RESISTÊNCIA DO MATERIAL

 

 

 

     1.1– INTRODUÇÃO

O desenvolvimento da tecnologia nos tem proporcionado maiores aperfeiçoamentos de execução e métodos de cálculo para o emprego de certos materiais.

            Das maciças construções em pedra passaram-se às alvenarias de tijolos, das estruturas de aço às estruturas de concreto, e hoje, graças ao avanço da metalurgia, caminhamos para maiores realizações nas estruturas de concreto protendido,alumínio e mesmo maior leveza das estruturas de aço.

            A implantação da indústria petroquímica nos vem abrindo o campo para maior emprego de peças coladas (resinas epóxi), e outros materiais alternativos, como “fiber-glass” e perfis de PVC.

            Deve ser esclarecido que, apesar das novas técnicas, o uso da alvenaria de tijolos não sofreu solução de continuidade, e o emprego dos blocos de concreto e cerâmicos progrediram surpreendentemente nestes últimos anos.

            Abordaremos o estudo da alvenaria sob o aspecto estrutural, e não como elemento de vedação ou fecho, como muitos pensam, pois tais conhecimentos permitem ao engenheiro e arquiteto tirar partido da alvenaria como elemento resistente, em se tratando de pequenas estruturas de edificações, dispensando-se dessa forma um complexo esqueleto de concreto armado (lajes descarregando sobre as paredes).

            Outras vezes, imposições construtivas e solicitações de esforços (cargas horizontais) nos levam a optar para a solução de uma estrutura ciclópica ou por gravidade.

            Como facilidade de execução, e dependendo de recursos locais, podemos citar o caso de muros de arrimo, bueiros, fundações profundas (tubulações a céu aberto) e pavimentação.

            Como imposição dos esforços solicitantes, citamos, para exemplificar, o caso de peças sujeitas a esforços horizontais e vibrações como blocos de máquinas (bombas centrífugas, turbinas, prensas), ancoragem de tubos e cabos de torres, muros de cais, barragens etc.

            O que é imperativo nas estruturas de alvenaria é tornar nulos ou quase nulos as solicitações de tração, fazendo-as resistir com segurança a esforços de compressão ou flexocompressão. Disto se conclui que o tipo de obra se constitui numa construção por massa ou gravidade.

 

 

 

1.2– DEFINIÇÃO: FUNÇÃO E IMPORTÂNCIA DAS ARGAMASSAS

            Alvenaria é o conjunto de materiais pétreos, naturais ou artificiais, juntados entre si por meio de argamassa.

            A argamassa, inicialmente mole, serve para o assentamento das pedras, deixando-as em posição firme até o seu endurecimento.

            Endurecida passa a trabalhar solidária com as pedras,  servindo para distribuir os esforços  na superfície de uma pedra sobre a outra e estabelecendo uma aderência de modo a formar um conjunto maciço.

            Essa aderência faz com que o maciço resista a esforços de flexão, compressão, choques e até mesmo pequenos esforços de tração, devendo sempre que possível, serem evitados tais esforços de tração nas estruturas de alvenaria, porque a aderência é mínima para essa solicitação.

            Deve ser esclarecido que, em alguns casos, são construídos maciços sem argamassa, isto é, as chamadas “alvenarias de pedra seca”, como por exemplo molhes, revestimento de taludes etc.; entretanto, tal tipo de alvenaria não tem finalidade de resistência e estabilidade.

 

 

 

1.3 – CLASSIDICAÇÃO DAS ALVENARIAS

            Podemos classificar as alvenarias freqüentemente encontradas nas construções, desde a antiguidade até a nossa atualidade, em duas grandes classes:

A)    ALVENARIAS NÃO ESTRUTURAIS OU DE VEDAÇÃO;

B)    ALVENARIAS ESTRUTURAIS OU PORTANTES.

 

1.3.1 – Alvenarias não estruturais

            Empregadas geralmente com revestimentos para proteção de taludes e como paredes de fechamento ou divisórias. Podemos citar os tipos de alvenarias seguintes:

1)     ALVENARIA DE PEDRA ARRUMADA – Utilizada preferencialmente em revestimento dos taludes de canais, aterros e ombreiras das barragens de terra, conhecidas pela designação de “Rip-Rap”;

2)     ALVENARIA DE BLOCOS DE CONCRETO ARTICULADOS – Utilizada em revestimento de taludes e principalmente em pavimentação (comercialmente conhecidos como “blocket”). Em paredes, assentadas por colagem;

3)     ALVENARIA DE TIJOLOS FURADOS – Geralmente utilizada em paredes de vedação e divisórias (tijolos de 4, 6 e 8 furos ou blocos de cerâmica extrudada).

