Determinação da resistência à compressão em alvenaria de tijolos cerâmico e cimentício pelos métodos não destrutivos através de ultrassom e esclerômetria

Texto

(1)Universidade Federal do Rio Grande do Norte Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. AROLDO VIEIRA DE MELO. DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM ALVENARIA DE TIJOLOS CERÂMICO E CIMENTÍCIO PELOS MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS ATRAVÉS DE ULTRASSOM E ESCLERÔMETRIA. Natal 2016.

(2) ii. AROLDO VIEIRA DE MELO. DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM ALVENARIA DE TIJOLOS CERÂMICO E CIMENTÍCIO PELOS MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS ATRAVÉS DE ULTRASSOM E ESCLERÔMETRIA. Tese apresentada ao programa de pós-graduação como parte dos requisitos para obtenção do título de doutor em Engenharia Mecânica da UFRN.. Orientador: Prof. Dr. Luiz Guilherme Meira de Souza. Natal 2016.

(3) iii. Catalogação da Publicação na Fonte Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Zila Mamede / Setor de Informação e Referência Melo, Aroldo Vieira de. Determinação da resistência à compressão em alvenaria de tijolos cerâmico e cimentício pelos métodos não destrutivos através de ultrassom e esclerômetria / Aroldo Vieira de Melo. - 2016. 112 f.: il. Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Natal, RN, 2016. Orientador: Luiz Guilherme Meira de Souza. 1. Ultrassom - Tese. 2. Resistência à compressão - Tese. 3. Ensaio não destrutivo - Tese. 4. Esclerômetria – Tese. I. Souza, Luiz Guilherme Meira de. II. Título. RN/UF/BCZM. CDU 616-073.7.

(4) iv. AROLDO VIEIRA DE MELO. DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM ALVENARIA DE TIJOLOS CERÂMICO E CIMENTÍCIO PELOS MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS ATRAVÉS DE ULTRASSOM E ESCLERÔMETRIA .. Tese de doutorado apresentada ao programa de pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFRN para obtenção do título de doutor.. Comissão Examinadora. ______________________________________________________________ Prof. Dr. Marcos Silva de Aquino – (UFRN).. ______________________________________________________________ Profa. Dra. Maria Kalionara de Freitas Mota – (MEC). ______________________________________________________________ Prof. Dr. Natanaeyfle Randemberg Gomes dos Santos (F.M.Nassau). ______________________________________________________________ Prof. Dr. Marcelo de Souza Marques (IFRN). ______________________________________________________________ Prof. Dr. Luiz Guilherme Meira de Souza – Orientador (UFRN).

(5) v AGRADECIMENTOS. Primeiramente, agradeço a Deus, que me deu forças e sabedoria para romper as barreiras que me pareciam intransponíveis e concluir essa etapa.. Ao orientador e amigo, Prof. Dr. Luiz Guilherme Meira de Souza, pelo apoio e atenção dispensados no desenvolvimento deste trabalho.. Ao Prof. Msc. Carlos Welligton Pires Sobrinho, pelo fornecimento de informações e diversas publicações de sua autoria que nortearam a revisão bibliográfica deste texto, bem com o apoio necessário no laboratório da UTH (Unidade Tecnológica Habitacional) que permitiu os ensaios realizados com os corpos de prova, cujos resultados fazem parte desta publicação.. Aos colegas de trabalho da UTH do ITEP (Instituto Tecnológico de Pernambuco), pelas experiências compartilhadas e enriquecedoras e seu apoio nos ensaios realizados..

(6) vi. Resumo. Este trabalho se insere na linha de inovação tecnológica das alvenarias resistentes, tendo como objetivo contribuir para a estimativa da resistência das paredes e o domínio da técnica do ensaio não destrutivo por meio da determinação da velocidade de propagação da onda ultrassônica e esclerometria nas alvenarias, procurando estabelecer uma correlação com a resistência à compressão. Para tanto, foram estudadas alvenarias em tijolos cerâmicos e em blocos cimentícios existentes nos prédios do tipo caixão do conjunto residencial da Muribeca, no município de Jaboatão dos Guararapes, em Pernambuco, produzidos com diferentes classes de resistências. Considerando essas variáveis, foram realizados ensaios de determinação da velocidade de propagação da onda ultrassônica, de acordo com a NBR 8802/1994, de resistência à compressão, em consonância com a NBR 5739/1994 e de esclerometria, baseados na norma NBR 7584/2013. Como resultado obtivesse dois gráficos que relacionam a velocidade do pulso de ultrassom com a resistência à compressão das paredes com uma incerteza de 20%. Foram também obtidos três quadros que fazem a correlação entre o rebote do esclerômetro e a resistência à compressão das alvenarias cerâmicas e de cimento.. Palavras-Chave: Alvenarias resistentes; Ultrassom; Esclerometria; Resistência à compressão; Ensaio não destrutivo..

(7) vii Abstract This work fits into the technological innovation of resistant masonry as a contribution to the estimated strength of the walls and the field of non-destructive testing technique for determining the speed of propagation of the ultrasonic wave and the rebound hammer masonry line, looking for a correlation with the resistance to the compression. To do so, masonry ceramic bricks and cement blocks were studied in existing buildings of the coffin type in Muribeca’s residential complex, located at Jaboatão Guararapes county, Pernambuco, produced with different classes of resistance. Taking into account this variable tests to determine the propagation speed of the ultrasonic wave according to NBR 8802/1994, resistance to the compression compressive strength in accordance with NBR 5739/1994 and sclerometry were performed based on NBR 7584/2013. As a result obtain two graphs which relate the velocity of the ultrasound pulse with the compressive strength of the walls with a 20% uncertainty. They were also obtained three frames which make the correlation between the rebound hammer and the compression strength of ceramic and masonry cement.. Key words: Resistant masonry; Ultrasound; Sclerometry; Resistance to the compression; Nondestructive testing..

(8) viii. LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 – Vista do Edifício Aquarela (1992 – Jaboatão dos Guararapes) sem vítimas fatais ............................................................................................................................... 30 Figura 2.2 – Vista do Edifício Bosque das madeiras (1994 - Recife) sem vítimas fatais.................................................................................................................................30 Figura 2.3 – Vista do Edifício Érika (1999 - Olinda) com 5 mortes...............................31 Figura 2.4 – Vista Bloco B Edf Enseada Serrambi (1999 - Olinda) com 7 mortes.........31 Figura 2.5 – Vista do Edifício Ijuí (2001 - Jaboatão dos Guararapes) sem vítimas fatais.................................................................................................................................32 Figura 2.6 – Vista de uma edificação emblemática em alvenaria resistente...................42 Figura 2.7 – Vista do aspecto de fundação com caixão vazio.........................................43 Figura 2.8 – Vista da agressividade da água de fundação nos componente de concreto...........................................................................................................................43 Figura 2.9 – Vista geral de um edifício vistoriado..........................................................43 Figura 2.10 – Croqui da planta baixa..............................................................................45 Figura 2.11 – Vista de uma Inspeção de elementos estruturantes...................................45 Figura 2.12 – Vista da medição da espessura da parede.................................................46 Figura 2.13 – Vista da investigação de uma caixa de água superior...............................46 Figura 2.14 – Vista da investigação e retirada de amostras.............................................46 Figura 2.15 – Quantificação das edificações na RMR ...................................................48 Figura 2.16 – Vista da Ficha de caracterização e determinação do grau de risco potencial do Edifício Érica..............................................................................................................49 Figura 2.17 – edificações classificadas por grau de risco no Recife...............................50 Figura 2.18 – Edificações classificadas por grau de risco em Paulista...........................50 Figura 2.19 – Edificações classificadas por grau de risco em Camaragibe.....................51 Figura 2.20 – Vista dos transdutores medindo a velocidade da onda ultrassônica no ar......................................................................................................................................53 Figura 2.21 – Vista da tela do equipamento de ultrassom medindo a velocidade da onda ultrassônica no ar.............................................................................................................54 Figura 2.22 – Funcionamento do ultrassom....................................................................55 Figura 2.23 – Modos de transmissão dos pulsos.............................................................55 Figura 2.24 – Campo de audibilidade das vibrações mecânicas. ...................................56 Figura 2.25 – Representação gráfica do ensaio de compressão simples.........................57.

