ramos, M.Sc AS Ramos Construções

Gihad Mohamad Univali

Alvenaria Estrutural

Alvenaria Estrutural

Alvenaria Estrutural

1. Potencial, Vantagens, Desvantagens e Histórico

1.1 O que é alvenaria estrutural?
1.2 Alvenaria estrutural no Brasi?
1.3 Qual é o potencial da alvenaria estrutural?
1.4 Afinal, o que é uma alvenaria de qualidade?
2.1 Introdução
2.2 Apresentando a alvenaria
2.2.1 Tipos de alvenaria
2.2.2 Paredes como elementos estruturais
2.3 Princípios básicos da alvenaria
2.3.1 Troca da forma da parede
2.3.2 Arranjo apropriado das paredes
2.3.2.1 Sistema celular ...................................................
2.3.2.2 Sistema de paredes transversais ..........................
2.3.2.3 Sistemas complexos ...........................................
2.3.3 Construção com colunas ou em pódium
2.3.4 Uso de armadura ou parede protendida
2.4 Esforços solicitantes da alvenaria
2.5 Teoria do projeto em alvenaria estrutural
2.6 Conclusão

2. Princípios Básicos da Alvenaria Estrutural

3. Curso de Alvenaria para Avaliadores de Projetos e Obras

3.1 Objetivos gerais
3.2 Objetivos específicos
3.3 O que se espera das construtoras
3.3.1 Experiência no sistema
3.3.2 Equipamentos adequados
3.3.3 Mão-de-obra adequada
3.4 O que se espera dos fornecedores
3.4.1 Fornecedores de blocos de concreto
3.4.2 Fornecedores de blocos cerâmicos
3.4.3 Fornecedores de argamassas pré-misturadas
3.5 O que se espera dos projetistas
3.5.1 Arquiteto
3.5.2 Projetista estrutural

3.5.3 Demais projetistas complementares ..........................

Alvenaria Estrutural

4.1 Introdução
4.2 Unidades de Alvenaria
4.2.1 Unidades cerâmicas
4.2.2 Unidades de concreto
4.3 Argamassa
4.3.1 Características gerais
4.3.2 Materiais constituintes da argamassa
4.3.3 Tipos de argamassa
4.3.4 Propriedades das argamassas
4.3.4.1 Argamassas no estado fresco .............................
4.3.4.2 Argamassas no estado endurecido ....................
4.3.5 Escolha da argamassa (traço)
4.4 Graute
4.4.1 Materiais constituintes
4.4.2 Dosagem
4.4.3 Proporcionamento, mistura e lançamento
4.5 Comportamento estrutural da alvenaria
4.5.1 Resistência à compressão da alvenaria
4.5.1.1 Desempenho de diferentes materiais .................
4.5.1.2 Influência da técnica construtiva e da
qualidade da mão-de-obra..............................................
4.5.2 Conclusão

4. Materiais

5.1 Introdução
5.2 Coordenação de projetos
5.3 Projeto arquitetônico
5.3.1 Definição dos condicionantes de projeto
5.3.2 Simplificação do projeto
5.3.3 Simetria
5.3.4 Modulação
5.3.5 Famílias de blocos de concreto
5.3.6 Famílias de blocos cerâmicos
5.3.7 Passagem de dutos
5.3.8 Paginação
5.4 Projeto hidráulico
5.5 Projeto elétrico
5.6 Projeto executivo

