Manual de Alvenarias X Aço, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Civil

Baixe Manual de Alvenarias X Aço e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity!

ALVENARIAS

Série " Manual de Construção em Aço"

• Galpões para usos gerais
• Ligações em estruturas metálicas
• Edifícios de pequeno porte estruturados em aço
• Alvenarias
• Painéis de vedação
• Resistência ao fogo das estruturas de aço
• Tratamento de superfície e pintura

 2004 INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA/CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO

Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por quaisquer meio, sem a prévia autorização desta Entidade.

Ficha catalográfica preparada pelo Centro de Informações do IBS/CBCA

1 a^ Edição , Julho 2002 2 a^ Edição, Agosto 2004

Instituto Brasileiro de Siderurgia / Centro Brasileiro da Construção em Aço Av. Rio Branco, 181 / 28 o^ Andar 20040-007 - Rio de Janeiro - RJ e-mail: cbca@ibs.org.br site: www.cbca-ibs.org.br

Sobre o autor

Otávio Luiz do Nascimento Graduado em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Fundação Mineira de Educação E Cultura - FEA - FUMEC; Professor da FEA-FUMEC, nas disciplinas de Materiais de Construção para Engenharia Civil, Engenharia de Produção e Arquitetura e Construção de Edifícios para Engenharia Civil. Professor do Curso de Pós-graduação em Avaliação e Perícia na disciplina de patologia das Edificações. Consultor especializado em Alvenarias e Revestimentos; Diretor da Empresa CONSULTARE;

N244a Nascimento, Otávio Luiz do Alvenarias / Otávio luiz do nascimento. - Rio de Janeiro: IBS/CBCA, 2002.

54p.; 29 cm. -- ( Série Manual de Construção em Aço)

Bibliografia

ISBN 85-89819-03-

1.Alvenaria 2. Sistema de revestimento 3. Alvenaria de vedação I. Títulos (série)

CDU 693(035) 2 a^ edição

Principais conceitos

na definição das

alvenarias

Capítulo 1

1.1. Função das alvenarias

A principal função de uma alvenaria é de estabelecer a separação entre ambientes, e principalmente a alvenaria externa que tem a responsabilidade de separar o ambiente exter- no do interno e para cumprir esta função deverá atuar sempre como freio, barreira e filtro seletivo, controlando uma série de ações e movimentos complexos quase sempre muito heterogêneos.

Propriedades das alvenarias:

• Resistência à umidade e aos movimentos térmicos;
• Resistência à pressão do vento;
• Isolamento térmico e acústico;
• Resistência à infiltrações de água pluvial;
• Controle da migração de vapor de água e regulagem da condensação;
• Base ou substrato para revestimentos em geral;
• Segurança para usuários e ocupantes;
• Adequar e dividir ambientes.

1.2. Estrutura das alvenarias

Quanto à estruturação podemos dividir as alvenarias em grupos quanto à utilização e função, bem como sua estrutura adotada para absorver esforços e cargas previamente definidas em projetos, ou somente de vedação, distintas principalmente entre “Alvenarias auto-portantes” e “Alvenarias de vedação”.

• Alvenarias auto portante: são denomi- nadas por auto-portante as alvenarias desti- nadas a absorver as cargas das lajes e sobrecar- ga, sendo necessário para o seu dimensiona- mento à utilização da NBR 10837 e NBR 8798, observando que sua espessura nunca deverá ser inferior a 14,0 cm (espessura do bloco) e resistência à compressão mínima fbk ≥ 4,5 MPa.
• Alvenarias de vedação: são denomi- nadas de alvenaria de vedação as montagens de elementos destinados às separações de ambi- entes; são consideradas apenas de vedação por trabalhar no fechamento de áreas sob estru- turas, sendo necessário cuidados básicos para o seu dimensionamento e estabilidade.

1.3. Dimensionamento das alvenarias

Em função do avanço da tecnologia das estruturas de concreto e aço e o conseqüente aumento dos vãos entre pilares, torna-se indis- pensável o cuidado para projetar estas alve- narias, a identificação do tipo de estrutura e o dimensionamento da alvenaria para a vedação da estrutura, sendo as principais interferências descritas a seguir:

• Deformações imediatas devido à deformação da estrutura;
• Deformações em função da carga permanente;
• Deformação futura (aproximadamente 1000 dias, para estruturas de concreto);
• Variação da umidade e temperatura sobre a estrutura;
• Módulo de elasticidade real;
• Análise global das deformações (os valores previstos para flecha das estruturas geralmente interferem nas alvenarias).