A utilização é justificada, com a vantagem de reduzir o peso próprio da parede

em relação aos tijolos maciços, e como material isolante termo-acústico.

4)     ALVENARIA DE BLOCOS DE CONCRETO LEVE – Utilizada como vedação (comercialmente blocos de celebeton, pumex);

5)     TAIPA DE MÃO – Atualmente apresenta-se como valor de curiosidade histórica; era utilizada como vedação entre elementos estruturais de madeira lavrada (baldrames, frechal e esteios). Para dar solidariedade ao painel de parede, empregavam-se armações com ripas de bambu.

 

 

 

1.3.2 – Alvenarias estruturais ou portantes

            São as estruturas que, mesmo não tendo sido consideradas no cálculo estático e elástico, colaboram indiretamente para absorver ações secundárias (vento, variações térmicas, recalques diferenciais etc).

            Podemos citar os seguintes tipos de alvenarias:

1)     ALVENARIA DE PEDRA ARGAMASSA – Foi muito empregada em muros de arrimo e pequenas barragens de gravidade. Atualmente ainda vem sendo empregada em alicerces;

2)     ALVENARIA DE TIJOLOS MACIÇOS  -  É o tipo de alvenaria mais adequada  para a construção de paredes portantes, graças à facilidade de manuseio, assim como permitir travamentos e amarrações adequadas face às dimensões e peso destes tijolos.

3)     ALVENARIA DE ADOBE – Trata-se de uma alvenaria em que se utilizamos tijolos de barro secos ao ar sem passarem por posterior queima nos fornos, como no caso anterior. Embora esta menção tenha apenas valor e registro históricos para os países tecnicamente desenvolvidos. Atualmente, dispomos de “tijolos de solo-cimento”, com características mecânicas, dependendo da dosagem de cimento, até que superior aos tijolos de barro queimados, curados ao ar livre após o processo de prensagem.

4)     TAIPA DE PILÃO – Tipo de alvenaria executada com uma mistura de argila, estrume de gado e seixos, socados manualmente no interior de formas de madeira. Este tipo de alvenaria constitui-se numa das técnicas mais avançadas da Arquitetura Colonial Brasileira, cujo testemunho ainda pode ser constatado em antigas edificações.

5)     ALVENARIA DE BLOCOS VAZADOS DE CONCRETO -  Encontramos no mercado três linhas de fabricação de blocos, objetivando atender as finalidades dos projetos, a saber:

·        Blocos arquitetônicos – empregados nas paredes de fachadas e acabamento interno (fck = 4,5Mpa).

·        Blocos de vedação -  apresentam resistência suficiente para atender as necessidades das paredes de vedação e divisórias (fck = 3,5 Mpa).

·        Blocos estruturais -  empregados como elemento resistente, formando paredes portantes (fck = 6 Mpa); quando armadas em alguns vazios e enchidos com argamassa grossa (graute), constitui-se na chamada alvenaria armada, cujas especificações já se encontram normatizadas.

6)     ALVENARIA DE BLOCOS SÍLICO-CALCÁRIO – Os blocos são maciços, perfurados ou não, fabricados com cal e agregados finos, de natureza predominantemente quartzosa. Depois da mistura íntima, são compactados na sua forma de blocos sob pressão e endurecidos sob o calor e pressão de vapor d’agua (DIN-106).

As linhas de fabricação obedecem as finalidades em atender as mesmas necessidades dos blocos similares de concreto vazados, cujas resistências à compressão variam conforme encomenda.

·        Blocos arquitetônicos (fcká7,5,   fcká15MPa)

·        Blocos de vedação (fcká7,5, fcká 15MPa)

·        Blocos estruturais (fcká7,5, fcká15, fcká25, fcká35 MPa)

7)     CONCRETO SIMPLES – (não armado) – Empregamos em peças estruturais que dispensam teoricamente armação, cujas solicitações de tração podem ser resistidas pelo próprio concreto.

Nestes casos, quando temos grandes blocos perifericamente armados, procura-se com isto atender o combate à fissuração com uma mínima armadura de pele.