5. Os Projetos 4

Alvenaria Estrutural

6.1 Introdução
6.2 Projeto arquitetônico
6.2.1 Modulação
6.2.2 Planta baixa
6.2.3 Cortes
6.2.4 Rigidez estrutural
6.2.5 Previsão de shafts (muchetas)
6.2.6 Vãos
6.2.7 Cobertura
6.2.8 Revestimentos externos
6.2.9 Espessura das paredes estruturais
6.2.10 Altura dos pavimentos
6.2.1 Previsões de modificações
6.3 Projeto estrutural
6.3.1 Plantas de 1ª e 2ª fiadas
6.3.2 Paginações
6.3.3 Utilização da família completa de blocos
6.3.4 Detalhes construtivos
6.3.4.1 Vergas e contra-vergas ......................................
6.3.4.2 Fiadas de respaldo ............................................
6.3.4.3 Coxins ...............................................................
6.3.4.4 Armaduras construtivas .....................................
6.4 Previsão de danos acidentais
5628
6.4.1.1 Orientações gerais ............................................
6.4.1.2 Condições de adequação ..................................
6.5 Esforços de vento
6.5.1 Mecanismo de funcionamento
4.5.2 Hipótese do diafragma rígido
6.5.3 Juntas de construção e movimentação
6.6 Definição dos elementos de projeto
6.7 Definição das juntas de assentamento
6.7.1 Juntas horizontais
6.7.2 Juntas verticais
dimensionamento
produção
6.10 Consideração de materiais e mão-de-obra
6.1 Projetos complementares
6.1.1 Projeto elétrico, telefônico, internet e similares
6.1.2 Projetos hidráulico, sanitário e de gás
6.12 Cronograma físico-financeiro

6. Análise de Projetos 6.4.1 Projeto prevendo danos acidentais segundo a BS 6.8 Utilização de teorias consistentes para o 6.9 Determinação do plano tecnológico de 5

Alvenaria EstruturalAlvenaria Estrutural

7. Execução de Obras em Alvenaria Estrutural

7.1 Introdução
7.2 Ferramentas
7.3 Marcação da alvenaria
7.3.1 Procedimentos preliminares
7.3.2 Marcação da primeira fiada
7.4 Elevação da alvenaria
7.5 Execução de revestimentos
7.6 Execução de instalações na alvenaria estrutural
7.7 Falhas construtivas
7.7.1 Uso de família de blocos incompleta
vertical
diferentes
7.7.4 Elevação não homogênea das alvenarias
7.7.5 Falhas devidas ao desaprumo da parede
7.7.6 Estocagem inadequada de blocos
assentamento horizontal
7.7.8 Falhas devidas a projeto inadequado
7.7.9 Colocação posterior de eletrodutos
7.7.10 Não nivelamento da laje
7.7.1 Grauteamento incorreto
7.7.12 Não organização do posto de trabalho
7.7.13 Ausência de ferramentas adequadas
7.7.14 Rasgos em paredes
7.7.15 Assentamento em dias de chuva
7.7.16 Umidade de paredes devida à má execução
7.7.17 Fissuras junto à laje de cobertura no último
pavimento

7.7.2 Variação da espessura e preenchimento de junta 7.7.3 Uso de blocos inrregulares ou de dimensões 7.7.7 Preenchimento inadequado de juntas de 8 Bibliografia

8.1 Bibliografia

Módulo

Introdução 1:

e histórico

Cabe, em muitos casos, ao corpo técnico da Caixa Econômica

Federal auxiliar e conduzir as construtoras para que estas planejem e executem os processos de acordo com as premissas da Alvenaria Estrutural.

O mercado da alvenaria estrutural tem crescido no Brasil das últimas décadas. Apesar desse crescimento, são poucos os cursos de Engenharia em que a disciplina alvenaria estrutural é oferecida. Mesmo naqueles que a oferecem, esta geralmente se caracteriza por ser optativa. Por isso, o número de profissionais que saem desses cursos com conhecimento em alvenaria estrutural é reduzido. Em contraposição, a demanda do mercado com o crescimento de construções em alvenaria estrutural tem levado as construturas a contratarem profissionais que não são habilitados para projetarem nesse processo e nele construírem.

Segundo alguns profissionais de engenharia acreditam, construir em alvenaria estrutural consiste em empilhar blocos com resistência um pouco melhor do que os usados em paredes de vedação. Muitos projetistas pensam que, tendo conhecimento de projeto estrutural em concreto armado, já estão aptos a projetarem quaisquer tipos de estrutura.