(9) ix Figura 2.26 – Modos de rupturas: (a)cisalhamento simples e (b) cisalhamento generalizado.....................................................................................................................58 Figura 3.1 – Equipamento de ultrassom da Proceq, modelo TICO................................ 67 Figura 3.2 – Transmissão direta..................................................................................... 68 Figura 3.3 – Diagrama A................................................................................................ 69 Figura 3.4 – Esquema de medição da velocidade de propagação de onda ultrassônica pelo método de transmissão indireta.......................................................................................70 Figura 3.5 – Exemplo de um gráfico para determinação da velocidade de propagação do pulso ultrassônico............................................................................................................70 Figura 3.6 – Tela de medição do equipamento de ultrassom na leitura indireta.............71 Figura 3.7 – Esclerômetro analógico Silver Schmidt modelo ST tipo N........................72 Figura 3.8 – Esclerômetro digital Silver Schmidt modelo ST tipo N..............................72 Figura 3.9 – Curva para conversão de rebote do esclerômetro digital em resistência à compressão......................................................................................................................73 Figura 3.10 – Local de retirada das amostras..................................................................74 Figura 3.11 – Foto do corte de uma amostra e do equipamento utilizado.......................75 Figura 3.12 – Vista expandida dos prismas ensaiados....................................................75 Figura 3.13 – Foto do capeamento das amostras.............................................................76 Figura 3.14 – Foto da amostra do bloco 80 – 18 na prensa para ensaio..........................76 Figura 3.15 – Gráfico da ruptura do prisma do bloco 80-18. .........................................77 Figura 3.16 – Foto da amostra do bloco 190 – 23 na prensa para ensaio........................77 Figura 3.17 – Gráfico da ruptura do prisma do bloco 190 – 23......................................78 Figura 3.18 – Foto da amostra do bloco 190 – 37 na prensa para ensaio........................78 Figura 3.19 – Gráfico da ruptura do prisma do bloco 190 – 37......................................79 Figura 3.20 – Foto de um ensaio de aderência usando um aderímetro digital................79 Figura 3.21 – Exemplo de uma tela do SAP 2000 mostrando as tensões de compressão vertical para a parede localizada no eixo x=18................................................................82 Figura 4.1 – Gráfico do ensaio da amostra 183...............................................................84 Figura 4.2 – Gráfico do ensaio da amostra 184...............................................................85 Figura 4.3 – Gráfico do ensaio da amostra 185...............................................................86 Figura 4.4 – Gráfico do ensaio da amostra 186...............................................................87 Figura 4.5 – Gráfico do ensaio da amostra 187...............................................................88 Figura 4.6 – Gráfico do ensaio da amostra 188..............................................................89 Figura 4.7 – Gráfico do ensaio da amostra 189...............................................................90.

(10) x Figura 4.8 – Gráfico do ensaio da amostra 190...............................................................91 Figura 4.9 – Gráfico do ensaio da amostra 193...............................................................93 Figura 4.10 – Gráfico do ensaio da amostra 196.............................................................94 Figura 4.11 – Gráfico do ensaio da amostra 197.............................................................95 Figura 4.12 – Gráfico do ensaio da amostra 198............................................................96.

(11) xi. LISTA DE TABELAS Tabela 1.1 – Classificação da qualidade entre resistência e velocidade ultrassônica (Almeida, 1993) ............................................................................................................. 22 Tabela 2.1 – Comparação entre procedimentos de normas para ensaio de ultrassom.......................................................................................................................... 60 Tabela 2.2 – Escolha da frequência natural do transdutor.................................................. 63.

(12) xii. LISTA DE QUADROS Quadro 2.1 – Resumo da situação de risco dos prédios tipo caixão na região metropolitana do Recife......................................................................................................................... 28 Quadro 2.2 – Quantidade de blocos por níveis de coeficientes de segurança................ 29 Quadro 2.3 – Metodologia de investigação para determinação do grau de risco potencial das edificações. .............................................................................................................. 44 Quadro 3.1 – Estimativa do valor da resistência à compressão do projeto (Rd).............81 Quadro 4.1 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 183........84 Quadro 4.2 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 184........85 Quadro 4.3 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 185........86 Quadro 4.4 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 186........87 Quadro 4.5 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 187........88 Quadro 4.6 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 188........89 Quadro 4.7 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 189........90 Quadro 4.8 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 195 amostra 190........91 Quadro 4.9 – Parâmetros dos prismas de cimento ensaiados por compressão simples..92 Quadro 4.10 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 175 amostra 193......93 Quadro 4.11 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 175 amostra 196......94 Quadro 4.12 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 175 amostra 197......95 Quadro 4.13 – Resultados das medições com ultrassom no bloco 175 amostra 198......96 Quadro 4.14 – Resultados do ensaio à compressão dos corpos de prova do bloco 175...................................................................................................................................97 Quadro 4.15 – Cálculo do intervalo de confiança para os prismas em alvenaria de tijolos cimentícios das trinta e oito medições com ultrassom no bloco 195...............................98 Quadro 4.16 – Cálculo do intervalo de confiança para os prismas em alvenaria de tijolos cerâmicos das vinte medições com ultrassom no bloco 175...........................................98 Quadro 4.17 – Comparação entre a velocidade do pulso de ultrassom e a resistência à compressão dos corpos de prova dos tijolos cerâmicos analisados.............................. 100 Quadro 4.18 – Cálculo do erro máximo e médio inserido no gráfico de correlação da velocidade do pulso de ultrassom e da resistência à compressão em alvenaria cerâmica.........................................................................................................................101 Quadro 4.19 – Comparação entre a velocidade do pulso de ultrassom e a resistência à compressão dos tijolos cimentícios do bloco 195..........................................................102.