8)     CONCRETO CICLÓPICO – Trata-se de concreto simples com adição de pedra rachão ou amarroada, como solução para reduzir o consumo do agregado graúdo britado do concreto, já que a finalidade é contar com o peso próprio do mesmo.

9)     GABIÕES, “CRIB-WALLS”, OBRAS DE TERRA E ENROCAMENTO (ATERROS E BARRAGENS) – Embora não classificadas como sendo estruturas de alvenaria, a estabilidade é garantida pelo peso próprio, ou melhor dizendo, por gravidade.

10)  BLOCOS DE SOLO-CIMENTO – Tem a vantagem dos blocos poderem ser confeccionados no próprio canteiro e dispensam o consumo de combustível para queima.

A resistência obtida equivale a dos tijolos maciços de barro cozido.

 

 

 

1.4 – RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

            Antes de se estabelecer os valores das resistências das alvenarias, deve-se considerar separadamente as respectivas resistências das pedras ou tijolos, se for o caso, das argamassas, e por fim alvenaria propriamente dita.

            Como o assunto é especificamente da atribuição dos especialistas em tecnologia dos materiais, a abordagem será superficial.

            Em princípio, deve ser considerado que os materiais são frágeis, ou de baixíssima ductilidade, assim sendo, os limites de resistência devem ser determinados através da ruptura de corpos de prova à compressão, cujos métodos  de ensaios obedecem às devidas normas técnicas.

 

 

 

1.4.1 – Resistência das pedras, tijolos e blocos

            As pedras em geral apresentam bom comportamento quando submetidas a esforços de compressão, não sendo entretanto satisfatório para as solicitações à tração.

            Há uma série de fatores ligados às propriedades físicas que influem mos valores das resistências  das pedras, tais como:

1)     CONTEXTURA (variação da composição do material);

2)     PESO ESPECÍFICO APARENTE E DUREZA

3)     FORMA DO CORPO DE PROVA (cúbico, prismático, cilíndrico);

4)     POSIÇÃO DA ROCHA ONDE FOI RETIRADO O ESPÉCIME DA PEDRA MOLE – Algumas pedras apresentam sua maior resistência à compressão quando a direção dos esforços solicitantes atuar normalmente ao plano de repouso em que se achava originalmente na pedreira, plano este conhecido como leito da pedreira.

As experiências tem mostrado que no caso das pedras duras, caso dos granitos, essa influência é desprezível;

 

5)     TEOR DE UMIDADE E POROSIDADE DAS PEDRAS MOLES;

6)     SUPERFÍCIE DE CARREGAMENTO – Os ensaios devem ser executados

 com as superfícies de contato capeadas, para uniformizar os valores.

Tomando-se dois corpos de prova de mesmo material e dimensões (seja por exemplo o caso de um concreto tirado de uma mesma mistura de betoneira), rompemos um deles obtendo-se uma tensão  s1, em função da carga lida no mostrador da prensa, carregando toda a superfície do corpo de prova.

 

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE MATERIAIS PÉTREOS

MATERIAIS	MÓDULO DE ELASTICIDADE daN/m2	PESO ESPECÍFICO APARENTE daN/m3	TENSÃO
			RUPTURA	ADMISSÍVEL
			sR	sO
Basalto Granito Mármore Pedra Calcárea Tijolo Comum Maciço Concreto Simples                            *	300.000 300.000 - - - 100.000 300.000	2930-3150 2600-2700 2620-2840 2000-2200 1600-1800 2200-2400	1000-3000 800-2000 400-2800 200-1800 30-60 100-300	50 50 15 10 6 40-80

NOTA: Blocos vazados estruturais – consultar fabricantes. Idem para blocos laminados

                        *Depende da dosagem                                                        1daN/cm² = 1 kgf/ cm³

 

 

 

            1.4.2 -  Resistência à compressão das alvenarias

            A resistência à compressão das alvenarias depende de cuidados de execução, como segue:

1)     ESPESSURA DAS JUNTAS;

2)     QUALIDADE DOS MATERIAIS;

3)     QUALIDADE DA MÃO-DE-OBRA.

Experiências realizadas pelo Eng. M. Tourtay, em 1885, concluem:

A)               “O esmagamento da argamassa das juntas se produz sempre com cargas superiores ao da argamassa isolada”.

Foram constatados casos de cargas de ruptura 20 vezes superiores ao da argamassa isolada.

B)“Em igualdade de condições, a carga que produz a desagregação da argamassa está na razão inversa da espessura das juntas”.