Cabe à engenharia o perfeito dimensiona- mento destas estruturas e seus complementos (alvenarias, esquadrias, revestimentos, etc). Os engenheiros calculistas deverão apresentar com mais precisão os valores das flechas imediatas em qualquer região das lajes e consequente- mente em longo prazo, não apenas a momentos fletores e reação de apoio. Os limites de fissuração dos painéis de alvenaria de vedação, em função dos valores de flecha, mostram a possibilidade de problemas em números muito inferiores ao L/ (flecha admissível) adotado na NBR 6118, princi- palmente em lajes planas e protendidas.

O CSTC^1 (1980) estabelece como limite o valor correspondente a L/1000, para a defor- mação da estrutura suporte após a execução das alvenarias com abertura e L/500 para alve- narias sem aberturas.

O ACI^2 (1979), indica L/600 para defor- mação da estrutura suporte após a execução da alvenaria.

A POLI-USP^3 , indica em vários trabalhos os limites de L/1000 e L/2600 respectivamente

Principais conceitos na definição das alvenarias

Classificação quanto ao sistema de ligação alvenaria/estrutura:

• Sistema rígido – 4 ligações rígidas;
• Sistema semi-rígido – 3 ligações rígidas;
• Sistema deformável – 1 ligação rígida.

Classificação quanto ao tipo exposição:

• Interna revestida;
• Interna aparente;
• Externa revestida;
• Externa aparente;
• Especiais.

Classificação quanto ao tipo de elemento de vedação :

• Alvenaria (elementos unidos entre si na obra);
• Painéis;
• Chapas metálicas;
• Divisórias.

Classificação quanto ao tipo de bloco:

No Brasil são utilizados os mais diversos tipos de materiais para as alvenarias de vedação, com diferentes técnicas executivas e sob influência das culturas locais.

Os principais tipos de blocos utilizados estão listados a seguir:

• Bloco cerâmico vazado (tijolo furado);
• Bloco de concreto;
• Bloco de gesso;
• Tijolo cerâmico maciço (tijolo de barro);
• Bloco de concreto celular autoclavado;
• Tijolo de solo-cimento.

Nos próximos itens será feita uma breve caracterização dos elementos de vedação.

Blocos cerâmicos vazados (NBR 7171)

Estes blocos, cujas especificações estão estabelecidas na NBR-7171, são de emprego comum e técnica executiva de domínio público há muitos anos. Obtido a partir da queima de argilas, são facilmente encontrados em qualquer ponto do país, devido inclusive a facilidade de fabricação. Possuem variação volumétrica de valores considerados baixos ao absorver ou expelir água, além de baixa densidade e facilidade de manuseio, apresen- tando, ainda, custo competitivo. Algum incon- veniente é observado quanto ao item variação dimensional, por se tratar de corte artesanal e secagem com queima diferenciada. Atualmente, grande parte dos fabricantes busca certificações para melhoria do desempenho de seus produtos. Na maioria dos casos as alvenarias com blocos cerâmicos utilizam o bloco com furo na horizontal.

Características básicas:

Material: Bloco cerâmico vazado. Compatibilidade com estrutura metálica: Uso normal. Densidade média: 1300 kg/m^3 Técnica assentamento: Mão-de-obra convencional.

Principais conceitos na definição das alvenarias

Blocos de concreto (NBR 7173)

São obtidos por prensagem e vibração de concretos com consistência seca, dentro de for- mas de aço com dimensões regulares, devendo ser curados em ambiente com alta umidade por pelo menos 7 dias. Normalmente são assenta- dos na posição em que os furos estejam na ver- tical, contribuindo para que pequenas áreas de argamassa entrem em contato para a colagem entre os blocos. Utilizados há muitos anos para alvenaria autoportante e de vedação, deve-se evitar o uso quando se apresentarem ainda com umidade elevada, devido ao alto índice de retração e variação dimensional.

No Brasil existem bons fornecedores aten- dendo as especificações da ABNT, porém, é muito grande o número de fabricantes que negli- genciam sua fabricação, controle e qualidade. Apresentam densidade maior que o tijolo furado.

Características básicas:

Material: Bloco de concreto. Compatibilidade com estrutura metálica: Uso normal. Densidade média: 1800 kg/m^3 Técnica assentamento: Mão-de-obra treinada.