(13) xiii Quadro 4.20 – Cálculo dos erros máximo e médio inseridos no gráfico de correlação da velocidade do pulso de ultrassom e da resistência à compressão em alvenaria de tijolos cimentícios.....................................................................................................................103 Quadro 4.21 – Determinação da reta dos mínimos quadrados e do coeficiente de correlação da curva original para a alvenaria de cimento..............................................104 Quadro 4.22 – Determinação da reta dos mínimos quadrados e do coeficiente de correlação da curva ajustada para a alvenaria de cimento.............................................104 Quadro 4.23 – Correlação entre os valores de velocidade do pulso de ultrassom, resistência à compressão medida e reajustada para a alvenaria de tijolos de cimento..105 Quadro 4.24 – Erro máximo e médio inserido no gráfico de correlação da velocidade do pulso de ultrassom e da resistência à compressão para a alvenaria de tijolos de cimento..........................................................................................................................105 Quadro 4.25 – Determinação da reta dos mínimos quadrados e do coeficiente de correlação da curva ajustada para a alvenaria de cerâmica...........................................106 Quadro 4.26 – Determinação da reta dos mínimos quadrados e do coeficiente de correlação da curva ajustada para a alvenaria de cerâmica...........................................106 Quadro 4.27 – Correlação entre os valores de velocidade do pulso de ultrassom, resistência à compressão medida e reajustada para a alvenaria de tijolos cerâmicos....107 Quadro 4.28 – Erro máximo e médio inserido no gráfico de correlação da velocidade do pulso de ultrassom e da resistência à compressão para a alvenaria de tijolos cerâmicos.......................................................................................................................107 Quadro 4.29 – Conversão do rebote do esclerômetro (Q) para o valor da resistência à compressão de prismas de tijolos cerâmicos.................................................................108 Quadro 4.30A – Conversão do rebote do esclerômetro (Q) para o valor da resistência à compressão de prismas de blocos de cimento...............................................................108 Quadro 4.30B – Conversão do rebote do esclerômetro (Q) para o valor da resistência à compressão de prismas de blocos de cimento- Continuação.........................................109.

(14) xiv. LISTA DE ABREVIATURAS / SIGLAS Termo A. Descrição Área líquida, no caso de blocos vazados, ou área bruta, no caso de blocos maciços.. A0. Área inicial do copo de prova. ABNT. Associação brasileira de normas técnicas.. ALEPE. Assembleia Legislativa de Pernambuco.. BNH. Banco Nacional da Habitação. BS. British Standard - Norma Britânica.. CODECIPE. Coordenadoria de Defesa Civil de Pernambuco.. CREA-PE. Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia de Pernambuco.. CS. Coeficiente de segurança = Tensão Admissível / Tensão Solicitante.. CETESB. Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, ligada à Secretaria do Meio Ambiente do governo paulista.. CPI. Comissão Parlamentar de Inquérito da Câmara Municipal de Olinda.. cm. Centimetro (unidade de comprimento). COMDECs. Comissões de Defesa Civil dos municípios.. CEHAB. Companhia Estadual de Habitação e Obras.. CONTENCO. Indústria e Comércio Ltda, fabrica de equipamentos para laboratórios de engenharia de solos, asfaltos, aços, madeiras, concreto, etc.. d. Comprimento do corpo (m). E. Módulo de elasticidade (GPa). EPU. Expansão por umidade.. f. Carga aplicada (Kgf). Fa. Força admissível (Kgf). FcK. Resistência característica de cálculo (MPa).. Fpk, est. Representa a resistência característica estimada (MPa).. fpi. Representa a resistência a compressão das amostras (MPa)..

(15) xv fp. Resistência à compressão média do corpo de prova em alvenaria. (MPa). Fd. Tensão resistente de cálculo (MPa).. fr. Frequência (Hz). GT. Grupo de Trabalho, formado pelos cinco municípios, CREA, UPE, ITEP, CEHAB e ALEPE.. GL. Grau de liberdade.. h. Altura da parede. ISDR. International Strategy for Disaster Reduction - Estratégia Internacional para a Redução de Desastres.. ITEP. Instituto Tecnológico de Pernambuco.. li. Comprimento do corpo de prova depois da aplicação da carga. l0. Comprimento original antes de qualquer carga ser aplicada. m. Metro (unidade de comprimento). MPa. Mega Pascal. GPa. Giga Pascal. NBR. Norma brasileira.. NBN. Bureau for Standardisation - Norma Belga. PROCEQ S.A. Manufacturer and distributor of portable instruments for nondestructive testing of material properties - fabricante e distribuidor de instrumentos portáteis para testes não destrutivos das propriedades dos materiais.. P. Pressão no gás. r2. Coeficiente de correlação (%). Rd. Resistência à compressão do projeto (obtida do rompimento do corpo de prova).. RMR. Região Metropolitana do Recife.. SAP 2000. Integrated Structural Analysis and Design Software - Software Integrado de Análise de Projeto Estrutural.. Sd. Resistência à Compressão estimada pelo SAP 2000 (esforço solicitante) (MPa).. t. Espessura da parede (m);. te. Tempo (s).

(16) xvi UPE. Universidade de Pernambuco.. UTH. Unidade Tecnológica Habitacional. Vs. Velocidade das ondas em meio gasoso.

(17) xvii. LISTA DE SÍMBOLOS. Simbologia. Descrição. λ. Coeficiente de esbeltez da parede (adimensional). λc. Comprimento de onda (m). Ф. Valores do coeficiente encontrado na tabela 2 da NBR 15.270-2. µ. Percentual de incerteza na distribuição estatística de t Stuart.. ρ. Densidade volumétrica.. γ. Razão entre o calor específico a pressão constante e o calor específico a volume constante.. . Tensão de ruptura (MPa). . Deformação. . Variação de tensão para um intervalo adotado. . Variação da deformação linear. ʋ. Velocidade de propagação da onda (m/s).

(18) xviii. SUMÁRIO 1 CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO..................................................................................20 1.1 Objetivos ...................................................................................................................22 1.1.1 Objetivo geral .....................................................................................................22 1.1.2 Objetivos Específicos .........................................................................................22 2 CAPÍTULO II - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..........................................................24 2.1 Breve histórico sobre a ruína de edifícios na RMR ..................................................29 2.2 Caracterização de grau de risco ao desabamento para edificações em alvenaria resistente na região metropolitana do Recife.................................................................. 39 2.3 Modelagem numérica para determinação do grau de risco potencial ao desabamento ........................................................................................................................................ 47 2.4 Ondas Sonoras ..........................................................................................................52 2.4.1 Aparelho de Ultrassom ..........................................................................................54 2.5 Ensaio à Compressão Simples ..................................................................................57 2.6 Ensaio não Destrutivo dos Materiais ....................................................................... 59 2.7 Normalização .............................................................................................................60 2.7.1 NBR 8.802/1994 – Concreto Endurecido – Determinação da Velocidade da Propagação de Onda Ultrassônica ....................................................................................................... 61 2.7.2 Comité Mercosur de Normalización, NM 58/1996 – Hormigón Endurecido – Determinación de la Velocidad de Propagación de Pulsos Ultrasónicos ............................ 61 2.7.3 American Society for Testing and Materials ASTM: C597/1991 – Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete (ASTM, 1991) ....................................................... 62 2.7.4 British Standards Institution – BS 1881: Part 203:1986 – Recommendations for Measurement of Velocity of Ultrasonic Pulse in Concrete (BS, 1986) ............................. 62 2.7.5 Réunion Internationale des Laboratoires et Experts des Matériaux – RILEM NDT 1/1972 – Testing of Concrete by The Ultrasonic Pulse Method (RILEM, 1972) ............... 63 2.8 Estado da Arte .......................................................................................................... 65. 3 CAPÍTULO III – MATERIAIS E MÉTODOS............................................................67 3.1 Ensaios não destrutivo com uso de ultrassom ...........................................................67 3.1.1 Determinação da velocidade de propagação da onda ultrassônica pelo método direto .........................................................................................................................................68 3.1.2 – Determinação da velocidade de propagação da onda ultrassônica pelo método indireto ............................................................................................................................69.