É necessário, portanto, reduzir ao mínimo a espessura das juntas, compatível à boa execução.

 

 

 

1.4.3 – Coeficiente de segurança

            As cargas de ruptura são determinadas no campo experimental, para casos isolados.

            A segurança de uma obra deve ser apta para resistir a todos os esforços solicitantes, e, para estarmos do lado seguro, devemos considerar os seguintes fatores:

            1) Nunca podemos determinar à priori e com exatidão as cargas que realmente atuam sobre as estruturas.

            2) A alvenaria não é um material perfeitamente elástico.

            3) Eventualidade de no futuro a obra mudar de destino, e portanto possibilidade de um aumento de cargas.

4)     Vibrações e choques muitas vezes não considerados nos cálculos.

5)     Falhas de construção, como por exemplo a argamassa não preencher completamente as juntas, e às vezes defeitos ocultos nas pedras.

6)     Desgastes devido às intempéries etc.

Todas essas eventualidades impõem que se estabeleça ima carga de segurança. Essa carga é obtida dividindo-se a tensão de ruptura por um coeficiente n$1,criteriosamente adotado por estudos estatísticos.

s_c: Tensão admissível à compressão s_R=0,25 s_i

s_i: Tensão correspondente ao limite de imperturbalidade do equilíbrio molecular.

s_R: Tensão de ruptura instantânea  s_c  =  s R

                                                                     n

 

Esse coeficiente “n” foi durante muito tempo adotado em torno de 10 (dez).

As normas alemãs adotam “n” entre 4 e 5, e os franceses estão adotando n = 3,5.

Apesar de adotarmos esse coeficiente de segurança, devemos escolher rigorosamente os materiais e manter severa vigilância sobre a mão-de-obra [5] e [7].

 

 

 

            1.5 – TENSÕES ADMISSÍVEIS À COMPRESSÃO NAS ALVENARIAS

            Nas construções de residências podemos adotar 5 DaN/cm² para a tensão admissível da alvenaria de tijolos, com argamassa de cal e areia [6].

 

 

 

            1.6 RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DAS ALVENARIAS

            As experiências sobre resistências à tração são poucas; tal resistência depende, sobretudo, da aderência existente entre a argamassa e as pedras, que, por sua vez, depende da dosagem, idade e superfície aderente.

            Alguns resultados médios de carga de ruptura à tração:

 

Pedras.....................................................................  14 a 70 daN/cm²

Tijolos......................................................................  10 a 20 daN/cm²

 

Argamassas:

Cal e areia, 7 dias................................................... 1 daN/cm²

Cimento e areia, 7 dias............................................        8 daN/cm²

                          28 dias............................................        10 daN/cm²

 

Alvenaria de tijolos, 21 dias........................................            1 a 3 daN/cm² daN/cm²

Concreto, 28 dias.......................................................            10 a 30 daN/cm²

                                                                                                (conforme a dosagem)

 

            Em virtude da diminuta resistência à tração e da incerteza do comportamento da alvenaria, torna-se prudente calcular a estabilidade dos maciços não contando com essa resistência por menor que seja.

            Deve-se estabelecer a regra de torná-la nula, fazendo-se abstração de toda a zona tracionada, como veremos adiante.

            A rigor, só podemos contar com a resistência à tração caso em que a solicitações são momentâneas, como por exemplo a ação do vento numa chaminé.

            Nestes casos, a tensão de tração não deve ultrapassar 1/10 da tensão admissível à compressão e, se possível, não exceder a 1,5 daN/cm².

            As normas alemãs recomendam para a alvenaria de pedras tensões de tração até 2,2 daN/cm².

            Para alvenaria de tijolos com argamassa de cal e areia, 1 daN/cm² e com argamassa de cimento até 2 daN/cm².

 

 

 

 

 

 

            1.7 – RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

            Os dados da resistência ao cisalhamento também são em pequeno número e mesmo de exatidão duvidosa.

            Sabe-se que essa resistência é maior do que a de tração, dependendo também da aderência da argamassa, portanto, pode-se considerar também 1/10 da tensão de compressão, não superando 1 daN/cm².

            Nos cálculos de estabilidade, não contamos com essa resistência e, desta forma, para o equilíbrio das forças tangenciais, deve-se contar exclusivamente com a aderência, isto é, resistência de atrito.