Blocos de gesso

Estes blocos destinam-se a vedações verti- cais internas. São de fácil manuseio, emprestando à obra precisão e permitindo diversas formas de acabamento. São blocos pré-moldados, de ges- sos especiais, fabricados por processo de moldagem. Existe um tipo de bloco específico para atender a cada tipo de vedação: os blocos azuis, HIDRÓFUGOS, são resistentes à água e devem ser utilizados em áreas úmidas (banheiros, cozinhas, lavabo); os blocos reforçados com fibra de vidro, GRC, são utilizados para áreas onde existe aglomeração de pessoas (restaurantes, cinemas, lojas, shopping), e os blocos de maior espessura, são recomendados para áreas de exigências especiais como corredores de edifí- cios comerciais, escolas e universidades, que exigem condições acústicas melhoradas.

Características básicas:

Material: Bloco de gesso. Compatibilidade com estrutura metálica: A utilização é possível desde que prevista interface de proteção. Densidade média: 1000 kg/m^3 Técnica assentamento: Mão-de-obra treinada.

1.5. Estabilidade das alvenarias para estruturas metálicas

A estabilidade das alvenarias de vedação, está correlacionada diretamente à segurança e durabilidade das edificações, devem resistir e transferir para a estrutura os esforços horizon- tais de vento e no caso de estrutura metálica podem funcionar como vedação.

O Brasil não dispõe de normas que defi- nam o comportamento das alvenarias de vedação. Assim, alguns parâmetros interna- cionais e experiências acumuladas serão sugeri- das e apresentadas como metodologia básica para o controle da estabilidade e durabilidade de alvenaria de vedação evitando muitas patologias como fissuras, infiltração, deslocamentos, etc.

Condições de estabilidade:

Limitações verticais - Índice de esbeltez ( λ ):

O índice de esbeltez (λ) é a razão entre altura efetiva da alvenaria (Hef) pela espessura do bloco (eb)

Altura efetiva (Hef) λ = Espessura do bloco (eb) Onde:

Hef = Altura efetiva da alvenaria entre as estruturas superiores e inferiores. No caso de bordo livre, utilizar H (^) ef = 2 x altura da base à borda.

eb = Espessura do bloco/elemento de montagem da alvenaria.

A referência para considerar a alvenaria estável é λ ≤ 27, para alvenarias externas e λ ≤ 30 em se tratando de alvenarias internas. Caso o valor de λ ultrapasse o limite recomendado, além da possibilidade de aumentar a espessura do bloco, poderá ser adotado o recurso de enrijecimento interno da alvenaria com cintas e pilaretes. É inter-

essante observar que a utilização da amar- ração dos blocos também contribui para o enrijecimento da alvenaria.

Em determinadas situações poderão ser previstos enrijecedores de espessura maior que a alvenaria, capazes de aumentar a espessura média do sistema.

Limitações nas dimensões das alvenarias

A restrição à adoção de painéis contínuos de grandes dimensões está diretamente ligada ao efeito térmico, à rigidez e à estabilidade da alvenaria. Em função do tipo de apoio pode-se apresentar as seguintes limitações:

• Alvenaria sistema rígido (fixação rígida em 4 bordas): Área útil da alvenaria ≤ 2000 x (espessura do bloco)^2
• Alvenaria sistema semi-rígido (fixação rígida em 3 bordas): Área útil da alvenaria ≤ 1500 x (espessura do bloco)^2
• Alvenaria deformável (fixação rígida na base): Altura máxima = 25 x espessura do bloco Comprimento máximo = 2 x altura da alvenaria
• Alvenaria bordo livre: Altura máxima = 12 x espessura do bloco eb Comprimento máximo ≤ 2 x altura da alvenaria

Nota: As limitações de comprimento e altura podem ser alteradas pela introdução de pilaretes armados embutidos na alvenaria.

Pilar metálico Alvenaria

Enrijecedores com espessuramaior que a alvenaria Pilarete

A tabela a seguir é uma referência para dimensões usuais de alvenarias:

Limitações no comprimento – Juntas de dilatação:

Em alvenarias sob ação do efeito térmico e com grandes comprimentos deverão ser previs- tas juntas de dilatação para combater as tensões diferenciais e garantir a integridade das alvenarias.

O dimensionamento destas juntas é feito levando em consideração os seguintes aspectos:

• Deformações estruturais;
• Materiais constituintes da alvenaria;
• Módulo de elasticidade da alvenaria;
• Diferencial térmico da região;
• Tipo de fixação da alvenaria;
• Dimensões dos painéis de alvenaria.

