FURB_20_10_06 alvenaria estrutural

Alvenaria Estrutural 

Histórico



Concepção e modulação



Análise estrutural



Dimensionamentos



Apresentação de projetos Edifício Visconde de Mauá Construtora COMCASA – Joaçaba – SC


Histórico da alvenaria estrutural



Sistema construtivo muito tradicional e antigo



No início eram utilizados blocos de pedra e argila



Técnicas e métodos empíricos e/ou rudimentares



Estruturas muito robustas





Sistema construtivo muito tradicional e antigo



No início eram utilizados blocos de pedra e argila



Técnicas e métodos empíricos e/ou rudimentares



Estruturas muito robustas



Exemplos clássicos



Pirâmides do Egito – 2600 A.C – 147m de altura - 2,3 milhões de blocos com peso médio de 2500 kg



Exemplos clássicos 

Farol de Alexandria – 280 A.C – Mármore branco com 134m de altura – Destruído por um terremoto no século XIV.




Coliseo – Roma – 70 D.C – 50m de altura e 500m de diâmetro




Catedral de Reims – 1.300 D.C – Estrutura com grandes vãos em arco




Edifício Monadnock – Chicago – ano de 1891 – 16 pavimentos e 65m de altura. Paredes de base com 180cm de espessura




Hotel Excalibur – Las Vegas – Prédio mais alto construído em alvenaria estrutural – 28 pavimentos – Alvenaria armada com blocos de 28 MPa




Histórico da alvenaria estrutural Igrejas

Igreja Matriz Município de Garibaldi - RS

Alvenaria Estrutural  

Histórico da alvenaria estrutural Conventos / Mosteiros

Hotel Mosteiro São José Garibaldi - RS

Hotel Mosteiro São José Garibaldi - RS


Histórico da alvenaria estrutural Edificações antigas

Porão em estrutura de pedra Bento Gonçalves - RS

Restaurante - Caminhos de Pedra Bento Gonçalves - RS


Histórico da alvenaria estrutural Edificações antigas

Centro histórico Garibaldi - RS

Centro histórico Garibaldi - RS


Histórico da alvenaria estrutural Situação atual

Blocos de concreto

Edifício Royal Center Joaçaba - SC

Alvenaria Estrutural Pro jeto em Alvenaria Estrutural Projeto com blocos de concreto Eng. Civil Fernando Rafael Hollerweger Diretor Técnico INTERESTRUTURAS Tecnologia, Consultoria e Projetos de Estruturas ILHACON Construções e Incorporações Ltda.

(48) 3233-3947 / (48) 9925-9769 [email protected] Visite: www.interestruturas.com / www.ilhacon.com

Alvenaria Estrutural Objetivos 

Apresentar os requisitos mínimos exigíveis para um projeto estrutural de alvenaria estrutural de blocos de concreto



Apresentar sucintamente uma técnica de concepção, análise estrutural e dimensionamento de um edifício de alvenaria estrutural de blocos de concreto



Apresentar alguns exemplos de detalhamentos de projeto de alvenaria estrutural de blocos de concreto


Concepção e modulação



Análise estrutural



Dimensionamentos



Apresentação de projetos Edifício Visconde de Mauá Construtora COMCASA – Joaçaba – SC




Concepção e modulação Modulação com blocos de concreto Família de blocos de largura 14cm (+ especiais)

Bloco 14x19x39cm

Bloco 14x19x34cm

Bloco 14x19x54cm

Bloco 14x19x19cm


Concepção e modulação Modulação horizontal

Medidas em planta







Alvenaria Estrutural Concepção e modulação

 

Modulação horizontal

Blocos especiais Arranjos para modulação nas portas internas


Concepção e modulação Modulação horizontal Blocos especiais

Arranjo utilizando blocos de 45 graus


Concepção e modulação Modulação vertical


Concepção e modulação Exemplos Cantos

Amarração em T


Concepção e modulação Exemplos Janelas


Concepção e modulação Exemplos Portas


Concepção e modulação Exemplos Vergas e contra-vergas




Análise estrutural Conceito estrutural básico As cargas das lajes descarregam nos topos das paredes e as paredes conduzem as cargas para as fundações ou estruturas de transição Transmissão de ações através de tensões de compressão nas paredes estruturais Tensões de tração somente em pontos localizados




Análise estrutural Parâmetros a serem considerados para a adoção do sistema construtivo Altura da edificação (esbeltez) Arranjo arquitetônico (concepção) Tipo de uso (comercial, residencial ou industrial)




Análise estrutural Carregamentos verticais Peso próprio das paredes Lajes (cargas acidentais e permanentes) Paredes não-estruturais




Análise estrutural Carregamentos horizontais Vento – PRINCIPAL Contenções Carregamentos especiais

Alvenaria Estrutural Análise estrutural





Interação entre as paredes

A interação entre as paredes estruturais somente ocorre quando: 

Existe amarração entre as paredes



Existe vigas cintas sob a laje do pavimento



As lajes são maciças (diafragma rígido)


Análise estrutural Interação entre as paredes

Segundo a NBR 10.837, o espalhamento da carga se dá num ângulo de 45º


Análise estrutural Edifício exemplo – Pavimento TIPO (6X)


Análise estrutural Edifício exemplo – Definição dos grupos de paredes

Método dos grupos isolados de paredes Uniformização ?