(19) xix. 3.2 Ensaio não destrutivo com esclerômetro ..................................................................71 3.3 Extração de testemunhos ..........................................................................................74 3.4 Análise de Segurança Estrutural ...............................................................................80 3.4.1 Tensões Resistentes ...............................................................................................80 3.5 Regressão Linear e dos Coeficientes de Correlação..................................................82 4 CAPÍTULO IV – RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................84 4.1 Ensaios das Amostras de Concreto com Ultrassom ..................................................84 4.2 Ensaios das Amostras de Tijolos Cerâmicos com Ultrassom ...................................93 4.3 Determinação do Intervalo de Confiança para o Ensaio não Destrutivo com Ultassom nas Alvenarias de Cimento e Cerâmica ...........................................................................97 4.4 Comparação entre a Resistência à Compressão e a Velocidade do Pulso Ultrassônico.................................................................................................................... 99 4.5 Determinação da Curva de Regressão Linear na Alvenaria de Cimento com o uso do Ultrassom ......................................................................................................................104 4.6 Determinação da Curva de Regressão Linear na Alvenaria de Cerâmica com o uso do Ultrassom ......................................................................................................................105 5 CAPÍTULO V – CONCLUSÕES.............................................................................110 6 CAPÍTULO VI – REFERÊNCIAS...........................................................................111.

(20) 20. CAPÍTULO I. 1 INTRODUÇÃO. O uso crescente de alvenaria estrutural, com blocos de concreto como sistema construtivo racionalizado, despertou o setor ceramista – que até então fabricava apenas tijolos vazados para pequenas construções – a começar a produzir blocos cerâmicos vazados, para alvenaria estrutural, destinadas a edificações de poucos pavimentos. À época não se tinha norma técnica específica que só apareceu em 2005 com a NBR 15270-2 (Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural – terminologia e requisitos). Nela se estabelece que a resistência à compressão característica do bloco deve ser considerada a partir de 3,0 Mpa. Os prédios-caixão, em sua maioria, foram construídos na década de setenta, impulsionados por programas governamentais financiados pelo Banco Nacional da Habitação (BNH). Esse partido arquitetônico é constituído de blocos residenciais de até quatro pavimentos (por ser este o número máximo permitido sem uso de elevadores), tendo geralmente quatro apartamentos por pavimento. Estima-se que atualmente existam cerca de cinco mil prédios caixão só na Região Metropolitana do Recife, tendo como técnica construtiva a alvenaria resistente em vez da estrutural, constituída de blocos cerâmicos ou blocos de concreto vazados, assentados com os furos na horizontal. A diferença fundamental entre a alvenaria resistente e a alvenaria estrutural é que, na primeira, são utilizados blocos de vedação com a função estrutural. Esses blocos apresentam largura de 9cm e o pé direito de cada apartamento é de 2,60m. Essas variáveis conferem à alvenaria esbeltez superior a 28, sugerindo flexo compressão. Além disso, esses blocos são fabricados com resistência bem inferior a 3 Mpa, e seus elementos de suporte têm menor ductilidade. Por isso, estão mais sujeitos ao colapso brusco. A alvenaria resistente, associada a vigas e pilaretes de concreto, aumenta a rigidez global da estrutura. Porém as modificações na conjuntura de mercado levaram os construtores a buscar alternativas econômicas no processo construtivo. Vergas e contravergas deixaram de existir, e a frequência de prédios com pilaretes e cintas de concreto armado se tornou cada vez menor. Esse procedimento mercadológico das construtoras, associado à falta de uma norma reguladora do sistema construtivo, levou esse tipo de edificação a se tornar a grande preocupação do setor da construção civil, que tem se esforçado para evitar que os diversos colapsos continuem a ocorrer nesse tipo de edificação no Recife. A qualidade dos materiais empregados, associados.

(21) 21. à ação de degradação do meio nos elementos de fundação, tem sido uma das causas responsáveis por esses colapsos. O Instituto Tecnológico de Pernambuco (ITEP), por solicitação do Ministério Público, desenvolveu uma metodologia para caracterizar e diagnosticar os edifícios tipo caixão. Este trabalho foi dividido em três etapas: caracterização e determinação do grau de risco potencial, execução de laudos técnicos aprofundados para as edificações que apresentassem maior grau de risco e elaboração de projetos de recuperação e reforço para as partes das edificações investigadas que apresentassem deficiências. Contratado pelos municípios da Região Metropolitana do Recife, o ITEP só realizou a primeira etapa que teve como objetivo a hierarquização de todos os imóveis analisados, segundo o grau de risco ao qual estariam submetidos. A metodologia adotada buscou avaliar os fatores que contribuíam mais fortemente para a diminuição dos níveis de segurança estrutural das edificações e que podiam ser investigados, sem causar não somente maiores danos aos edifícios como também transtornos aos seus habitantes. A escala de risco seguiu a sistemática adotada pela Comissão de Defesa Civil do Recife. Tal escala contempla quatro níveis: 0 a 1 – Risco baixo; 1 a 2 – Risco médio; 2 a 3 – Risco alto; 3 a 4 – Risco muito alto. Por causa da falta de documentação técnica disponível para consulta, os dados das edificações foram coletados com base nas observações efetuadas no local de medição. Devido ao ineditismo da metodologia e ao grande volume de serviços realizados, o método pode apresentar algumas falhas, embora tenham sido poucas as reclamações de retorno. Ross, Brashwa e Pellerin (1994) afirmam que várias técnicas podem ser consideradas não destrutivas, desde o exame visual até os ensaios químicos, os testes mecânicos e o uso de vibração, propagação de ondas, emissões acústicas, raio-X, etc. Esses ensaios podem ser utilizados em estruturas novas ou antigas. No caso de estruturas novas, eles podem ser empregados para monitoramento da evolução da resistência ou para esclarecer dúvidas sobre a qualidade do material. Os ensaios em estruturas já existentes visam avaliar a sua integridade e capacidade de resistir às solicitações. Para Beraldo (1994), o método acústico do ultrassom vem sendo utilizado, há vários anos, em concretos e madeiras, para a determinação da resistência à compressão simples e do módulo de elasticidade dinâmico. Além disso, o método detecta anormalidades e defeitos, como fissuras e trincas, avalia a homogeneidade do material e faz a verificação adicional de controle de estruturas já prontas. Recentemente, o uso do ultrassom tem sido relacionado à avaliação da qualidade técnica de diferentes materiais de construção, como cerâmica, metal e argamassa. Da.

(22) 22. mesma forma, métodos de avaliação da qualidade de materiais a partir da combinação de ensaios destrutivos e não destrutivos estão em constante desenvolvimento. O método acústico do ultrassom também vem sendo utilizado para avaliar o comportamento mecânico de materiais de construção submetidos a estresses mecânicos. Segundo Ferreira (2003), esse método é um teste promissor na avaliação da integridade de materiais e de seus mecanismos de fraturas durante ensaios de compressão simples, fornecendo informações úteis a respeito de sua resistência e estrutura. De acordo com Almeida (1993), a correlação entre resistência à compressão e velocidade ultrassônica pode ser avaliada pelo coeficiente de correlação (r2) e classificada qualitativamente conforme apresentado na tabela 1. Tabela 1.1 - Classificação da qualidade entre resistência e velocidade ultrassônica. Fonte: Almeida, 1993.. 1.1 OBJETIVOS. 1.1.1 OBJETIVO GERAL. Desenvolver um maior conhecimento das patologias das alvenarias e dos ensaios não destrutivos com esclerômetro e com o equipamento de ultrassom, bem como, aprender a utilizar e analisar os resultados desses ensaios e estimar a resistência à compressão de paredes construídas em alvenaria cerâmica ou cimentícia por meio de ensaios não destrutivos com aparelhos de esclerometria ou de ultrassom.. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. - Desenvolver um processo de determinação da resistência à compressão em alvenarias com uso do esclerômetro;.