Uma referência para o dimensionamento é fornecida no quadro a seguir que apresenta valores médios para o comprimento máximo da alvenaria entre juntas de dilatação, em função do tipo de exposição e da espessura do bloco:

Notas:

• Estes valores são para alvenarias até 3,5 m de altura.
• Será necessário juntas em toda mudança de altura em painéis contínuos.

Estas juntas, também denominadas juntas de alívio ou controle, são necessariamente abertas, uti- lizando perfis metálicos, pilaretes ou outros recur- sos capazes de provocar a desconexão do pano.

1.6. Mecanismos de fissuras em alvenarias de vedação

Aparentemente as fissuras são as manifestações patológicas mais observadas ao longo de toda a história da engenharia. Estas patologias, além de provocar desconforto e receio quanto à estabilidade da edificação para o usuário, trazem o inconveniente da perda da estanquei- dade e a degradação ao longo do tempo.

As fissuras podem ser classificadas quan- to a sua origem em duas categorias:

• Internas: ocorrem por retração das arga- massas do próprio bloco e ação de tem- peratura e umidade.
• Externas: ocorrem, principalmente, por causas externas (choques, cargas suspen- sas, transferência de cargas pela estrutura).

Uma outra classificação possível diz respeito às fissuras estarem ou não estabi- lizadas, conforme o seguinte:

Principais conceitos na definição das alvenarias

Pilaretes duplos

Barras de transferência

Desconexão entre os pilaretes duplos Perfil metálico

Alvenaria

Alvenaria interna Alvenaria externa Espessura do bloco (m)

Altura máxima (m)

Comprimento máximo (m)

Altura máxima (m)

Comprimento máximo (m) 0,09 3,0 6,0 2,5 5, 0,14 5,0 10,0 3,5 7, 0,19 6,5 13,0 5,0 10, Fonte: Tecnologia das Edificações - IPT.

Comprimento máximo entre juntas de dilatação (m) Alvenaria interna Alvenaria externa

Espessura do elemento/ bloco (m)

0,09 8,0 6, 0,14 10,0 9, 0,19 12,0 10, 0,24 14,0 12,

Principais conceitos na definição das alvenarias

• Fixação da alvenaria no sistema rígido em vãos de grandes dimensões;
• Utilização de argamassas rígidas no assentamento dos blocos;
• Adoção de juntas horizontais entre os ele- mentos da alvenaria com pequena espes- sura;
• Ligação lateral com pilares insufi- cientes;
• Ineficiência ou inexistência de redutores de tensão (vergas e contra vergas);
• Ausência de juntas de dilatação nas alvenarias;
• Falta de projetos de alvenarias e revesti- mento adequados.

O quadro abaixo descreve os tipos de fissuras mais incidentes nas edificações:

A análise das deformações da estrutura e sua influência nas alvenarias e revestimentos estão sendo cada vez mais utilizadas para evi- tar o desenvolvimento das fissuras. A seguir é fornecida tabela com módulos de deformação para alguns tipos de paredes de alvenaria que juntamente com informações do material da

estrutura e dos dados de resistência à com- pressão do bloco e tração da argamassa são importantes para a utilização de modelos matemáticos que permitem um adequado dimensionamento das alvenarias de vedação.

Um exemplo de etapas de uma avaliação matemática, utilizando Método dos Elementos Finitos (MEF), em uma casa onde ocorreram fissuras nas alvenarias de uma edificação uni- familiar é mostrado abaixo.

Nestes estudos, a partir dos carregamen- tos existentes e efeitos térm i c o s a t u a n t e s , obtem-se os valores de tensões e deformações a que o elemento estará submetido, comparando estes resultados com as resistências dos materiais/ elementos.

Simulação matemática através de elementos finitos

Abertura da fissura (mm) Residencial^

Efeito na alvenaria e uso da edificação

Tratamento recomendado < 0, 0,1 a 0,

0,3 a 1

1 a 1,

1,

Insignificante Nenhum Nenhum Muito leve Nenhum Nenhum

Leve Apenas estética

Sistema de correção superficial c/ tela Leve e moderada Apenas estética

Sistema de cor- reção superficial c/ tela de reforço e mastique

Moderada Danos aos materiaiscomponentes

Análise do com- portamento das juntas e outros

Alvenaria de vedação Módulo de deformação(MPa) Fonte bibliográfica

Com blocos cerâmicos 1400 a 2500 ABCI Com blocos concreto 6800 a 9000 ABCI Com blocos Sílico-calcário 2700 a 4300 Franco (1987)

Projeto de alvenaria

Capítulo 2

Outras Informações

• Condições de implantação e orientação da edificação;
• Materiais e mão-de-obra disponíveis;
• Equipamentos;
• Planejamento global da obra;
• Prazos e custos;
• Condições ambientais, umidade do ar, temperatura, índice pluviométrico;
• Sons e ruídos.

