O COMPORTAMENTO DOS EDIFÍCIOS EM ALVENARIA ESTRUTURAL · NBR 16868-1/2020 “Alvenaria...

PCC 3504 Tópicos Especiais

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Departamento de Engenharia de Construção Civil

PCC - 3504 –Tópicos Especiais de Tecnologia e

Gestão de Obras de Edifícios

2o Semestre de 2020

Profs. Luiz Sergio Franco e Mercia Maria B. Barros

O COMPORTAMENTO DOS EDIFÍCIOS

EM ALVENARIA ESTRUTURAL

PRINCÍPIOS BÁSICOS DO

PROJETO ESTRUTURAL

GARANTIR A ESTABILIDADE DO EDIFÍCIO E DE SEUS ELEMENTOS

ESFORÇOS LATERAIS

EFEITOS LOCALIZADOS

RESISTÊNCIA ADEQUADA

TENSÕES

SOLICITANTES

SOBRE AS

PAREDES

COMO GARANTIR A RESISTÊNCIA

DOS ELEMENTOS ?

A PARTIR DAS

AÇÕES SOBRE

OS EDIFÍCIOS?

ANÁLISE

ESTRUTURAL

CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS PAREDES

SEÇÃO TRANSVERSAL

ESBELTEZ

EXCENTRICIDADES DOS CARREGAMENTOS

MATERIAIS ADEQUADOS

REFORÇOS

COMO GARANTIR A RESISTÊNCIA

DOS ELEMENTOS ?CONHECER A CAPACIDADE

RESISTENTE DOS ELEMENTOS

ETAPAS DO PROJETO

CONCEPÇÃO

• PAREDES ESTRUTURAIS

• PAREDES DE VEDAÇÃO

• MODULAÇÃO

ANÁLISE ESTRUTURAL

• ESFORÇOS VERTICAIS

• ESFORÇOS HORIZONTAIS

• ESTABILIDADE

DIMENSIONAMENTO

• SEÇÕES TRANSVERSAIS

• ESPECIFICAÇÕES: BLOCOS, GRAUTES, ARGAMASSAS

DETALHAMENTO:

PLANTAS, ELEVAÇÕES, DETALHES CONSTRUTIVOS

AÇÕES HORIZONTAIS SOBRE

O EDIFÍCIO

ESFORÇO DE VENTO

DESAPRUMO

EMPUXO DE TERRA OU ÁGUA

AÇÕES SÍSMICAS

TG13 - Alvenaria Estrutural

ESFORÇO

DE VENTO

VERTICAL

TENSÃO

DEVIDA

AO VENTO

TENSÃO DEVIDA

A CARGA VERT.

ESFORÇO

DE VENTO

VERTICAL

TENSÃO

DEVIDA

AO VENTO

TENSÃO DEVIDA

A CARGA VERT.

Alvenaria ARMADA x NÃO ARMADA

TENSÃO DEVIDA A

CARGA VERTICAL

TENSÃO DEVIDA

AO VENTO+

RESULTANTE (SÓ

COMPRESSÃ0)

Alvenaria ARMADA x NÃO ARMADA

TENSÃO DEVIDA A

CARGA VERTICAL

TENSÃO DEVIDA

AO VENTO+

RESULTANTE

(COMPRESSÃO E

TRAÇÃO

12 PCC 2515

Alvenaria Estrutural

ARMADURA EM EDIFÍCIOS BAIXOS

PROPORCIONAR RESISTÊNCIA AOS

SISMOS (origem norma americana)

PROVER RESISTÊNCIA À FLEXÃO (arrimos)

POSSIBILITAR A LIGAÇÃO DAS PAREDES

COM GRAMPOS

EMPREGAR PAREDES MAIS ESBELTAS

PREVENIR FISSURAS (???)

Pesquisas teórico-

experimentais,

desenvolvidas na

década de 60 e 70

B. P. SinhaA. W. HendryDezembro - 1970

AÇÕES HORIZONTAIS SOBRE O EDIFÍCIO

Análise de 5

modelos

diferentes para

carga horizontal

(Sinha):

Método dos “balanços

individuais”

Paredes são vigas

engastadas na base

Em todos os pavimentos a

deformação é igualada

através da laje (diafragma

rígido)

Método dos “balanços

individuais”

Paredes são vigas engastadas

na base

Em todos os pavimentos a

deformação é igualada através

da laje (diafragma rígido)

Simplicidade de utilização

Despreza toda a rigidez

proporcionada por lintéis e pela

rigidez das lajes

Pouca precisão para edifícios

muito altos (muito a favor da

segurança)