Análise estrutural Rigidez dos lintéis


Análise estrutural Edifício exemplo – Reações das lajes


Análise estrutural Exemplo para o grupo 3

Dados para o grupo 3: Área=0,693 m² Carga total=578,64 kN Tensão média=834,98 kN/m² σ

=

P Total A

=

578,64 0,693

=

834,98kN / m

2

=

0,83MPa




Análise estrutural

Edifício exemplo – Resumo das cargas verticais


Análise estrutural Análise das ações horizontais Vento – NBR 6123:1988 Distribuição conforme geometria e rigidez de cada grupo Rigidez – função da seção da base do grupo de paredes e do módulo de elasticidade da alvenaria


Análise estrutural Planilha de ações devidas ao vento




Análise estrutural Representação gráfica das ações devidas ao vento


Análise estrutural Análise das ações horizontais Edifícios com simetria em planta


Análise estrutural Análise das ações horizontais Translação e flexão no próprio plano das paredes


Análise estrutural Análise das ações horizontais Edifícios sem simetria em planta


Análise estrutural Análise das ações horizontais Translação e flexão no próprio plano das paredes


Análise estrutural Análise das ações horizontais Rotação em torno do Centro de Torção


Análise estrutural Análise das ações horizontais – CONTRAVENTAMENTO EM X


Análise estrutural Análise das ações horizontais – CONTRAVENTAMENTO EM Y


Análise estrutural Exemplo – P3Y

Dados da parede: Y1=1,50m Y2=1,01m I=1,323m4 M=124,13 kN.m V=12,25 kN





σ f 1 =

σ f 2 =

( M × y1) I

( M × y 2) I

(124,13 × 1,50)

=

1,323

=

(124,13 × 1,01) 1,323

= 140,74kN / m 2 =

=

94,76kN / m 2

=

0,14MPa

0,095MPa




Análise estrutural Parâmetros de resistência Estabilidade global da edificação Classificação da estrutura de contraventamento em deslocável e indeslocável, pelo CEB-FIP Model Code (1990) Acréscimos nos deslocamentos de segunda ordem

< 10% Indeslocável – Efeitos de segunda ordem desprezíveis Acréscimos nos deslocamentos de segunda ordem

>10% Deslocável – Efeitos de segunda ordem consideráveis


Análise estrutural Parâmetros de resistência

Avaliação dos acréscimos de segunda ordem Sempre são processos iterativos Processo rigoroso – demorado e trabalhoso Processamento repetidamente dos pórticos espaciais

Processo P-delta – simplificado e de resultado satisfatório Aplicação de carregamentos horizontais equivalentes em cada iteração



Avaliação do parâmetro Procedimento simplificado para análise preliminar Onde temos:

α

= H ×

P EI

: Parâmetro de instabilidade H : Altura total do edifício P : Peso total da edificação EI : Rigidez à flexão do sistema de contraventamento


 

Parâmetros de resistência

Avaliação do parâmetro Para o edifício exemplo temos: E alv = 800 × f p = 800 × 5 = 4.000 N / mm 2 = 4.000.000kN / m 2

P = 11.290kN

α

= 18,20 ×

∑ I =

56,961m 4

11.290 56,931× 4.000.000

=

0,128

H = 18,20m



Avaliação do parâmetro



Características geométricas – Definição de pilar e parede

r =

r =

Comp

99

=

14

Esp

=

L t

7,07 > 5 = parede



Características geométricas – Definição de pilar e parede r =

r =

Comp

59 14

Esp

=

=

L t

4,21 < 5 = pilar



Características geométricas – Espessura efetiva

t ef = δ × t



Características geométricas – Espessura efetiva


Análise estrutural Parâmetros de resistência Características geométricas – Altura efetiva Parâmetro relacionado a esbeltez (flambagem)

Travamento na base e no topo Extremidade superior livre

hef=h hef=2xh



Índices máximos de esbeltez – NBR10.837

λ

=

hef t ef



Comprimento (ou largura?) efetivo de abas em painéis de contraventamento

 2 × b ≤ h  .......e......( b ≤ 6 × t )   f f 6   Para o caso de seção em T ou I

 b ≤  f 

 .......e......( b ≤ 6 × t )  f 16  h

Para o caso de seção em L ou C


Análise estrutural Verificações e dimensionamentos


 

