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3º FORUM MINEIRO DE ALVENARIA ESTRUTURAL

“PARÂMETROS DE PROJETO DE ALVENARIA ESTRUTURAL COM BLOCOS DE CONCRETO”

Eng

^o

. Roberto de Araujo Coelho, M.Sc.

racional sistemas construBvos ltda 1

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NBR 15961 – 1 : Projeto

•  Requisitos mínimos para o projeto de estruturas de alvenaria de blocos de concreto.

•  Análise do desempenho estrutural de elementos de alvenaria de blocos de concreto inseridos em outros sistemas estruturais.

•  Não inclui requisitos para evitar estados-‐limite gerados por ações como sismos, impactos, explosões e fogo.

NBR 15961 – 2 : Execução e controle de obras

•  Requisitos mínimos para a execução e o controle de obras com estruturas de alvenarias de blocos de concreto

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OBJETIVOS

•  Atualizar os conceitos das normas NBR 10837 (1989) e da NBR 8798 (1985);

•  Preencher lacunas existentes nestas normas;

•  Incorporar a experiência acumulada em projetos, pesquisas e uso da alvenaria estrutural nos úl_mos 20 anos

•  Tornar os textos compa`veis, fáceis e fac`veis de serem empregados (PROJETO, EXECUÇÃO E CONTROLE)

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PRINCIPAIS MUDANÇAS

•  Tratamento : Tensões Admissíveis X Semi-‐Probabilís_co

σ

atuante

≤ σ

^prisma^x^0,2^x

^K

^esbeltez

MÉTODO DA RESISTÊNCIA

(5)

σ

^cálculo

≤ σ

^resistente

95% 5%

σ

atuante

≤ σ

^prisma^x^0,2^x

^K

^esbeltez

MÉTODO SEMI-‐PROBABILÍSTICO

PRINCIPAIS MUDANÇAS

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σ

^cálculo

≤ σ

^resistente

95% 5%

σ

atuante

≤ σ

^prisma^x^0,2^x

^K

^esbeltez

MÉTODO SEMI-‐PROBABILÍSTICO

PRINCIPAIS MUDANÇAS

?

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PRINCIPAIS MUDANÇAS

•  Método dos estados limites

•  ELU – Estado Limite ÚlBmo

•  Perda equilibirio da estrutura;

•  Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte;

•  Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando os efeitos de segunda ordem;

•  Provocado por solicitações dinâmicas;

•  Colapso progressivo;

•  Outros casos especiais.

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PRINCIPAIS MUDANÇAS

•  Método dos estados limites

•  ELU – Estado Limite ÚlBmo

•  Perda equilibirio da estrutura;

•  Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte;

•  Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando os efeitos de segunda ordem;

•  Provocado por solicitações dinâmicas;

•  Colapso progressivo;

•  Outros casos especiais.

•  ELS – Estado Limite de Serviço

•  Comprome_mento do aspecto esté_co ou durabilidade;

•  Deformações que prejudiquem a u_lização normal ou aspecto esté_co;

•  Vibração excessiva ou desconfortável

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PRINCIPAIS MUDANÇAS

•  Diferentes combinações de ações

Coeﬁcientes de ponderação (ELU) das resistências γ

_m

Combinações Alvenaria Graute Aço

Normais 2,0 2,0 1,15

Especiais ou de construção 1,5 1,5 1,15

Excepcionais 1,5 1,5 1,0

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POSICIONAMENTO

•  Junta ver_cal preenchida com dois ﬁletes de argamassa (Parte 2)

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POSICIONAMENTO

•  Uso de argamassa

no septo transversal ou não

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POSICIONAMENTO

•  Uso de amarração contraﬁada (> 1/3 altura bloco) ^1/3H

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POSICIONAMENTO

•  Uso de amarração contraﬁada (> 1/3 altura bloco)

•  Uso da área bruta como referência

(norma an_ga prisma)

