ELEMENTOS DE ALVENARIA SUBMETIDOS À COMPRESSÃO AXIAL

Diversos fatores afetam os valores da resistência das unidades, prismas e paredes de alvenaria, são eles: geometria da unidade, resistência da unidade, espessura da junta de argamassa, resistência da argamassa, deformação característica da argamassa, sucção das unidades, retenção de água da argamassa, capeamento das unidades e dimensões da placa de ensaio.

3

MASONRY STANDARDS JOINT COMMITTEE (1999). ACI 530-99/ASCE 5-99/ TMS 402-99: Building

2.1 Influência das placas de ensaio

O objetivo da utilização das placas nos ensaios é de prover uma distribuição uniforme de tensão e deformação no elemento.

Conforme relatam Kleeman e Page (1990), devido à restrição ocasionada pelas placas, um estado de tensão complexo é criado nas regiões extremas das unidades. Assim, um aumento da resistência é induzido por um estado triaxial de tensões, a menos que a unidade tenha comprimento suficiente para que esses efeitos se tornem insignificantes. Citam ainda que, se apenas algumas partes da unidade são carregadas – como nas unidades com carregamento apenas nas paredes longitudinais – a distribuição de tensões é sempre não uniforme. Porém, Atkinson (1991) ressalta que o grau de uniformidade obtido é influenciado também pela flexão e cisalhamento da placa, sendo necessário uma espessura mínima a fim de se evitar deformações excessivas. Mostra ainda uma série de prescrições de normas (americanas, canadenses e européias), em que se recomenda o diâmetro mínimo de carregamento da extremidade da prensa variando de 12,7 cm a 15,2 cm e a espessura mínima das placas, para unidades de 20 x 40 cm e diâmetro de carregamento de 16,5 cm, variando entre 4,8 cm e 14,5 cm. Alguns desses valores são específicos para unidades ou prismas. Também é apresentado o fator K, que varia entre 0,33 e 1 nas normas consultadas. Esse fator parece ser de adequada utilização, pois avalia simultaneamente o diâmetro da extremidade de carregamento da prensa e as dimensões (em planta) das placas.

A Equação (1) define o fator K e a Figura 1 ilustra as variáveis consideradas.

R)

K(D

t= − ₍₁₎

t é a espessura da placa de ensaio;

D é a distância entre o centro da circunferência da extremidade da célula de aplicação de carga e a quina da placa;

R é o raio da extremidade da célula de aplicação de carga.

Render (1986)⁴ apud Medeiros (1993) define em 75 mm a espessura mínima das placas de carregamento, evitando assim que possíveis deformações dissipem parte do carregamento. Já a NBR 7184 (1992) recomenda que as superfícies das placas devem ser planas e rígidas, não apresentando desníveis superiores a 8 x 10^-2 mm para cada 4 x 10² mm, recomendando a espessura de no mínimo um terço da distância entre a borda do prato de apoio e o canto mais afastado do corpo-de-prova, não sendo inferior a 25 mm.

Nos ensaios realizados por Self (1975), com o aumento da espessura da placa de 2,5 cm para 8,3 cm, foi identificado um decréscimo nas deformações das paredes longitudinais, entre o centro e os extremos, de 50%. Aumentando-se o diâmetro da extremidade da prensa de 21,6 cm para 25,4 cm houve um aumento de resistência entre 7% e 13%.

4

RENDER, S. (1986). The compressive strength of masonry walls built using blocks laid flat. In: PRATICAL DESIGN OF MASONRY STRUCTURES, 1986, London. Proceedings. Thomas Telford,

Figura 1 – Variáveis para definição do fator de cálculo K da espessura das placas de ensaio, adaptada de Atkinson (1991).

2.2 Ensaios com material que constitui o bloco

Marzahn (2003) recorda que a capacidade da alvenaria é determinada a partir das propriedades dos seus componentes, por meio de ensaios padronizados, obtendo suas características básicas e permitindo a previsão da carga de ruína. Entretanto, complementa o autor, para uma investigação mais profunda do comportamento estrutural, aquelas propriedades não são adequadas para representar determinadas condições como, por exemplo, uma Micromodelagem Numérica dos elementos para simulação computacional da alvenaria ou das condições de ruína.

Algumas pesquisas tratam da correlação entre as resistências do material concreto – que constitui o bloco – e a resistência do bloco, visando conhecer as propriedades mecânicas desse material. Todavia, apenas poucas delas abordam tal assunto como objetivo principal, e as que o fazem, analisam em sua maioria a resistência de blocos não padronizados, procurando estabelecer correlações diretas com as resistências obtidas de corpos-de-prova extraídos das paredes dos blocos. Tais pesquisas estão resumidas no Quadro 1.

Uma maior padronização quanto aos CPs mostra-se necessária, visto que a restrição ocasionada pelos pratos da prensa e a própria geometria exercerão influência significativa nos resultados obtidos. Nos resultados obtidos por Becica e Harris (1983) e Ganzerli et al. (2003) a resistência obtida em corpos-de-prova é em torno de 24% maior que a resistência dos blocos, enquanto que Frasson Júnior (2000) encontra resistências de corpo-de-prova aproximadamente 20% menores que as resistências dos blocos. Nos ensaios de Marzahn (2003) este valor de resistência variou entre 60% a 95% da resistência do bloco, dependendo do tipo de bloco estudado. É evidente que cada caso tem suas particularidades, sendo utilizados CPs com geometrias distintas, prismáticas e cilíndricas (que possui uma maior esbeltez e configuração que sofre menor atuação do confinamento), além de diferirem nas dimensões de base e altura e na sua forma de obtenção, se por moldagem ou extração a partir dos blocos. Entretanto, para avançar em busca de outras correlações faz-se necessário a definição de um corpo-de-prova que melhor represente o comportamento do bloco quando submetido a ensaios de compressão. Em relação ao processo de adensamento, é essencial pleno domínio da técnica a fim de se obter uma energia próxima a que estão submetidos os blocos na vibro-prensagem.

Quadro 1 – Pesquisas que correlacionam resistência à compressão de blocos e corpos-de-prova

Autor Corpo-de-prova Dimensões Bloco ^Relação

CP/Bloco Becica e Harris (1983) Prismáticos extraídos do bloco 1:1 a 2:1 (altura:largura), com a espessura original Vazado de concreto 20 x 20 x 39 cm 1,22 Frasson Júnior (2000)

Moldados com concreto

seco ^{5 x 10 cm} Vazado de concreto 14 x 19 x 39 cm ^0,80 Prismáticos extraídos do topo do bloco ^1,41 Ganzerli et al. (2003) _{Prismáticos extraídos da} base do bloco 1:2: 4 (altura: espessura: comprimento) Vazado de concreto 20 x 20 x 39 cm 1,12 Maciço, silico-calcário 23,8 x 24 x 50 cm 0,61-0,66 Marzahn (2003) Cilíndricos extraídos do

bloco ^{10 x 20 cm} _{Maciço, concreto}

auto-clavado 20 x 24 x 50 cm 0,86-0,95 5 x 10 cm 1,13-1,31 10 x 20 cm 1,03-1,16 Presente trabalho

Moldados com concreto plástico

15 x 30 cm

Concreto 14 x 19 x 39 cm

0,92-1,03