Verificações e dimensionamentos

Fator de redução da resistência associado a esbeltez: 3

β

h  = 1 −    × 40 t  

3

β

280  = 1 −    = 1 − × 40 14  

0,125 = 0,875

Fator de eficiência (FE): FE =

f p f bk

f p

= FE ×

f bk

f bk =

f p FE



Casos de compressão pura (simples):

f p

σ c

=

f bk

0,20 × β

=

f p FE

Substituindo o parâmetro f bk

=

σ c

  h  3   × FE 0,20 ×  1 −     40 × t    

f bk =

σ c 0,20 × β × FE



Casos de ações combinadas (maioria dos casos): σ c 0,20 × f p × β

+

σ fmáx 0,30 × f p

≤ 1,33

Substituindo o parâmetro f bk =

 σ c f p =   0,20 ×

β

e fp por fbk

σ c

  h  3   × FE 0,267 ×  1 −     40 × t    

+

σ fmáx 0,40 × FE

+

σ fmáx  1

  0,30  1,33

f bk

=

f p FE



Para o exemplo da parede P3Y: f bk =

f bk =

σ c

  h  0,267 ×  1 −    40 × t   

3

  × FE  

+

0,835

  280  0,267 ×  1 −    40 × 14   

3

  × 0,85  

σ fmáx 0,40 × FE

+

0,14 0,40 × 0,85

=

4,64 MPa



Verificação de tração nas bases das paredes:

σ fmáx − 0,75 × σ c

≤

0,10 MPa

A expressão sugerida limita as cargas permanentes em 75% do total Podem ser calculadas porcentagens diferentes Estudos apontam para edifícios residenciais parcelas entre 80 e 85% Verificação da tensão de cisalhamento:

τ máx

=

V A P

≤

0,15MPa



Verificação de tração parede P3Y

0,14 − 0,75 × 0,835 =

− 0,49MPa <

0,10 MPa − ok

Verificação da tensão de cisalhamento:

τ máx

=

12,25 0,463

=

26,46kN / m 2

=

0,026 MPa < 0,15MPa − ok



Resultados do sistema de contraventamento em X:



Resultados do sistema de contraventamento em Y:


Análise estrutural

Análise por elementos finitos (tensão na direção Y)


Análise estrutural

Análise por elementos finitos (deformações verticais)


Análise estrutural Coxins Absorver e redistribuir cargas concentradas Exemplos: Vigas de concreto armado Tesouras de madeira


Análise estrutural Coxins - exemplo


Análise estrutural Coxins - exemplo


Detalhamentos e apresentação dos projetos Modulações:

Modulações a partir do projeto arquitetônico. Arquitetura contemplando a modulação = agilidade e economia Modulações apresentadas em plantas – 1ª / 2ª e 6ª fiadas Modulação com blocos chave – locação no pavimento




Detalhamentos e apresentação dos projetos Paginações

Elevações de todas as paredes estruturais Coordenação com todas as instalações Indicação de detalhes difíceis de apresentar em planta




Detalhamentos e apresentação dos projetos Especificações

Materiais – blocos, argamassa, graute e aço Legendas – fácil identificação das unidades Cores – facilita a leitura e interpretação dos projetos em obra


Detalhamentos e apresentação dos projetos Prescrições da NBR10.837

4.1.1. Memória de cálculo 4.1.2. Desenhos 4.1.2.1. Planta de primeira fiada, elevação de todas as paredes resistentes contendo a localização de armaduras, grauteamentos, detalhes das amarracões das paredes, aberturas para passagem de canalizações e detalhes do projeto arquitetônico. 4.1.2.2 Especificação dos materiais e componentes de acordo com a NBR 8799, além da relação das quantidades dos componentes utilizados.


Detalhamentos e apresentação dos projetos Prescrições da NBR10.837 4.1.2.3. Resistências características dos blocos, dos prismas, do graute, da argamassa de assentamento, bem como as características do aço a ser empregado. 4.1.2.4. Citação dos itens da NBR 8799 relativos a utilização dos materiais. Devem também conter informações relativas a outros componentes ou materiais utilizados, bem coma suas ligações com a alvenaria. Devem estar claramente assinaladas todas as juntas construtivas e, quando for o caso, as juntas de dilatação. Devem conter os valores assumidos no projeto para as sobrecargas fixas e as sobrecargas de utilização. Devem conter a sequência de execução quando esta influenciar na estabilidade ou resistência da obra, e as ações parciais e totais a que a estrutura estiver sujeita.