            Devemos ter T¢ m N

            Sendo:

            P..........................................   carga atuante

            N.........................................            componente normal

            T.........................................            componente tangencial

            m.........................................            coeficiente de atrito por aderência

            As alvenarias são sempre executadas por fiadas (juntas), em que os elementos são travados nos dois sentidos; desta forma não temos juntas verticais ou inclinadas sobrepostas.

            Desta forma, qualquer que seja a direção da solicitação, encontramos sempre o elemento, pedra a se opor, que é mais resistente do que a argamassa.

            A norma DIN-1053 estabelece a tensão máxima de corte na alvenaria em 3 daN/cm².

 

 

 

 

Concreto sobre concreto                                                                     m   =    0,75

Alvenaria sobre alvenaria                                                                    m   =    0,75

Alvenaria sobre madeira                                                                     m   =    0,55

Alvenaria sobre ferro                                                                 m   =    0,45

Alvenaria sobre concreto                                                                     m   =    0,70

Alvenaria sobre terra seca                                                               m   =    0,60

 

 

 

            1.8 – MÓDULO DE ELASTICIDADE (OU MÓDULO DE DEFORMAÇÃO LONGITUDINAL)

            O módulo de elasticidade das alvenarias é variável e difícil de ser conhecido, dadas as características de material não perfeitamente elástico.

            Romay e Vaudrey determinaram o valor de E (elasticidade) por meios indiretos, no estudo de um arco de pedras com argamassa cuidadosamente dosada.

            Deve ser esclarecido que atualmente o antigo módulo ou constante de elasticidade, para os materiais que não obedecem rigorosamente a Lei de Hooke, vem sendo designado nas normas técnicas revisadas por “modulo de deformação longitudinal”, conforme a NBR-6118/82.

 

 

 

            1.9 – CONTRAÇÃO E RECALQUE DAS ALVENARIAS

            As argamassas, quando passam do estado pastoso para o estado sólido, sofrem uma contração de volume provocando recalque no maciço (parede, arco, muro etc.)

            Essa contração depende em grande parte da quantidade de águam razão pela qual as argamassas devem ser amassadas com quantidade mínima de água e, na colocação de pedras, essas devem ser bem batidas para comprimir a argamassa, fazendo a aproximação das moléculas correspondentes ao estado sólido.

            As alvenarias podem sofrer recalque logo após construídas, pela ação do peso próprio, embora esse recalque seja insignificante.

            Podemos também ter recalque quando ligamos alvenarias novas a outras mais antigas, aparecendo trincas.

 

 

 

            1.10 – EFEITOS TÉRMICOS

            Embora as alvenarias sofram efeitos das variações de temperatura, estas só são levadas em conta nas construções hidráulicas onde se deseja estanquidade (juntas de dilatação vedadas, tipo Fugenband).

            O coeficiente “a_t” de variação térmica das pedras é bem variável, girando em torno de 8 x 10^-6 e para o concreto entre 10 x 10^-6 a 12 x 10^-6, valores próximos do coeficiente de dilatação do aço, que é 12 x 10^-6/⁰C.

            Mery, cita o caso de um reservatório com algumas trincas, que apresentava perda d’agua no inverno e estanquidade no verão.

            A pouca influência dos efeitos devidos a elevadas temperaturas na alvenaria de tijolos, cujos coeficiente de variação é da ordem de a_t  = 65 x10^-6/⁰C, justifica o emprego, insubstituível dos revestimentos internos dos altos fornos, com tijolos refratários. Outro exemplo é o critério conservador pela opção das chaminés industriais abaixo de 80,00 m de altura em alvenaria de tijolos, assentes com argamassas especiais (antiácidas).

 

 

            1.11 – ALVENARIA DE BLOCOS VAZADOS DE CONCRETO

 

 

 

            1.11.1 – Considerações preliminares

            As recomendações práticas a respeito das técnicas construtivas no emprego da alvenaria de blocos estruturais vêm sendo objeto de publicações por profissionais especializados, institutos de pesquisa e da valiosa colaboração dos fabricantes de blocos, o mesmo ocorrendo com os blocos estruturais cerâmicos e sílico-calcários, o último atendendo às especificações da DIN 106.

            De acordo com especificações da ABTN (NBR 6136), os blocos autoportantes estão normalizados, tanto nas dimensões, como quanto às condições de resistência característica à compressão (NBR – 8215).

            Os catálogos dos fabricantes fornecem as medidas, peso unitário e quantidade de peças por m² de parede.

            Atendendo o código de padronização de edifícios – UBC 1976 (Uniform Building Code) – citado nas bibliografias.

