Trabalho de Fisher (1973) e estudo de Sahlin (2007)

Fisher (1973) estudou o efeito de cortes na resistência à compressão em paredes com espessura de 102,5 mm e 215 mm, construídas de tijolos maciços prensados e paredes de espessura de 178 mm, com tijolos de plástico prensado. As paredes foram ensaiadas com diferentes tipos de cortes, variando a quantidade de cortes verticais, realizados em um ou ambos os lados, cortes horizontais e de quadros quadrados, de lado de 153 mm, sendo os resultados comparados com paredes integras, sem cortes.

Para as paredes de 102,5 mm e 215 mm, de espessura, foram utilizados tijolos de dimensões de 225 mm x 112,5 mm x 75 mm, de resistência média à compressão de 45,65 MPa, apresentando desvio padrão de 7,51 MPa e coeficiente de variação de 16,5%. Os tijolos utilizados nas paredes de 178 mm de espessura apresentaram resistência média de 42,68 MPa, com desvio padrão de 4,30 MPa e coeficiente de variação de 10,1%. O traço da argamassa utilizada em todos os ensaios foi 1:1:6 (cimento, cal e areia), medidos em volume, sendo a água adicionada para se obter uma trabalhabilidade adequada.

As paredes de 102,5 mm e 215 mm de espessura possuíam dimensões de 2,55 m e 1,32 m de altura e largura, respetivamente, e as paredes de 178 mm possuíam as dimensões de 2,51 m e 1,37 m de largura e altura. Os cortes foram executados utilizando-se uma serra portátil inicialmente, e marreta e talhadeira para remoção final do material, apresentando dimensões finais nominais de 38 mm e 25 mm, de largura e profundidade, respectivamente. Na Figura 6 e na Figura 7 são mostrados os casos de cortes ensaiados por Fisher (1973).

Figura 6 – Casos de cortes ensaiados por Fisher (1973)

Figura 7 – Casos de cortes ensaiados por Fisher (1973) - continuação

Fonte: adaptada de Fisher (1973).

As paredes foram ensaiadas após cura de 14 dias, a uma taxa de carregamento de 0,7 MN/m²/min. As nomenclaturas de identificação são apresentadas na Figura 6 e na Figura 7, sendo adotada a nomenclatura “Tipo G” para as paredes sem cortes.

Na Tabela 8 são apresentados os resultados para as paredes de 178 mm de espessura encontrados por Fisher (1973). Esse autor destaca que o modo de ruptura de todas as paredes foi típico de repartição por tração e destacamento das faces. Em diversos casos, o autor também observou que várias rachaduras verticais se originaram devido aos cortes verticais. Os cortes horizontais da parede tipo F causaram fissuração localizada e destacamento no entorno do corte.

Tabela 8 – Resultados ensaios Fisher (1973) para paredes de espessura de 178 mm Tipo de Parede Resistência a Compressão (N/m²) Parede Argamassa A 5,17 4,76 B 5,41 3,17 5,45 5,65 Média 5,43 4,41 C 5,79 3,72 5,72 5,58 Média 5,75 4,65 D 4,62 6,89 4,69 4,55 Média 4,65 5,72 F 5,27 3,58 G 5,72 4,9 6,03 5,72 5,72 5,31 Média 5,82 5,31

Fonte: adaptada de Fisher (1973).

Os resultados para as paredes de 102,5 mm e 215 mm de espessura encontrados por Fisher (1973) são apresentados na Tabela 9.

Tabela 9 – Resultados ensaios Fisher (1973) para paredes de espessura de 102,5 e 215 mm

Tipo de Parede

Resistência a Compressão (MPa)

102,5 mm de espessura 215 mm de espessura

Parede Argamassa Parede Argamassa

A 7,92 7,25 8,64 5,16 8,51 8,20 10,48 9,58 7,03 5,75 10,03 9,06 Média 7,82 7,07 9,72 7,93 B 9,40 7,20 12,46 7,63 11,25 7,64 10,03 5,64 10,66 7,85 10,73 9,24 Média 10,44 7,56 11,07 7,50 C 7,92 4,56 11,07 9,01 7,92 7,26 12,80 8,81 8,21 5,48 11,59 10,33 Média 8,02 5,77 11,82 9,38 D 9,03 7,71 11,41 6,40 9,03 6,45 9,84 4,86 9,03 7,37 10,14 4,45 Média 9,03 7,18 10,46 5,24 E 8,17 5,00 9,83 6,73 7,73 3,33 9,83 7,30 7,84 6,37 11,94 7,82 Média 7,91 4,90 10,53 7,28 F 8,69 7,85 8,11 5,23 9,18 7,63 8,82 6,17 8,58 8,80 10,03 7,66 Média 8,82 8,09 8,99 6,35 G 8,14 3,26 10,54 8,17 10,08 6,05 11,92 8,18 10,00 7,11 11,57 7,43 Média 9,41 5,47 11,34 7,92

Fonte: adaptada de Fisher (1973).

O modo de ruptura para essas paredes também foi típico de separação por tração e destacamento das faces. Para as paredes de 215 mm ocorreu fissuração vertical nas bordas dentro dos cortes. Diversas paredes com cortes apresentaram fissuração dentro da área dos cortes e em alguns casos, rachaduras na área restante da parede. A ruptura para as paredes tipo F se iniciaram no corte horizontal, com aumento de fissuração e desplacamento nessa região (FISHER, 1973).

Na Tabela 10 são apresentadas as reduções da resistência das paredes com cortes, em relação à parede integra (tipo G).