Detalhamentos e apresentação dos projetos 

Modulações – plantas de modulação


Detalhamentos e apresentação dos projetos Modulações em planta


Detalhamentos e apresentação dos projetos Planta de locação com cotas acumuladas


Detalhamentos e apresentação dos projetos Planta de locação com cotas acumuladas


Detalhamentos e apresentação dos projetos Modulações – paginações








Cuidados com o pavimento de cobertura Juntas de dilatação verticais nas lajes


Cuidados com o pavimento de cobertura Juntas de dilatação – paredes do perímetro externo


Cuidados com o pavimento de cobertura Juntas de dilatação – paredes internas




Cuidados com o pavimento de cobertura

Detalhe da junta de dilatação


Cuidados com o pavimento de cobertura Canaleta de respaldo complementar


Projetos desenvolvidos Residencial Villa Romana Concórdia – SC 7 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=9,00MPa e 6,00MPa 52 apartamentos Mais de 6.000 m² de área construída 5 salas comerciais Garagens no subsolo e térreo PILLARES Projetos e Const. Ltda. www.pillares.com.br


Projetos desenvolvidos Residencial Belvedere Florianópolis – SC 5 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=6,00MPa 4 edifícios com 22 apartamentos Mais de 10.000 m² de área construída Garagens no subsolo e térreo PILLARES Projetos e Const. Ltda. www.pillares.com.br


Projetos desenvolvidos Edifício Visconde de Mauá Joaçaba – SC 5 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=6,00MPa 20 apartamentos 2 Salas comerciais Mais de 2.000 m² de área construída Garagens no subsolo e térreo COMCASA Comércio e Const. Civil Ltda. www.comcasa.com.br


Projetos desenvolvidos Edifício Colina do Sol Joaçaba – SC 5 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=6,00MPa 15 apartamentos Quase 2.000 m² de área construída Garagens no subsolo e térreo COMCASA Comércio e Const. Civil Ltda. www.comcasa.com.br


Projetos desenvolvidos Residencial Petrópolis Passo Fundo – RS 4 pavimentos Blocos com fbk=6,00MPa 96 apartamentos (6 blocos) Aprox. 5.000 m² de área construída Sistema PAR – Caixa Econômica PROJETEC Construções Ltda. www.projetec.net


Projetos desenvolvidos Residencial Vila Paraíso Chapecó – SC 4 pavimentos Blocos com fbk=6,00MPa 144 apartamentos (9 blocos) Aprox. 7.000 m² de área construída Sistema PAR – Caixa Econômica PROJETEC Construções Ltda. www.projetec.net


Projetos desenvolvidos Itá Thermas Hotel Itá – SC 4 pavimentos Blocos com fbk=6,00MPa 135 apartamentos Aprox. 7.200 m² de área construída Empreendimento Turístico PILLARES Projetos e Const. Ltda. www.pillares.com.br


Projetos desenvolvidos Residencial Flor da Serra

Joaçaba – SC 6 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=6,00MPa 24 apartamentos Aprox. 2.300 m² de área construída Garagens no subsolo COMCASA Comércio e Const. Civil Ltda. www.comcasa.com.br


Projetos desenvolvidos Residencial Duque de Caxias Joaçaba – SC Em fase de acabamento 6 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=6,00MPa 24 apartamentos Aprox. 2.800 m² de área construída Garagens no subsolo COMCASA Comércio e Const. Civil Ltda. www.comcasa.com.br


Projetos desenvolvidos Edifício Porto do Sol Chapecó - SC Em fase de acabamento 4 pavimentos (estrutura de transição) Blocos com fbk=6,00MPa 32 apartamentos (2 blocos) Aprox. 3.000 m² de área construída Garagens no subsolo Incorporadora Santa Maria Ltda. www.stmaria.com.br


Projetos desenvolvidos Edifício Bella Vita Chapecó - SC 8 pavimentos (estrut. de transição mista) Blocos de 9MPa e 6MPa Em fase de acabamento 32 apartamentos Aprox. 3.300 m² de área construída Salão de festas no térreo Localização nobre em Chapecó Incorporadora Santa Maria Ltda. www.stmaria.com.br


Projetos desenvolvidos Edifício Royal Center

Joaçaba – SC Em fase de acabamento 7 pavimentos – Alvenaria estrutural Blocos de 9MPa e 6MPa 3 pavimentos – Estrutura de conncreto 21 apartamentos Sala comercial e salão de festas Aprox. 3.000 m² de área construída Garagens em 2 subsolos Comcasa Comércio e Const. Civil Ltda. www.comcasa.com.br


Projetos desenvolvidos Residencial Di Fiori Joaçaba – SC Em fase de acabamento 6 pavimentos (estrutura de transição) Blocos de 6MPa 22 apartamentos Salão de festas no subsolo Aprox. 2.300 m² de área construída Garagens no subsolo Comcasa Comércio e Const. Civil Ltda. www.comcasa.com.br

FURB_20_10_06 alvenaria estrutural

Recommend Documents