2.2. Conteúdo do projeto para a produção da alvenaria

A partir das informações coletadas, o pro- jetista define o Projeto de Alvenaria que deve conter os seguintes itens:

• Especificação dos componentes da alvenaria (blocos, composição, dosagem da argamassa de assentamento e do micro concreto de enrijecedores);
• Locação da primeira fiada a partir do eixo de referência predefinido;
• Planta de primeira e segunda fiada com a distribuição dos componentes;
• Elevações das paredes identificando o posicionamento das instalações e das aberturas, bem como eventuais enrijece- dores existentes (cintas e pilaretes);
• Amarrações entre as fiadas;
• Definição dos sistemas de fixação da alve- naria na estrutura metálica adjacente (vigas e pilares), indicada em planta baixa;
• Necessidade de juntas de controle: posi- cionamento e dimensão;
• Definição quanto ao uso de vergas e

contravergas pré-fabricadas ou moldadas no local e o seu posicionamento;

• Definição quanto ao uso de shafts ou embutimentos de instalações ou de dutos de prumada;
• Definição dos prazos entre as etapas do processo executivo;
• Parâmetros de controle e tolerâncias de cada etapa. Cabe ressaltar que a existência do projeto para produção da alvenaria não torna necessariamente o processo racionalizado e não garante a integridade da alvenaria e a redução do desperdício. O treinamento e a qualificação da mão-de-obra aliada a um planejamento e controle das ativi- dades é de extrema importância.

2.3. Roteiro para elaboração do projeto de alvenaria

2.3.1. Avaliação da estabilidade:

A partir das particularidades da estrutura da edificação, suas deformações e dos materi- ais a serem utilizados, serão definidos requisi- tos quanto a estabilidade, tendo sempre como base as definições dadas no capítulo anterior. Segue abaixo o detalhamento de pilaretes e cintas.

Detalhe pilarete:

• Dimensões: 9 a 14 cm x 15 cm.
• Armação: 4 ∅ 6,3 mm e estribos para manter as barras nas posições adequadas.
• Material de preenchimento: concreto no traço 1 : 2 : 2 (cimento: areia : brita 0), em volume.

Detalhe genérico:

15 cm

9 a 14 cm

4 ∅ 6,3mm

• Esperas: deverão ser deixadas esperas para as armações do pilarete, conforme anota- do a seguir:
• Diâmetro da espera: 6,3 mm.
• Quantidade: 4 barras.
• Dimensões da espera: 30 cm + 6 cm (se necessário).
• Em caso de sistema deformável e semi- rígido, deverá ser observado um espaço de 2 ou 3 cm entre a viga de aço e os pilaretes, deixando-se barras de espera engraxadas.
• Para o caso do sistema rígido não é necessária a barra engraxada.

Detalhe Cinta:

• Dimensões: 9 ou 14 cm x 19 cm.
• Armação: 4 ∅ 6,3 mm e estribos para manter as barras nas posições adequadas.
• Material de preenchimento: concreto no traço 1 : 2 : 2 (cimento: areia : brita 0), em volume.

Detalhe genérico:

• Posição: serão adotadas cintas nas alve- narias nas seguintes posições:
• Cinta de coroamento no bordo livre das alvenarias.
• Cintas sob vãos de janelas (ver ele- vações dos painéis).
• Esperas: nas cintas ligadas a perfis metálicos deverão ser colocadas esperas, con- forme detalhes a seguir:
• Diâmetro da espera: 6,3 mm.
• Quantidade: 4 barras.
• Dimensões da espera: 40 cm.
• Detalhes:
• No caso de ligação deformável as bar- ras de espera devem ser engraxadas

Detalhe genérico :

2.3.2. Ligação da alvenaria com a estrutura metálica

O termo “Ligações” das alvenarias é conhecido na engenharia como todas as soluções adotadas para unir ou desunir as alvenarias no contato com a estrutura suporte.

Projeto de alvenaria

9 a 14 cm

19 cm

4 ∅ 6,3mm

Esperas (4 ∅ 6,3mm)

Perfil metálico Comprimento da espera

Cintas

Pilaretes