Deslocamentos (D)

iguais para todas

as paredes

Parcela de carga

horizontal de cada

parede

proporcional a sua

rigidez relativa (R)

RESULTA:

Método dos “pórtico equivalente”

Paredes são barras verticais

posicionadas em seu centro

de rigidez

lintéis são barras horizontais

ligando as paredes

Possibilidade de uso de programas

desenvolvidos para estrutura

reticulada

Dificuldade de obtenção dos

parâmetros elásticos das paredes

Paredes devem estar alinhadas

Pode ser usado com programas de

elementos finitos com o recurso de

“nó mestre” simulando a laje

(Modelos Matriciais)

Método dos “pórtico equivalente”

Paredes são barras verticais

posicionadas em seu centro

de rigidez

lintéis são barras horizontais

ligando as paredes

Método do “meio contínuo”

Paredes são engastadas na

As paredes são ligadas entre

si através de um “material

hipotético” com características

elásticas que simulam a

rigidez de lintéis e lajes

Método do “meio contínuo”

Paredes são engastadas na

As paredes são ligadas entre

si através de um “material

hipotético” com características

elásticas que simulam a

rigidez de lintéis e lajes

Modelo teórico de fomulação

matemática complexa. Por

exemplo para as duas paredes

da figura temos:

.. xTdx

..cosh.senh.

..senh14.

.2 22 xxx

..12....

xhxhhh

.cosh..

1cosh.senh.senh..

Modelo teórico de fomulação

matemática complexa. Por

exemplo para as duas paredes

da figura temos:

Difícil aplicação prática

Método dos Elementos Finitos

Paredes são discretizadas em

elementos planos (placa ou

casca) de pequenas

dimensões para as paredes e

elementos de barra para os

linteis

Modelos de grande precisão

Começam aparecer pacotes

específicos para a alvenaria

Necessidade de recursos

computacionais ainda grandes

Dificuldade na “Montagem dos

modelos” e interpretação dos

resultados

É O FUTURO

AÇÕES

HORIZONTAIS

SOBRE O EDIFÍCIO

AÇÕES HORIZONTAIS SOBRE O EDIFÍCIO - EXEMPLO

O EDIFÍCIO

ESFORÇOS DEVIDOS AO VENTO

NBR 6123 “Forças devidas ao vento em

Edificações”

ESFORÇOS DEVIDOS AO DESAPRUMO

NBR 16868-1/2020 “Alvenaria Estrutura”

Parte 1: Projeto

O EDIFÍCIO - VENTO

FATOR ESTATÍSTICO

FATOR DE RUGOSIDADE f(h)

FATOR TOPOGRÁFICO

PRESSÃO DE OBSTRUÇÃO

O EDIFÍCIO - DESAPRUMO

AÇÕES HORIZONTAIS - EXEMPLO

COMPRIMENTO EFETIVO DE FLANGES

bf = 6.t

AÇÕES HORIZONTAIS - EXEMPLO

Distribuição dos momentos entre

as paredes

PROJETO ESTRUTURAL

iTOTAL

iTOTALi RM

IMM ..

O EDIFÍCIO - EXEMPLO

0000,10073,00312,0.44389,0.2

0073,0306,0298,1.4044,18.2

0312,0306,0298,1.4044,18.2

4389,0306,0298,1.4044,18.2

044,18

PAV altura q DIRECAO Y

(m) (N/m2) A (m2) Ca Fix (kN) sum

(kN.m) A (m2) Ca Fiy (kN)

(kN.m)

7 21,60 706 42,09 1,02 30,3 30,3 40,9 27,38 0,88 17,0 17,0 23,0

6 18,90 683 42,09 1,02 37,8 68,1 173,8 27,38 0,88 25,0 42,0 102,6

5 16,20 657 42,09 1,02 36,7 104,9 407,4 27,38 0,88 24,3 66,3 248,8

4 13,50 628 42,09 1,02 35,5 140,3 738,3 27,38 0,88 23,6 89,9 459,7

3 10,80 594 42,09 1,02 34,0 174,3 1163,1 27,38 0,88 22,8 112,8 733,3

2 8,10 552 42,09 1,02 32,2 206,5 1677,2 27,38 0,88 21,8 134,6 1067,2

1 5,40 499 42,09 1,02 29,9 236,5 2275,3 27,38 0,88 20,5 155,1 1458,3

ter 2,70 420 42,09 1,02 26,5 263,0 2949,7 27,38 0,88 18,6 173,7 1902,3

TOTAL 263,0 TOTAL 173,7

DIRECAO X

ficaç