(23) 23. - Desenvolver um processo de determinação da resistência à compressão em alvenarias com uso do ultrassom; - Desenvolver curvas de correlação para se determinar a resistência à compressão em alvenaria cerâmica e de concreto. Os métodos utilizados para estimar a resistência característica da alvenaria foram os ensaios não destrutivos através de equipamentos de ultrassom e esclerômetro. A extração dos testemunhos com seus respectivos ensaios de compressão foi adotada para confirmação dos resultados. O método utilizando para a medição com o equipamento de ultrassom seguiu as recomendações da NBR 8802/1994. Para a realização dos ensaios de dureza das alvenarias foi usado o equipamento de esclerometria de acordo com a norma NBR 7584/1995..

(24) 24. CAPÍTULO II. 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Tendo surgido como um sistema construtivo empírico a milhares de anos a alvenaria foi concebida de forma primitiva através do empilhamento de fragmentos de rochas, evoluindo depois para a elevação de pedra cantaria, tijolos de argila prensados e blocos de concreto. Com a evolução as alvenarias passaram de estruturas pesadas, rígidas e espessas para os atuais painéis esbeltos, com componentes desenvolvidos tecnologicamente, de características leve, resistentes, duráveis e de baixo custo, através de blocos vazados e de materiais de menor peso. A alvenaria tem como fundamento básico a transmissão de cargas através de tensões de compressão e que em determinadas situações pode existir tensões localizadas de tração. No entanto se estas apresentarem valores elevados pode tornar a estrutura economicamente inviável. A alvenaria estrutural também se desenvolveu de forma empírica através do empilhamento de seus elementos, tijolos ou pedras, rejuntados ou não, de forma a cumprir suas funções estrutural e arquitetônica. Como elemento de fechamento, atendia de maneira eficaz a sua função, mas tinha problemas em atender à abertura de vãos para portas e janelas. Usando a pedra, a dificuldade era cortar e transportar os elementos, e usando a madeira, o problema era a durabilidade das peças. A solução foi a execução de arcos que confere ao sistema apenas os esforços de compressão. Segundo Oliveira (1999): “A alvenaria estrutural no Brasil evoluiu morosamente m “de acordo com o crescimento social urbano desde a fase de construção de taipa, passando pelo pau a pique à cantaria, chegando a alvenaria de tijolos e posteriormente à alvenaria estrutural de blocos industrializados”. Passados os anos, foi possível perceber que, apesar da presença marcante do concreto armado, o sistema construtivo em alvenaria estrutural ganhou força devido à estabilização econômica que gerou crescimento da construção civil, trazendo competitividade, pesquisa e redução de custos.. Oliveira (1997) disse:.

(25) 25. “Dentro do sistema construtivo de alvenaria, a alvenaria não armada de blocos vazados parece ser um dos mais promissores tanto pela economia como pelo número de fornecedores existentes”, e ainda, “sua utilização é mais indicada em edificações residenciais padrão médio e baixo com até 12 pavimentos. Nestes casos, utilizam-se paredes com espessuras de 14 cm e a resistência de blocos normalmente necessária é de 1 Mpa vezes o número de pavimentos acima do nível considerado”. A diferença fundamental entre a alvenaria resistente e a alvenaria estrutural é que a resistente tem um cálculo mais simples do que a estrutural, um coeficiente de segurança menor e durabilidade mais curta. Além do que seus elementos de suporte ter menor ductilidade e está mais sujeito ao colapso brusco. A alvenaria resistente associada a vigas e pilaretes de concreto aumenta a rigidez global da estrutura. Porém as modificações na conjuntura de mercado levaram os construtores a buscar alternativas econômicas no processo construtivo. Vergas e contravergas deixaram de existir assim como a frequência de prédios com pilaretes e cinta de concreto armado se tornou cada vez menor. Segundo OLIVEIRA (1997): “a supressão de cintas e pilaretes, associada à utilização de lajes nervuradas e fundação não aterrada, ocasiona a ruína brusca, sem aviso prévio. Nos acidentes ocorridos, constatou-se que os colapsos se deram a partir das paredes de fundação, situadas entre as sapatas corridas de concreto armado e o nível do pavimento térreo, os denominados embasamentos”. Além do mais, foram evidenciados os seguintes problemas de execução, todos associados à má técnica de execução e/ou utilização de materiais inadequados: •. Agressão química;. •. Expansões devido a umidade;. •. Má qualidade dos materiais empregados, como tijolos cerâmicos sem cozimento adequado, trincados e com irregularidades geométricas;. •. Má qualidade da execução, com desalinhamento e desaprumo das paredes;. •. Utilização de areia com granulometria inadequada para a argamassa de assentamento;. •. Falta de travamento entre paredes que se interceptam;. •. Emprego de tijolos com diferentes dimensões e naturezas – cerâmico em conjunto com blocos de cimento, cerâmicos de 6 e 8 furos em um mesmo painel;.

(26) 26. •. Danos provocados pelos usuários: o Alterações estruturais e ampliações sem consultar um profissional habilitado; o Mau uso das edificações com mudança de finalidade; o Falta de manutenção preventiva e corretiva.. De um total estimado de 5.000 prédios do tipo “caixão” existentes na região metropolitana do Recife, que abrigam cerca de 250.000 pessoas, aproximadamente 2.300 estão localizadas na cidade do Recife. Devido a grande complexidade e vulto da empreitada, de forma que fossem otimizados os recursos humanos e financeiros disponíveis, a estratégia de investigação adotada conjuntamente pelo ITEP e Prefeitura da Cidade do Recife, seguindo recomendação do Ministério Público, foi organizada em três etapas: •. Caracterização e determinação de um grau de risco potencial;. •. Execução de laudos técnicos aprofundados para as edificações que apresentarem maior grau de risco;. •. Elaboração de projetos de recuperação e reforço para as partes das edificações investigadas que apresentarem deficiências.. A primeira etapa teria como objetivo a hierarquização de todos os imóveis analisados, segundo o grau de risco ao qual estariam submetidos. Propiciaria um direcionamento para a segunda etapa, de forma que fossem pormenorizadamente analisadas e tratadas, primeiramente, aquelas edificações identificadas como mais propensas ao colapso estrutural. A metodologia adotada buscou avaliar os fatores que contribuem mais fortemente para a diminuição dos níveis de segurança estrutural das edificações e que pudessem ser investigadas sem causar maiores danos aos edifícios e nem transtornos aos seus habitantes. A escala de risco seguiu a sistemática adotada pela Comissão de Defesa Civil do município, no ano de 2008, que se compõe de quatro níveis: •. 0 a 1 – Risco baixo;. •. 1 a 2 – Risco médio;. •. 2 a 3 – Risco alto;. •. 3 a 4 – Risco muito alto.. Os parâmetros de avaliação de riscos adotados como significativos constantes do formulário de pesquisa foram: •. Elementos que interferem nas tensões solicitantes e resistentes: o Número de pavimentos em alvenaria; o Largura do vão principal, associado ao tipo e direção da armadura da laje;.