1/3H

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ESPECIFICAÇÕES

•  Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (f_k ), pequenas paredes (f_ppk ) e de prismas (f_pk ), com argamassa no septo transversal.

f

_k

f

_ppk

f

_pk

(15)

f

_k

= 85% f

_ppk

ESPECIFICAÇÕES

(16)

f

_k

= 70% f

_pk

ESPECIFICAÇÕES

(17)

ESPECIFICAÇÕES

•  Valores caracterís_cos de resistência à compressão simples com base em ensaios de paredes (f_k ), pequenas paredes (f_ppk ) e de prisma (f_pk ), quando não será

aplicado, na obra, argamassa no septo transversal – Adotar redutor de 80% .

f

_k*

= 68% f

_ppk

(85%)

f

_k*

= 56% f

_pk

(70%)

f

_k*

= 80% f

_k

(100%)

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ESPECIFICAÇÕES

•  Resistência à compressão na ﬂexão (paralela à junta de assentamento) com a parede totalmente grauteada = f_k nos demais casos = 50% f_k

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Resistência à tração na ﬂexão f_tk (MPa)

Direção da tração Resistência média à compressão da argamassa (MPa) 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0

Normal à ﬁada 0,10 0,20 0,25

Paralela à ﬁada 0,20 0,40 0,50

Nota : valores relaBvos à área bruta

ESPECIFICAÇÕES

•  Resistência à tração na ﬂexão válida apenas para ações variáveis e para argamassa mista (cimento, cal e areia), sem adi_vos e com juntas verBcais preenchidas

(20)

ESPECIFICAÇÕES

•  Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais para argamassa mista (cimento, cal e areia), sem adi_vos e com juntas verBcais preenchidas

Resistência ao cisalhamento em juntas horizontais f_vk (MPa)

Resistência média à compressão da argamassa (MPa⁾ 1,5 a 3,4 3,5 a 7,0 Acima de 7,0

0,10 + 0,5σ ≤ 1,0 0,15 + 0,5σ ≤ 1,4 0,35 + 0,5σ ≤ 1,7

(21)

ESPECIFICAÇÕES

Nota 1 – σ é a tensão norma de pré-‐compressão na junta considerando-‐se apenas as ações permanentes ponderadas por coef. segurança = 0,9 (ação favorável)

0,10 + 0,5σ ≤ 1,0 0,15 + 0,5σ ≤ 1,4 0,35 + 0,5σ ≤ 1,7

(22)

ESPECIFICAÇÕES

Nota 1 – σ é a tensão normal de pré-‐compressão na junta considerando-‐se apenas as ações permanentes ponderadas por coef. segurança = 0,9 (ação favorável)

Nota 2 – Quando exis_rem armaduras de ﬂexão perpendiculares ao plano do cisalhamento e envoltas por graute, a resistência caracterís_ca ao cisalhamento pode ser ob_da por:

f_vk = 0,35 + 1,75 ρ ≤ 0,7 MPa onde ρ = A_s / (b.d)

0,10 + 0,5σ ≤ 1,0 0,15 + 0,5σ ≤ 1,4 0,35 + 0,5σ ≤ 1,7

(23)

ESPECIFICAÇÕES

•  Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco)

(24)

ESPECIFICAÇÕES

•  Módulo de deformação longitudinal da parede:

E = 800 f_pk ≤ 16 GPa

( Para veriﬁcações no ELS adotar 60% E para considerar o efeito de ﬁssuração da parede)

(25)

ESPECIFICAÇÕES

E = 800 f_pk ≤ 16 GPa

•  Coeﬁciente de Poisson = 0,20

(26)

ESPECIFICAÇÕES

E = 800 f_pk ≤ 16 GPa

•  Coeﬁciente de dilatação térmica = 9,0 x 10^-‐6 / ⁰C

(27)

ESPECIFICAÇÕES

•  Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco)

E = 800 f_pk ≤ 16 GPa

•  Retração da alvenaria :