A condução da construção propriamente dita por profissionais que também desconhecem o processo em estudo agrava os problemas originários da etapa de projeto. Com isto, diminui a probabilidade de obtenção dos ganhos econômicos que o uso adequado da alvenaria estrutural permite.

Além disso, a combinação dos fatores acima descritos faz com que não sejam raros os problemas de qualidade e de segurança nas construções em alvenaria estrutural.

Neste cenário, cabe, em muitos casos, ao corpo técnico da Caixa Econômica Federal auxiliar e conduzir as construtoras para que estas planejem e executem os processos de acordo com as premissas da alvenaria estrutural.

O presente tópico trata da alvenaria estrutural quanto à sua conceituação, potencial, vantagens / desvantagens e trajetória histórica.

Alvenaria EstruturalAlvenaria Estrutural 7

1.1 - O Que é Alvenaria Estrutural?

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 antigüidade 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.

Na história da alvenaria estrutural, o dimensionamento se manteve em bases empíricas até o final do século XIX. O conhecimento então existente levava à construção de edificações de paredes com espessuras excessivas. O mais famoso exemplo dessa fase talvez seja o Monadnock Building, de Chicago, nos EUA. Inaugurado em 1894, foi considerado um marco da engenharia para a época. Com 16 pavimentos de altura, as paredes do térreo apresentam 1,80 m de espessura.

O advento do concreto armado foi contemporâneo à construção do

Monadnock Building. Essa nova forma de estrutura, aliada ao encarecimento do solo e da mão-de-obra, produziu duas conseqüências:

1.O abandono do uso de alvenaria estrutural como opção viável do ponto de vista técnico e financeiro; 2.A perda de grande parte do conhecimento a respeito da alvenaria estrutural, especialmente o de bem construir.

Por tais razões, esse processo construtivo sofreu grande declínio até à segunda guerra mundial.

Figura 1 - Catedral de Notre Dame em Paris, França

Alvenaria Estrutural 8

Figura 2 - Monadnok Building, em Chicago

No início da década de 50, novas pesquisas e novos métodos de cálculo tornaram a alvenaria estrutural competitiva para a construção de prédios de até 16 pavimentos. A partir dessa década, a retomada do processo de construção em alvenaria estrutural pode ser considerada um resgate do processo do passado.

Na década de 60, os professores Sinha e Hendry, da

Universidade de Edimburgo, na Escócia, desenvolveram extensivo projeto de pesquisa. Tal projeto incluiu a construção de um prédio de cinco andares em tamanho natural para teste. Em função dessas pesquisas, um novo patamar foi atingido no projeto e na execução de prédios em alvenaria estrutural.

No Brasil, os primeiros prédios em alvenaria estrutural surgiram em São Paulo no final da década de 60. Esses prédios foram construídos em bloco de concreto e mostraram uma arquitetura muito pobre (figura 3 a). Em 1972 foi concluído, em São Paulo, o primeiro edifício com 12 pavimentos. Esse edifício foi projetado por um engenheiro norte-americano e foi construído em alvenaria estrutural armada, e pode ser visto na figura 3 b.

Nesse mesmo período, algumas empresas brasileiras de cerâmica, notadamente no Sul, passaram a produzir blocos estruturais. Em todos esses empreendimentos, os procedimentos de construção utilizados foram convencionais, não tendo as construtoras obtido todas as vantagens potenciais da alvenaria estrutural.

No início da década de 90, com o surgimento de políticas de qualidade e produtividade e com a baixa da inflação, a alvenaria estrutural surgiu com grande força, notadamente no Sudeste e no Sul do país.

1.2 - Alvenaria Estrutural no Brasil

No início da década de 50, novas pesquisas e novos métodos de cálculo tornaram a alvenaria estrutural competitiva para a construção de prédios de até 16 pavimentos.

Figura 3 - Alvenaria estrutural não armada em Goiânia. Primeiro prédio em alvenaria estrutural armada na cidade de São Paulo.