Tabela 10 – Redução da resistência em relação à parede integra de Fisher (1973)

Tipo de Parede Redução da Resistência (%) Espessura da Parede 178 mm 102,5 mm 215 mm A 11,2a) _{16,9 14,3} B 6,7 0 2,4 C 1,2 14,8 0 D 20,1 4 7,8 E  15,9 7,1 F 9,5a) _{6,3 20,7}

a) Baseado em somente um resultado Fonte: adaptada de Fisher (1973).

Com a análise dos resultados, Fisher (1973) obteve diversas conclusões importantes, entre elas:

 para paredes de 178 mm de espessura, foi perceptível a perda de resistência com o aumento da quantidade de cortes, sendo que a parede com os cortes para instalações de quadros foi a que apresentou maior perda de resistência, chegando a 20,1%;

 para as paredes de espessuras de 102,5 mm e 215 mm, a relação de quantidades de cortes com a resistência não foi significativa. Os cortes de caixas não apresentaram a mesma redução na resistência observada em paredes de 178 mm;

 os cortes horizontais ocasionaram um aumento da fissuração e desplacamento na região do corte, atuando como uma fonte para a propagação de fissuras. A extensão do corte horizontal estudado no trabalho foi limitada e, provavelmente, o aumento dos cortes traria efeitos mais acentuados;

 as deformações verticais e horizontais das paredes de 175 mm foram maiores na base da parede e menores na metade da altura. Os cortes de caixas aumentaram as deformações na base da parede, em comparação com as paredes sem cortes. Fisher (1973) concluiu ainda que uma quantidade aceitável de cortes verticais poderia ser realizada, mantendo-se um nível adequado de segurança, porém, os cortes horizontais não seriam recomendados.

Sahlin (2007) analisou os resultados encontrados por Fisher (1973) buscando uma correlação entre o dano e a perda de resistência das paredes. Uma vez que todos os cortes apresentavam as mesmas dimensões de profundidade e largura, o comprimento total foi utilizado como uma medida do dano às paredes, onde para os cortes de caixas, considerou-se o comprimento de três vezes o seu lado.

Para quantificar o dano, foi adotado o quociente entre o comprimento total dos cortes e a espessura da parede, onde, conforme esperado, quanto maior for o dano da parede, maior a perda de resistência. Com o aumento do comprimento total de cortes teve-se, também, uma diminuição da rigidez da parede e, assim, uma tendência de aumento das deflexões, quando solicitada. Essa relação entre o comprimento total de cortes e a espessura da parede foi denominada pelo autor de “índice de dano”, (SAHLIN, 2007).

Para realização das analises, Sahlin (2007) dividiu as series de paredes ensaiadas por Fisher (1973) em três grupos. Para permitir que todos os grupos e espessuras fossem comparados, os dados foram divididos pelo valor médio da parede simples por grupo.

1. Cortes apenas na face frontal.

2. Cortes na face frontal e um adicional na face traseira.

3. Cortes apenas na face frontal, sendo um corte, horizontal (Tipo F).

Foram traçados ajustes de curvas relacionando as resistências das paredes com o índice de dano criado pelo autor (Figura 8), sendo traçada uma linha de tendência, a fim de se verificar o quão próxima é essa relação, onde uma maior linearidade denota uma relação mais estreita entre os parâmetros analisados (SAHLIN, 2007).

Figura 8 – Relação entre resistência relativa e índice de dano para as paredes

(a) Grupo 1 (b) Grupo 2

(c) Grupo 3 Fonte: adaptada de Sahlin (2007).

Na Figura 8 são apresentados como exemplos os diagramas para os grupos 1, 2 e 3 criados por Sahlin (2007). Na Figura 8 (a) é possível verificar que, conforme esperado, a resistência relativa diminuiu com o aumento do índice de dano, sendo a relação praticamente linear. Esse pequeno desvio de uma tendência linear indica que outros fatores também têm algum efeito.

Para o grupo 2 (Figura 8-b) a linha de tendência não apresenta linearidade indicando que outros fatores, além do incide de dano, tiveram uma forte influência sob a resistência da parede. Um corte adicional na face traseira reduziu menos a resistência do que quando só executado em uma face, devido à redução na

Res is tên c ia re lat iv a Res is tên c ia re lat iv a

Índice de dano Índice de dano

Res is tên c ia re lat iv a Índice de dano

excentricidade do carregamento. Ainda segundo o autor, as paredes mais espessas foram afetadas pela redução da seção transversal, e para as paredes mais finas a esbeltez teve pequena influência devido ao posicionamento dos cortes próximo às suas extremidades, ou seja, longe da meia altura da parede, considerada como zona mais crítica, (SAHLIN, 2007).

O grupo 3 (Figura 8-c) também não apresentou um diagrama com comportamento linear, indicando que outros fatores além do índice de dano tiveram influência significativa. Nesse grupo o corte horizontal afetou consideravelmente as paredes mais espessas. Esse autor verificou que a comparação por variação da área bruta devido aos cortes horizontais não foi capaz de representar os resultados adequadamente.

Sahlin (2007) verificou que em alguns casos a redução da resistência é maior do que a prevista por meio da variação da área ou rigidez das paredes, podendo ser causada por micro fissuração na região dos cortes, ou pelas modificações do fluxo de tensões causadas pelos cortes, as quais resultam em concentrações de tensões que afetam a resistência.

Entre as principais conclusões obtidas por Sahlin (2007) pode-se citar:

 o índice de dano, da forma como sugerido, apresentou boa relação para paredes com corte em apenas um dos lados;

 os cortes horizontais afetaram a resistência relativa para paredes espessas, sendo esse efeito mascarado nas paredes esbeltas por efeitos de instabilidade;

 o índice de dano proposto apresentou uma menor correlação para paredes esbeltas, uma vez que a posição corte, nesses casos foi próximo às extremidades das paredes, considerada menos crítica que os demais casos, onde os cortes foram realizados na região central.