•  Blocos curados a vapor... 500 x 10^-‐6 ou 0,5mm/m

•  Blocos sem cura a vapor... 600 x 10^-‐6 ou 0,6mm/m

(28)

ESPECIFICAÇÕES

•  Argamassa deve ter resistência máxima igual a 70% da resistência do bloco na área líquida (bloco de 14cm = ± 140% resistência do bloco)

E = 800 f_pk ≤ 16 GPa

•  Retração da alvenaria :

•  Blocos curados a vapor... 500 x 10^-‐6 ou 0,5mm/m

•  Blocos sem cura a vapor... 600 x 10^-‐6 ou 0,6mm/m

•  Fluência – considerar o mesmo valor da deformação elás_ca (dobrar o valor da ﬂecha elás_ca)

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LIMITAÇÕES

•  Esbeltez λ = h_e / t_e

•  λ ≤ 24 paredes e pilares não armados 14cm x 24 = 336cm

h_e

t_e

(30)

h_e

t_e

(31)

LIMITAÇÕES

•  Os elementos estruturais que servem de apoio para as alvenarias não podem apresentar

deslocamentos maiores que:

•  L/500,

•  10mm

•  θ = 0,0017 rad

h_e

t_e

(32)

LIMITAÇÕES

•  Os elementos estruturais que servem de apoio para as alvenarias não podem apresentar

deslocamentos maiores que:

•  L/500,

•  10mm

•  θ = 0,0017 rad

•  Espessura mínima:

•  14 cm ... 3 pavimentos ou mais

•  11,5 cm* ... sobrados

•  9 cm* ... casas térreas

h_e

t_e

(33)

LIMITAÇÕES

•  Juntas de dilatação a cada 24m da ediﬁcação em planta

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Localização do elemento

Limite do espaçamento entre juntas de controle (m)

Alvenaria sem armadura horizontal Alvenaria com tx armadura horizontal ≥ 0,04%

(h . t)

Cura a vapor Sem cura a vapor Cura a vapor Sem cura a vapor

Sem abertura Com abertura Sem abertura Com abertura Sem abertura Com abertura Sem abertura Com abertura

EXTERNA 7,00 5,95 5,60 4,90 9,00 7,65 7,20 6,30 INTERNA 12,00 10,20 9,60 8,40 15,00 12,75 12,00 10,50

Redutor 15% 20% 30% 15% 20% 30%

LIMITAÇÕES

•  Juntas de dilatação a cada 24m da ediﬁcação em planta

•  Juntas de controle para painéis con_dos em um único plano:

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LIMITAÇÕES

•  Desaprumo para ediycios de andares múl_plos -‐ é obrigatório considerá-‐lo no dimensionamento

θ_a

∆P₅

∆P₄

∆P₃

∆P₂

∆P₁ H

(36)

LIMITAÇÕES

•  Desaprumo para ediycios de andares múl_plos -‐ é obrigatório considerá-‐lo no dimensionamento

θ_a

F_d5 F_d4

F_d2 F_d3

F_d1

∆P₅

∆P₄

∆P₃

∆P₂

∆P₁ H

h_i

h_i = altura pavimento em relação à base, em metros

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EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 10837/1989

P = Q_k+ G_k = 28.000 kg espessura = 14cm

280

200 Q_k+ Gk

3

(38)

EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 10837/1989

280

200 Q_k+ Gk

3

Resistência MÉDIA dos prismas

Coeﬁciente de ponderação Coeﬁciente de esbeltez

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EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 10837/1989

280

200 Q_k+ Gk

3

Resistência MÉDIA dos prismas

Coeﬁciente de ponderação Coeﬁciente de esbeltez

3

(40)

EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 15961/2011

280

200 Q_k+ Gk

3

(41)

EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 15961/2011

280

200 Q_k+ Gk

3

Coef. Ponderação resistência = 2,0 Coef. Ponderação

ações normais = 1,4 Coeﬁciente de esbeltez

41

(42)

EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 15961/2011

280

200 Q_k+ Gk

3

(43)

EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  NBR 15961/2011

280

200 Q_k+ Gk

3

(44)

EXEMPLO DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

•  Conclusões : NBR 15961/2011 X NBR 10837/1989

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(46)

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ANEXO A

•  Danos acidentais

– evitar ou reduzir a probabilidade de danos à estrutura ou parte e a ocorrência de colapso progressivo.