(27) 27. o Espessura, altura e tipo de material das paredes resistentes; o Resistência de amostras das paredes de elevação e fundações; o Alterações internas e ampliações. •. Características da edificação e de seus elementos estruturantes: o Estruturação e posicionamento da caixa d’água superior; o Estrutura da caixa de escada; o Existência de cinta de concreto armado na fundação e no respaldo das lajes; o Existência e posicionamento de pilaretes de concreto armado; o Tipo de laje; o Tipo e características das paredes das fundações; o Existência de vergas e contravergas; o Existência de aterro do caixão; o Características do revestimento das fundações.. •. Elementos agravantes e atenuantes o Indicativos de degradação dos elementos da fundação; o Manifestações patológicas (manchas nas fachadas, fissuras, ascensão capilar d’águas); o Reforços realizados; o Existência de calçadas (elemento de proteção do embasamento); o Tipo e condição de estanqueidade do sistema de esgotamento sanitário; o Existência de poço; o Presença de água ou esgoto nas fundações; o Presença de raízes junto as fundações; o Condições do reservatório inferior; o Existência de manifestações patológicas. Sobre os dados coletados aplicam-se fatores de ponderação que lhes conferiram maior. ou menor importância, relativizando-os conforme a influência que poderiam ter na determinação do risco. Os fatores de influência, ponderações e modelo matemático utilizados não foram inferidos por modelos estatísticos que os justificassem cientificamente, o que dificilmente seria possível dentro do exíguo prazo concedido pela justiça. Foram arbitrados com base na expertise dos propositores do modelo, técnicos com larga experiência profissional, que participaram da confecção da maioria dos laudos técnicos de análise dos desabamentos de edificações anteriormente ocorridos..

(28) 28. Devido à falta de documentação técnica disponível para consulta, os dados das edificações foram coletados a partir de observações perfunctórias efetuadas in loco, gerando certo grau de incorreções ou inconsistência decorrentes das presunções ou interpretações assumidas. O quadro 2.1 mostra a situação de risco dos prédios tipo caixão na região metropolitana do Recife. Quadro 2.1 - Resumo da situação de risco dos prédios tipo caixão na região metropolitana do Recife. CLASSE DE. Nº BLOCO. Nº TOTAL DE. Nº EMPREENDIMENTOS. RISCO. VISTORIADO. BLOCOS. VISTORIADOS. (amostra). (universo). 89. 133. 62. ALTO. 761. 1.200. 579. MÉDIO. 555. 935. 341. BAIXO. 8. 8. 8. TOTAL. 1.413. 2.276. 990. MUITO ALTO. Fonte: ITEP, 2012. A Caixa Econômica Federal instituiu um grupo de trabalho para analisar e sugerir melhorias a metodologia adotada pelo ITEP. Esse grupo concluiu que apesar de haver necessidades de melhorias do ponto de vista conceitual e de resultados, pode-se afirmar que, o ITEP cumpriu satisfatoriamente o objetivo quanto à caracterização do grau de risco dos prédios tipo caixão. Com a finalidade de se evitar pânico aos moradores desses prédios, o grupo da Caixa, mudou a forma de expressar o resultado do trabalho realizado pelo ITEP, de grau de risco para coeficiente de segurança (CS). O quadro 2.2 mostra essa nova forma de expressão dos resultados..

(29) 29. Quadro 2.2 – Quantidade de blocos por níveis de coeficientes de segurança. OCORRÊNCIA DE CS MEDIDO NO. OCORRÊNCIA DE CS MEDIDO NO NÍVEL. NÍVEL DO EMBASSAMENTO. DO PISO DO PAVIMENTO TÉRREO. CS < 1. 22. 21. 1≤ CS<2. 89. 128. 2≤ CS<3. 100. 216. 3≤ CS<4. 147. 250. 4≤ CS<5. 174. 200. CS ≥ 5. 881. 598. CLASSIFICAÇÃO. Fonte: ITEP, 2012.. 2.1. BREVE. HISTÓRICO. SOBRE. A. RUÍNA. DE. EDIFÍCIOS. NA. REGIÃO. METRPOLITANA DO RECIFE. As edificações em alvenaria resistente por não possuírem elementos redistribuidores de tensão apresentam resistência quase nula aos esforços de tração, a ruína é quase sempre brusca, não sendo precedida de fissuras ou outro tipo de patologia visível. Por esta razão, em nove anos uma série de cinco edifícios do tipo caixão desabou na região metropolitana do Recife (RMR) causando a morte de doze pessoas. O primeiro desses edifícios a ruir foi o Aquarela, localizado no bairro de Piedade na cidade de Jaboatão dos Guararapes. Este fato ocorreu em 1992, não deixando vítimas, graças à constatação antecipada da ruptura parcial da fundação e à existência de cintas de amarração na sua estrutura. A existência dessas cintas de grande altura sobre as paredes evitou o colapso total da edificação, sendo afetado apenas o térreo. A figura 2.1 mostra a vista do Edifício Aquarela (1992 – Jaboatão dos Guararapes) sem vítimas fatais..

(30) 30. Figura 2.1 – Vista do desabamento do Edifício Aquarela. Fonte: ITEP, 1992. Em março de 1994, ocorreu o desabamento, ainda na fase de construção, de um dos blocos do Conjunto Residencial Bosque das Madeiras, construído no bairro de Engenho do Meio, no município do Recife, ruiu sem deixar vítimas. Causado por rasgo horizontal na parede de sete metros que divide os apartamentos. As paredes não tinham revestimentos e ainda foram construídas as lajes pré-moldadas sobre paredes sem cintas de amarração. Vista do Edifício Bosque das madeiras (1994 - Recife) sem vítimas fatais. do Edifício Bosque das madeiras (1994 - Recife) sem vítimas fatais. Figura 2.2 – Vista dos destroços do Edifício Bosque das madeiras. Fonte: ITEP, 1994. Em novembro de 1999, o Edifício Érika, localizado no bairro de Jardim Fragoso, na cidade de Olinda, ruiu bruscamente deixando cinco vítimas fatais (CODECIPE, 2000a). Causado pela perda de estabilidade do embasamento que foi construído em alvenaria singela, em blocos cerâmicos e de concreto, com fundação sem aterro no seu interior (caixão vazio) e afetado pela presença de águas agressivas. Além da inexistência de cintas sobre as paredes associada a lajes pré-moldadas todos estes fatores provocaram o colapso brusco da parte posterior da edificação. A figura 2.3 mostra a vista do Edifício Érika (1999 - Olinda) com 5 mortes..