            Temos os valores das tensões admissíveis determinadas pela ruptura de “prismas” (corpos de prova) simulando a amostra da parede, com aproximadamente 40 cm x espessura da parede x aproximadamente 40 cm de altura.

 

 

 

            1.11.2 – Número de ensaios

            Não menos do que 5 amostras para testes iniciais na determinação da tensão de ruptura f m preparadas e ensaiadas no laboratório.

            Não menos do que 3 amostras para cada teste de campo servindo como controle dos materiais empregados (isto para cada remessa de nova partida de blocos, alteração das características da areia, controle de pega do cimento) fazendo parte da rotina na fiscalização e simulando as condições reais de cura.

 

 

 

            1.11.3 – Tensões máximas admissíveis

TENSÕES MÁXIMAS DE TRABALHO EM Mpa

DESIGNAÇÃO DO ESFORÇO	TENSÃO ADMISSÍVEL EM MPa	TENSÃO DE RUPTURA (aos 28 dias, estabelecida por testes em prismas em Mpa)
Ruptura à compressão	fm	14,0	19,0	21,0	24,5
Compressão axial (colunas)	0,20 fm	2,8	3,8	4,2	4,9
Compressão na flexão	0,33 fm	4,7	6,3	5,0	8,2
Força cortante	-	0,5	0,5	0,5	0,5
Módulo de Elasticidade	1.000 fm	14.000	19.000	21.000	21.000
Ancoragem de barras lisas	-	0,4	0,4	0,4	0,4

 

 

 

            1.11.4 – Considerações para verificação da estabilidade

1)     ÁREA LÍQUIDA – Os cálculos das tensões solicitantes devem se basear

 na área líquida da seção transversal.

2)     ESBELTEZ DAS PAREDES – Devemos considerar primeiramente as

seguintes definições:

            A) Paredes portantes  - Elementos estruturais com capacidade para resisitir às cargas permanentes + sobrecarga + vento (paredes externas).

C)    Paredes não portantes – Resistem apenas ao seu peso próprio

(correspondem às paredes divisórias e de vedação interna).

D)    Paredes estruturais  - (paredes portantes em concreto armado) – Segundo

a  NBR 6118/82, a espessura não deve ser inferior a 12 cm, nem a 1/25 de altura livre. Se o comprimento de seção horizontal não for maior que 5 vezes a espessura, a peça será considerada como pilar.

            Os nossos autores especializados apresentam relações objetivando alvenaria estrutural armada, portanto entendendo-se como elementos estruturais semelhantes ao concreto armado da antiga NB-1.

 

 

 

            1.12 – EDIFÍCIOS EM ESTRUTURAS DE ALVENARIA           

 

 

 

            1.12.1 – Considerações preliminares

            Como as estruturas em alvenaria armada já vêm sendo tratadas em outras publicações especializadas, com todas as devidas informações de ordem prática, para alvenarias armadas de blocos em concreto, blocos em silício-calcáreo ou cerâmica extrudada. Entendemos ser oportuno abordar o problema, objetivando a prioridade para uma análise teórica, abordando especificamente a alvenaria de origem em tijolos maciços.

            A estabilidade das construções e dos elementos de construção em alvanaria, deve ser garantida em forma satisfatória, através de paredes e pavimentos (lajes enrijecedoras) ou através de outras medidas equivalentes, tais como caixa das escadas.

            Todas as forças atuantes, inclusive a ação do vento, devem ser transferidas com segurança ao solo de fundação, cuja resistência deve ser verificada por cálculo. Segundo a DIN-1053, para edifícios até 6 pavimentos, se a planta contém paredes enrijecedoras em quantidade satisfatória, passando de uma parede externa à outra parede externa (frente e fundo) ou parede interna portante, a verificação da ação do vento poderá ser dispendada.

 

 

 

            1.13 -             EDIFÍCIOS EM ESTRUTURA DE ALVENARIA

 

 

 

            Os edifícios de habitação em estruturas de alvenaria de tijolos maciços de barro recozidos, tais como as encontradas nos remanescentes velhos casarões, com espessas paredes de pé-direito variado de 3,50 a 4,00 m, cômodos com comprimento até 6,00 m, pavimento de abobadilhas, arcadas, escadas desenvolvidas sobre arcos assimétricos de tijolos, vergas em arco etc.