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ANEXO A

•  Danos acidentais

•  Danos diversos

•  Proteção através de estruturas auxiliares.

•  Reforço com armaduras para aumentar a duc_lidade.

•  Análise da estrutura com a falta de um elemento estrutural.

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ANEXO A

•  Danos acidentais

•  Impactos de veículos e equipamentos

•  U_lização de estruturas auxiliares.

•  Reforço dos elementos estruturais sob risco de colapso com taxa mínima de armadura.

•  Dimensionar as lajes e os elementos estruturais considerando a re_rada das paredes, uma de cada vez e com coeﬁcientes de segurança reduzidos.

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ANEXO A

•  Danos acidentais

•  Impactos de veículos e equipamentos

•  U_lização de estruturas auxiliares.

•  Reforço dos elementos estruturais sob risco de colapso com taxa mínima de armadura.

•  Dimensionar as lajes e os elementos estruturais considerando a re_rada das paredes, uma de cada vez e com coeﬁcientes de segurança reduzidos.

•  Explosões

•  Nos ambientes com possibilidade de explosão, analisar o ELU com a re_rada das paredes, uma de cada vez e com coeﬁcientes de segurança reduzidos.

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ANEXO A

•  COLAPSO PROGRESSIVO

•  Evitar que o dano a um elemento estrutural possa levar à ruptura de parte signiﬁca_va da estrutura como um todo.

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ANEXO B

•  ALVENARIA PROTENDIDA

•  É recomendada nos casos onde a tração é o esforço predominante

•  Fornece orientações para dimensionamento, veriﬁcação da ruptura, cisalhamento, perdas de protensão, deformações, etc.

•  Apresenta recomendações para execução da alvenaria protendida

(56)

DIMENSIONAMENTO Á FLEXÃO

•  ALVENARIA NÃO ARMADA

•  Estádio I -‐ com tensão máxima de compressão = 1,5 f_d e máxima tensão de tração = f_td .

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DIMENSIONAMENTO Á FLEXÃO

•  ALVENARIA NÃO ARMADA

•  Estádio I -‐ com tensão máxima de compressão = 1,5 f_d e máxima tensão de tração = f_td .

•  ALVENARIA ARMADA

•  Estádio III – com tensão máxima na armadura f_s = 0,5 f_yd e o momento máximo resistente : M_Rd ≤ 0,4 . f_d . b . d²

(58)

(59)

CONCLUSÕES FINAIS

•  Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira

(60)

CONCLUSÕES FINAIS

•  Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira

•  Adota os conceitos dos estados limites

(61)

CONCLUSÕES FINAIS

•  Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira

•  Adota os conceitos dos estados limites

•  Dá tratamento semi-‐probabilis_co igualando-‐se às demais normas

(62)

CONCLUSÕES FINAIS

•  Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira

•  Adota os conceitos dos estados limites

•  Dá tratamento semi-‐probabilis_co igualando-‐se às demais normas

•  Poderia ter avançado mais nas situações excepcionais como:

•  Colapso progressivo

•  Abalos / explosões

•  Resistência ao fogo

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CONCLUSÕES FINAIS

•  Representa avanço em direção à realidade da construção brasileira

•  Adota os conceitos dos estados limites

•  Dá tratamento semi-‐probabilis_co igualando-‐se às demais normas

•  Poderia ter avançado mais nas situações excepcionais como:

•  Colapso progressivo

•  Abalos / explosões

•  Resistência ao fogo

Eng

^o

Roberto de Araujo Coelho, M.Sc

^.

racional sistemas constru;vos

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