(31) 31. Figura 2.3 – Vista dos destroços do Edifício Érika. Fonte: ITEP, 1999. Em dezembro de 1999, o Bloco B do Conjunto Enseada do Serrambi, localizado também no bairro de Jardim Fragoso, na cidade de Olinda, ruiu bruscamente deixando 7 vítimas fatais (CODECIPE, 2000b). Semelhante ao edifício Érika, o seu colapso foi causado pela perda de estabilidade do embasamento que foi construído em alvenaria singela, em blocos cerâmicos e de concreto, com fundação sem aterro no seu interior (caixão vazio) e afetado pela presença de águas agressivas. Além da inexistência de cintas sobre as paredes associada a lajes pré-moldadas todos estes fatores provocaram o colapso brusco da parte posterior da edificação. A figura 2.4 mostra a vista do Bloco B do Edifício Enseada Serrambi (1999 - Olinda) com 7 mortes. Figura 2.4 – Vista do Bloco B do Edf Enseada Serrambi. (a) Antes do desabamento e (b) Depois do desabamento.. (a) Fonte: ITEP, 1999.. (b). Em maio de 2001, o Edifício Ijuí, localizado no bairro de Candeias, na cidade de Jaboatão dos Guararapes, ruiu sem deixar vítimas, graças à constatação antecipada da ruptura parcial da fundação. A perda da estabilidade do embasamento foi causada pela construção do edifício em alvenaria singela de blocos de concreto com fundação sem aterro no seu interior (caixão vazio) sob presença de águas agressivas. A utilização de cintas em bloco calha, mesmo.

(32) 32. com pouca armação, possibilitou aparecimento de fissuras e deformações, o que permitiu a retirada das famílias cinco horas antes do desabamento. A figura 2.5 mostra a vista do Edifício Ijuí (2001 - Jaboatão dos Guararapes) sem vítimas fatais. Figura 2.5 –Vista dos destroços do Edifício Ijuí. Fonte: ITEP, 2001. Todas essas edificações citadas até agora utilizavam o sistema construtivo em alvenaria resistente com fundação em caixão vazio, e o colapso se deu por ruptura da fundação. Além disso, todas as edificações, exceto o bloco do Conjunto Residencial Bosque das Madeiras, foram construídas no final da década de 80. Durante os últimos anos muitas outras edificações apresentaram problemas comprometedores de estabilidade, mostrando a fragilidade desse sistema construtivo e chamando a atenção para a dimensão do problema, que não é específico de uma região, sendo mais grave nas edificações com fundação em caixão vazio. A enorme quantidade de acidentes registrados com edificações que utilizam o sistema construtivo em alvenaria resistente, com fundação em caixão vazio, chamou a atenção da comunidade técnica local, no sentido de pesquisar as razões que contribuíram para esses problemas e motivou a procura de uma solução que evitasse novos acidentes e tranquilizasse a população usuária das edificações com tais características. A problemática era complexa e não tinha uma solução simples. A população desses prédios, por possuir uma renda baixa, estava impedida de assumir gastos com a avaliação e a recuperação das edificações. Somando-se a isto o fato de que muitos moradores, insatisfeitos com as dimensões e disposição dos cômodos das suas moradias, facilitados pela característica do próprio sistema construtivo que não contém elementos mais resistentes (pilares e vigas) e pela falta de informação, modificaram por conta própria a arquitetura interna, desestabilizando ainda mais o sistema. Por outro lado, os construtores não se sentiam obrigados a assumir esses.

(33) 33. custos, já que muitos entendem que após cinco anos cessa sua responsabilidade sobre a edificação. Por sua vez, o Código de Defesa do Consumidor (1990) não deixa clara essa questão. Os agentes financiadores e/ou seguradores habitacionais se esquivaram de assumir a responsabilidade para si, o que impediu uma solução rápida. Os municípios, por outro lado, com códigos de obras ultrapassados, carentes de mão de obra especializada para a fiscalização e com quadro recurso reduzido, atuaram de forma ineficiente, e em alguns casos homologaram edificações cheias de vícios construtivos e fora dos padrões técnicos. A falta de uma lei mais rígida, embasada por critérios técnicos e de responsabilidade, favoreceu a não punição dos agentes que contribuíram para o agravamento deste quadro. O sistema construtivo empregado na RMR foi executado segundo o conceito de alvenaria portante e definido como um sistema construtivo onde as paredes funcionam como elementos estruturais da edificação, recebendo as cargas das lajes e transmitindo-as aos elementos de fundação, sem necessariamente existir outros elementos distribuidores das tensões. Os blocos utilizados neste tipo de construção são classificados segundo as Normas Técnicas como blocos de vedação e não deveriam ter sidos utilizados como estruturais por que na grande maioria dos casos apresentam baixa qualidade e pequenas dimensões, contrariando as especificações normativas. As alterações de posicionamento das paredes internas das unidades habitacionais contrariam o princípio básico do sistema de alvenaria portante onde, a localização das paredes estruturais não deve ser alterada, sob o risco de criar tensões elevadas de flexão que podem comprometer a estabilidade da edificação. As fundações empregadas neste tipo de construção são em geral desprovidas de elementos estruturantes, como vigas e/ou cintas, projetadas para absorverem as deformações do solo. Algumas dessas fundações foram construídas em alvenaria singela, sem revestimento, e funcionando como muro de arrimo do próprio solo, sem terem sido projetadas para resistirem a esses esforços. Segundo Pires Sobrinho et all (2009), a formulação e a metodologia de cálculo estrutural mais utilizada para os edifícios em alvenaria construídos na RMR tem por base a NBR 10.837/1989 - Cálculo de alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto (ABNT, 1989), cuja formulação para verificação da tensão resistente em elementos de parede, sob compressão simples, está indicada na Equação (1):.

(34) 34. Fa = 0,20.p.[1 - ( h / 40.t )3 ]. [2.1]. Onde:. Fa é a força admissível; fp é a resistência à compressão média do corpo do prova em alvenaria; h é a altura da parede; t é a espessura da parede; Considerações a serem efetuadas em relação à aplicação da formulação da equação 1: a) Esta formulação foi obtida para alvenaria construída em blocos de concreto alinhados verticalmente com furos posicionados na vertical, satisfazendo a NBR 7.171 (ABNT, 1998), onde o efeito parede/resistência do prisma foi estimado em 1/5 (20%), tendo por base experimentos realizados neste tipo de alvenaria. Para paredes construídas em blocos cerâmicos de vedação, com furos na horizontal, o comportamento é diferente, sendo a forma de ruptura brusca, não devendo ser aplicada tal formulação. b) Dados da literatura mostram que a resistência à compressão de prismas (fp) é sempre inferior à resistência dos blocos individuais (fb); assim, a substituição, na formulação, do valor de fp pelo valor de fb é contra a segurança. A literatura mostra que a resistência dos prismas pode chegar a 80% da resistência de blocos. (Aly & Sabbatini, 1994). A maioria dos projetos de cálculo é baseada em ensaios de resistência de blocos sem considerar tal relação. c) A espessura da parede deve ser tomada sem a espessura do revestimento, já que foi comprovado, através de pesquisas relatadas na literatura especializada, que antes de atingir a ruptura, ou seja, para cargas da ordem de 70% da carga de colapso, o revestimento se desprende da parede (Cavalheiro, 1994). Em muitos projetos de cálculo a consideração da espessura de revestimento é efetuada para a obtenção de fatores de segurança aceitáveis. d) Levando-se em consideração a altura de 2,60 m para as paredes, a espessura de blocos de 9 cm e para as cargas com valores de norma, teríamos a relação apresentada na Equação (2) entre resistência da parede (Fa), a resistência do prisma (fp) e a resistência do bloco (fb):. 3. Fa = 0,20. p [1- (260 / 40.9) ]. [2.2]. Fa = 0,125. p ou Fa = 0,1.b. [2.3]. Onde:. Verifica-se que a força admissível para parede é 10% da resistência média dos blocos..