Alvenaria Estrutural 9 a)

A partir de 1990, intensificou-se o estudo da alvenaria estrutural não armada. Surgiu o processo Poli-Encol, que propôs grande racionalização nas formas de construir. Entre essas, destaca-se a adoção de blocos com modulação de 15 cm, escadas prémoldadas, uso de equipamentos e ferramentas próprios para alvenaria estrutural e não preenchimento da junta vertical. Algumas das soluções representaram grande avanço no uso do processo em todo o Brasil. Outras se mostraram equivocadas ou, pelo menos, polêmicas, especialmente o não uso de argamassa nas juntas verticais.

A Figura 4 mostra um edifício residencial construído pelo processo Poli-Encol.

Nos últimos dez anos, cresceu muito o número de pesquisadores deste tema. Além disso, a oferta de cursos aos profissionais de várias regiões do Brasil e o aumento da qualidade dos materiais em oferta têm feito crescer o interesse e o uso da alvenaria estrutural.

1.3 - Qual é o potencial da alvenaria estrutural?

Uma das questões que se levantam com freqüência está relacionada com o potencial deste processo construtivo. Que tipo de obra é possível construir em alvenaria estrutural?

Do ponto de vista puramente técnico, a alvenaria estrutural permite obras de grande arrojo estrutural, não havendo limites quanto ao uso da mesma. É normalmente possível construir em alvenaria estrutural, com economia e qualidade, prédios de apartamentos, hospitais, escolas e hotéis.

De outro lado, sob o ponto de vista econômico, alguns empreendimentos serão mais viáveis se forem construídos com processos convencionais de concreto armado ou em estruturas de aço. Servem de exemplo prédios de grande altura, acima de 15 pavimentos, ou obras que envolvam grandes vãos ou arquitetura muito arrojada.

Apesar disso, existem, em alvenaria estrutural, vários exemplos de obras de grande arrojo, construídas com custos competitivos. Alguns exemplos disso são as figuras apresentadas abaixo.

As figuras 5 e 6 mostram obras do engenheiro Eládio Dieste (1917- 2000). Foram feitas com tijolo cerâmico maciço e com toda a estrutura em alvenaria estrutural, incluindo o teto. Elas são marcos da arquitetura e da engenharia mundial.

Figura 4 - Edifício construído pelo processo Poli-Encol

Alvenaria Estrutural 10

O Reino Unido tem grande tradição de alvenaria estrutural em tijolos cerâmicos. A figura 7 mostra o escritório de um fabricante de cerâmica, todo em alvenaria estrutural.

No Brasil tem crescido muito o uso deste tipo de estrutura, notadamente com bloco de concreto. A figura 8 mostra um edifício residencial de 12 pavimentos, outro de 15, construídos em Florianópolis.

Figura 5/6 - Igreja de Atlântida, e Igreja de San Pedro de Durazno, no Uruguai, obra do Engenheiro Eládio Dieste.

Figura 7 - Edifício todo estruturado em alvenaria estrutural

Figura 8 - Edifícios em alvenaria estrutural de bloco de concreto, em Florianópolis

Alvenaria Estrutural 1

1.4 - Afinal, o que é uma alvenaria de qualidade?

Cresceu o número de usuários em alvenaria estrutural no Brasil. Mas não se pode igualmente afirmar que todos utilizem alvenaria estrutural de forma adequada. Alvenaria é a união de conhecimento estrutural, materiais de qualidade e processo adequado de construção .

O conhecimento sobre o comportamento estrutural da alvenaria está bastante solidificado. Vários livros, publicações e normas internacionais descrevem este comportamento de forma bastante completa. Assim, uma boa alvenaria inicia pela elaboração de um projeto estruturalmente correto.

O uso de materiais de qualidade é o segundo passo para a obtenção de boa alvenaria. Materiais de má qualidade resultam em assentamento fora do prumo, do nível e do alinhamento, além de poderem não conferir à parede a resistência especificada em projeto. No Brasil, a qualidade dos materiais, quer os blocos de concreto, quer os de cerâmica, as argamassas e os grautes têm melhorado muito, tanto que hoje podem encontrar-se materiais apropriados para o uso em paredes estruturais em quase todo o território brasileiro.