            Nas antigas construções dos castelos romanos, onde há paredes altas suportando grandes cúpulas, os arquitetos dispunham de algumas regras práticas para dimensionamento e disposição das naves de travamento.

            Tendo em vista o aspecto acadêmico, não deixa de ser interessante a análise de estabilidade de parte de um edifício desse gênero e, sobre o aspecto profissional, poderá o engenheiro ser solicitado a executar uma reforma para adaptação à determinada finalidade num desses edifícios ou mesmo apresentar um laudo pericial no tocante à estabilidade.

 

 

            Devemos obedecer às seguintes disposições:

1)     – Comprimento do edifício até 12,50 m;

2)     Distância entre pisos (pés-direitos) até 3,60 m;

3)     Sobrecarga até 275 daN/cm²;

4)     Alvenaria de tijolos comuns;

5)     Execução correta;

6)     Espessura das paredes de acordo com o quadro a seguir:

ESPESSURA DA PAREDE PELO Nº DE TIJOLOS
	Paredes de Fachada	Paredes Externas	Caixa de Escada (4)	Paredes Divisórias (Sem serem carregadas)
EDÍFÍCIOS COM 5 PAVIMENTOS
SÓTÃO	1(1)	1	½ (5)	1
4.º ANDAR	1 ½	1	1	1
3.º ANDAR	1 ½	1	1	1
2.º ANDAR	1 ½	1 ½ (2) (3)	1	1(6)
1.º ANDAR	2 (2)	1 ½ (3)	1	1 ½
TÉRREO	2	2 (2) (3)	1 ½ (3)	1 ½
PORÃO	2 ½ (2)	2	2(3)	1 ½
EDIFÍCIO COM 4 PAVIMENTOS
SÓTÃO	1(1)	1	½ (5)	1
3.º ANDAR	1 ½	1	1	1
2.º ANDAR	1 ½	1	1	1
1.º ANDAR	1 ½	1 ½ (2) (3)	1	1(6)
TÉRREO	2(2)	1 ½ (3)	1	1 ½
PORÃO	2	2(2)	1 ½	1 ½
EDIFÍCIO COM 3  PAVIMENTOS
SÓTÃO	1(1)	1	½ (5)	1
2.º ANDAR	1 ½	1	1	1
1.º ANDAR	1 ½	1	1	1
TÉRREO	1 ½	1 ½ (2) (3)	1	1(6)
PORÃO	2(2)	1 ½	1	1 ½

            As espessuras das paredes nos edifícios de vários andares são previamente estabelecidas nos regulamentos, sendo portanto necessário somente o cálculo de verificação para comprovar a estabilidade (no Brasil, serve de orientação um antigo Código de Obras da PMSP, elaborado pelo Eng. Arthur Saboya).

 

 

 

            1.14 – ESPESSURA DAS PAREDES DE EDIFÍCIOS

            DIN-4106 – Diretrizes sobre a Espessura de Paredes de Residências e Edifícios.

            Essas especificações são para edifícios de 3 a 5 pavimentos, compreendendo paredes externas e paredes internas, divisórias.

 

 

 

            1.14.1 – Muro externo de um prédio de alvenaria de tijolos

(1) Só no caso do pé-direito permitir o uso por pessoas; caso contrário, será ½

tijolo.

            (2) (3) – No caso de receber vigas ou servir de apoio para vigas contínuas; caso contrário, a parede poderá ser mais delgada.

            (4) – Se os degraus forem engastados, deverá ser verificada a estabilidade.

            (5) – No caso de não ter edifício contíguo.

            (6) – Se a parede não estiver apoiada em elementos contrutivos incombustíveis.

 

 

            1.15 – RECOMENDAÇÕES DA DIN-1053, APLICADAS AOS EDIFÍCIOS EM ALVENARIA EM TIJOLOS MACIÇOS

 

1)     ABOBADAS, ARCOS E ABOBADILHAS ENTRE VIGAS

A forma das abóbadas e arcos, deve se aproximar, tanto quanto possível, da linha de pressão, correspondente à carga permanente.

            Abóbada e arcos devem ser calculados conforme a teoria da elasticidade. A flecha deve ser no mínimo 1/10 do vão da abóbada, sendo a condição ideal a relação flecha/vão = ½  (arco pleno).

            Os vãos extremos devem ter vinculação lateral, para absorver empuxos dos vãos internos, através de contrafortes ou tirantes.