(35) 35. Segundo Pires Sobrinho et all (2009), levando-se em conta um edifício tradicional de quatro pavimentos, com vãos livres de 350 cm, a parede no térreo, divisória entre dois ambientes, receberia uma carga de aproximadamente 5,0 a 6,0 toneladas, o que obrigaria um bloco, de 9 cm de espessura, ter uma resistência média superior à 5,5 à 6,5 MPa. Resultados semelhantes podem ser observados nos artigos de Oliveira (1994) e Duarte (1994). Tomando por base dados de ensaios realizados pelo ITEP ao longo dos últimos anos, pode-se considerar que a resistência média à compressão dos blocos cerâmicos não ultrapassa 3,5 MPa e a dos blocos de cimento chega a ter valor inferior a esta tensão, o que está abaixo da resistência média exigida no cálculo acima. Outros fatores a serem considerados são: a relação entre a altura e a espessura das paredes (esbeltez = h/t), as condições de contorno e a geometria da secção transversal. Para se obter uma condição de estabilidade satisfatória, a esbeltez deveria apresentar valor próximo a 18, o que obrigaria, nos prédios com altura de parede de 260 cm, uma espessura dos blocos superior à 14 cm (Duarte,1999). A resistência de elementos de alvenaria depende de uma série de fatores, que podem ser divididos em dois grupos. O primeiro relacionado às características físicas, geométricas e mecânicas dos materiais e o segundo relacionado à mão de obra e ao controle tecnológico empregado. Os fatores relacionados às características dos materiais dizem respeito a: a) Formato do bloco - A ruptura de blocos com furos na horizontal se dá de forma brusca, o que não ocorre em blocos com furos na vertical. A norma brasileira NBR 7171/1998- Blocos Cerâmicos para Alvenaria – especificação. Determina que blocos com furos paralelos ao comprimento devem ser utilizados como bloco de vedação, sendo reprovado seu uso com função estrutural. b) Resistência do bloco – Quanto mais uniformes e resistentes forem os blocos, será maior a resistência da parede. Embora sabendo da importância entre a relação da resistência dos blocos e da parede, os construtores não tiveram o devido cuidado com o controle de qualidade na fabricação e na aquisição de blocos e foram produzidos blocos de baixa resistência. c) Geometria do bloco/quantidade de juntas – Quanto maior for a altura do bloco menor será a quantidade de juntas e maior será a resistência da parede. Por outro lado as desuniformidades das dimensões dos blocos, principalmente na altura, diminuem ainda mais a resistência final das paredes, já que exigem juntas de dimensões diferentes, provocando tensões adicionais. A grande maioria das indústrias cerâmicas não produz blocos padronizados segundo.

(36) 36. a norma, encontrando-se no mercado componentes com dimensões variadas, muitas vezes oriundos de uma mesma indústria. d) Características das argamassas de assentamento – A argamassa cumpre papel fundamental na transmissão das tensões e na deformabilidade das paredes. Poucos são os estudos específicos sobre o comportamento do conjunto de blocos e da argamassa em uma obra, ensaios em prismas recomendados por norma, muito raramente, são realizados. e) Espessura das juntas - Diversos pesquisadores indicam que a espessura ótima para as juntas é de 1 cm. Quanto maior a espessura da junta menor a resistência final da parede. Observa-se em geral a falta de controle das espessuras das juntas nas obras em alvenaria, notando-se muito frequentemente a utilização de blocos de diferentes dimensões o que conduz a juntas de espessuras variadas. f) Qualidade dos blocos - Observa-se que ao longo dos anos os blocos cerâmicos e os blocos de concreto apresentaram queda na sua qualidade. Os blocos cerâmicos apresentaram redução das espessuras das paredes internas (céptos) e o seu cozimento não atingiu a temperatura ideal para transformá-los em um material cerâmico. Este fator conduz os blocos a uma degradação pelo efeito da umidade (EPU); já os blocos de concreto apresentam-se mais porosos com aparente queda de consumo de cimento, provocando queda de resistência e alta absorção de água. Os fatores relacionados à mão de obra dizem respeito a: a) Preenchimento das juntas - As juntas horizontais devem ser completamente preenchidas. Juntas incompletas podem reduzir a resistência em até 33% (Roman, 1994). b) Traço das argamassas - O traço a ser empregado deve ser definido para atender as características de resistência e deformabilidade da alvenaria, tais fatores estão intimamente ligados às características dos materiais empregados na argamassa. Uma revisão na nomenclatura mostra que poucos estudos são realizados com esta finalidade no caso das construções em alvenaria portante. c) Perturbação dos blocos depois de assentadas - A perturbação dessas unidades após o assentamento reduz em muito a resistência e integridade da parede. Este fato acontece quando o pedreiro tenta corrigir alguns defeitos de prumo através de batidas nos blocos. d) Ritmo da construção - Quando se constrói em ritmo acelerado, pode-se estar assentando um número de fiadas excessivas sobre juntas de argamassa que ainda não adquiriram a resistência suficiente, provocando microfissuras e diminuindo a resistência final da parede..

(37) 37. e) Desvio de prumo ou alinhamento da parede – Paredes construídas fora de prumo ou desalinhadas entre pavimentos provoca o surgimento de esforços adicionais (cargas excêntricas) que aumenta significativamente os esforços sobre as paredes. Nas vistorias realizadas em diversos prédios construídos em alvenaria resistente e nos resultados das investigações procedidas nas edificações que ruíram, foram observados alguns fatores que contribuem para a instabilidade dessas edificações e que estão relacionados com um exagero empírico empregado neste sistema, entre os quais se podem citar: a) Substituição de paredes em alvenaria dobrada por singela nos pavimentos inferiores e na fundação, diminuindo a segurança e elevando os níveis de tensão nesses elementos. b) Supressão de cintas e pilaretes como elementos de amarração da edificação, impedindo uma perfeita redistribuição de esforços, aumentando as deformações e deixando a estrutura muito mais frágil quanto à forma de ruptura. c) Utilização de fundações em alvenaria como arrimo (caixão vazio) contrariando a teoria de que as alvenarias não devem resistir a esforços de tração e, portanto, não devem ser utilizadas como arrimo. Neste caso os esforços do terreno não encontram resistência suficiente em alvenarias dobradas e muito menos em alvenarias singelas como tem sido observado. d) Retirada de paredes, pelos usuários, que funcionam como elementos estruturadores, em parte ou no todo, provocando concentração de tensões e redistribuição de esforços, e contribuindo para a instabilidade da estrutura. Limitações quanto ao conhecimento técnico sobre a degradação dos componentes construtivos A literatura nacional e internacional, nos últimos anos, apresentou documentos e normas que faz referência ao risco da degradação dos componentes construtivos sob a ação de meios agressivos. No que se referem a este aspecto, dois fatores estão intimamente ligados às causas de ruptura das edificações construídas em alvenaria portante na RMR: a) Degradação de elementos em concreto porosos em meios agressivos - Foi constatado que algumas áreas da RMR, principalmente aquelas sujeitas a transgressões e regressões marinhas, apresentam composição química que conferem às mesmas características de agressividade aos elementos em concreto poroso com pouca espessura, como é o caso de blocos de concreto, sapatas pré-moldadas etc. b) Foi constatado que em algumas edificações que ruíram os blocos em cerâmica apresentaram o efeito de expansão por umidade que resultou na queda de resistência dos mesmos. Estudos recentes, publicados nos últimos 14 anos, mostram a.