Finalmente, o processo de construção é o terceiro componente para a obtenção de uma boa alvenaria. Está intimamente ligado à qualidade do projeto e dos materiais. Deve apresentar soluções adequadas que favoreçam à construtibilidade e, conseqüentemente, à obtenção de uma alvenaria estrutural segura e econômica. Os programas de qualidade e produtividade em andamento no setor da construção têm servido para melhorar esses indicadores. Neste contexto, o processo construtivo em alvenaria estrutural tem se mostrado um dos mais adequados para a implantação desses programas.

Assim, pode-se dizer que, atualmente, a alvenaria estrutural constitui-se em processo construtivo muito utilizado no mundo todo. Como principais razões para este crescimento podem apontar-se os seguintes fatores:

1. A incorporação de conceitos de racionalização do projeto a procedimentos em obra; 2. O pequeno investimento inicial necessário; 3. E a facilidade de capacitação de mão-de-obra.

Todos esses fatores serão descritos e discutidos nas próximas aulas.

Alvenaria Estrutural

Alvenaria é a união de conhecimento estrutural, materiais de qualidade e processo adequado de construção.

Módulo

Introdução 1:

Princípios Básicos da Alvenaria Estrutural

2.1 - Introdução

A alvenaria estrutural é um processo construtivo em que as paredes atuam como estrutura e têm a função de resistir às cargas verticais, bem como às cargas laterais. As cargas verticais são devidas ao peso próprio da estrutura e às cargas de ocupação. As cargas laterais, por sua vez, originam-se da ação do vento e/ou do desaprumo. Estas são absorvidas pelas lajes e transmitidas às paredes estruturais paralelas à direção do esforço lateral. Uma parede de alvenaria pode suportar pesadas cargas verticais. No entanto, quando esta for submetida a cargas laterais paralelas ou perpendiculares ao seu plano, pode romper devido aos esforços de tração que eventualmente venham a aparecer. O grande desafio do engenheiro estrutural consiste, portanto, em minimizar ou em evitar tensões de trações que possam vir a aparecer.

Figura 9 - Parede de vedação e parede estrutural

A alvenaria estrutural é um processo construtivo em que as paredes atuam como estrutura e têm a função de resistir às cargas verticais e às cargas laterais.

A alvenaria estrutural para prédios de vários pavimentos tornou-se opção de construção largamente empregada no mundo, devido a vantagens tais como flexibilidade de construção, economia, valor estético e velocidade de construção. A grande vantagem que a alvenaria estrutural apresenta é a possibilidade de esta incorporar facilmente os conceitos de racionalização, produtividade e qualidade, produzindo, ainda, construções com bom desempenho tecnológico aliado a baixos custos.

Nos últimos 30 anos, a alvenaria estrutural, devido aos extensos trabalhos de pesquisa, à imaginação de projetistas e à grande melhoria da qualidade dos materiais, tem apresentado maiores e mais visíveis avanços do que qualquer outra forma de estrutura usada na construção civil.

Em conseqüência disso, pode-se afirmar, com segurança, que a alvenaria estrutural é o mais econômico e moderno método de construção. Em países como Inglaterra, Austrália, Alemanha e Estados Unidos, este método construtivo é o mais utilizado e de maior aceitação pelo usuário.

No Brasil, a técnica de cálculo e execução em alvenaria estrutural é relativamente recente (final dos anos 60) e, até hoje, pouco conhecida da maioria dos profissionais da Engenharia Civil. No entanto, a abertura de novas fábricas de materiais, assim como o surgimento de grupos de pesquisa sobre o tema faz com que, a cada dia, cada vez mais construtores utilizem o sistema e se interessem por ele.

Um dos princípios fundamentais do sistema construtivo em alvenaria estrutural é a indispensável interligação entre os vários projetos complementares, para que um não interfira nos outros, o que reverteria em prejuízo para o produto final. A ação da racionalização na fase de execução dos empreendimentos torna-se efetiva quando for aplicada coerentemente com um projeto desenvolvido segundo os mesmos princípios.

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