2)     EFEITO DE ARCO DO CARREGAMENTO SOBRE VIGAS E VERGAS

Para o cálculo do momento fletor nas vigas e vergas, considera-se um parábola de carregamento da alvenaria. Já para o cálculo das reações nos apoios, considera-se o carregamento total⁽³⁾ , isto é, o que costumam dizer os projetistas das abóbadas dos túneis: “nem toda a montanha pesa sobre o teto”, pois nos solos coesivos resulta um arco de carregamento sobre o túnel (parabólico ou elíptico).

A altura da parede que atua sobre a viga depende da resistência do material da parede e de “a” ângulo de atrito interno do material, que varia entre os limites de a = 60º a a= 75º.

Conhecido “a”, temos a altura da parede sobre a viga, variando de h₀ = 0,43L a 0,93L.

Para simplificação e maior segurança,  a DIN-1053 recomenda, para o cálculo das vergas de sustentação sob paredes, a área limitada por um triângulo eqüilátero, cujos catetos correspondem ao vão livre, considerações essas válidas para a verificação das flexão e força cortante.

3- JUNTAS E AMARRAÇÃO

Na alvenaria de tijolos maciços, a argamassa deve preencher tanto as juntas verticais quanto as horizontais.

As juntas de abóbodas devem ser tão estreitas quanto possível. Em sua parte superior, a espessura da junta não deve ultrapassar 2 cm.

A alvenaria deve ser executada com amarração, isto é, as juntas verticais de camadas superpostas devem ser defasadas.

Os blocos ou tijolos de cada fiada devem ter a mesma altura.

4- ENRIJECIMENTO DE PAREDES.

As paredes portantes são consideradas como enrijecidas, quando estão fixadas sem possibilidade de deslocamento perpendicular ao seu plano, através de paredes de amarração e lajes de travamento.

As paredes de amarração, para funcionarem como enrijecedoras, devem corresponder no mínimo a 1/5 da altura livre das aberturas (largura total das espaletas).

 

 

 

            1.16- AÇÃO DO VENTO NOS EDIFÍCIOS EM ESTRUTURAS DE ALVENARIA.

 

As normas técnicas exigem que as estruturas das edificações sejam auto-resistentes à ação do vento, cuja verificação é facilitada, visto que permitem o emprego de processos simplificados de cálculo.

Para as construções em estrutura de alvenaria, pode-se contar com o contraventamento das paredes externas e internas, pisos e caixa de escada, desde que a carga horizontal do vento possa ser transmitida às fundações.

Frequentemente, edifícios mistos (moradia e comércio) tem a planta baixa, sem paredes divisórias. Geralmente a parte superior é contraventada e a parte inferior sem travamento, exigindo neste caso estruturas em arco ou, na atualidade, aporticada em aço ou concreto armado.

As várias soluções, adotadas para o cálculo estático da ação do vento nos edifícios, admitem que os pisos sejam suficientemente rígidos, para transmitir as cargas horizontais aos suportes (pilares ou paredes), cuja validade, nos casos de estruturas de alvenaria, depende praticamente do atrito nos apoios, o que deverá ser verificado.

 

 

 

            2. CONCLUSÃO

 

Se desejamos, ou for necessário executar uma construção dispensando o emprego de armações de aço ou madeira, contando apenas com materiais pétreos e argamassa, evidentemente devemos excluir a resistência por solicitação de esforços de tração, constituindo peças que trabalhem a flexo-conpressão.

Este tipo de obra, trabalhando por peso, gravidade ou massa, constitui-se nas estruturas designadas de ALVENARIA.

Quando executadas com pedras, tipo rachão, amarroadas ou de mão, ligadas com concreto, servido de argamassa, tais estruturas são designadas de concreto ciclópico, ou mesmo concreto simples, quando não empregamos rachão.

Nestes últimos anos, a ALVENARIA predominou principalmente como elemento de vedação ou fecho de painéis de paredes, entre vigas e pilares dos edifícios.

Ainda existe viabilidade do emprego de estruturas por gravidade ou alvenaria, quando há vantagem em ser mantido o equilíbrio estático, contando-se com elevado peso próprio, para absorver cargas horizontais.

Isto ocorre com grandes vantagens em algumas soluções para muros de arrimo, barragens, chaminés, blocos de ancoragem de torre estaiadas, fundações e até mesmo em edifícios econômicos.

 

 

 

3. BIBLIOGRAFIA

 

 

Estruturas em Alvenaria e concreto simples

Págs  01 a 19 e 119 a 137