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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND PROJETO ESTRUTURAL PROJETO ESTRUTURAL Marcio A. Ramalho Marcio A. Ramalho

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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND

PROJETO ESTRUTURALPROJETO ESTRUTURAL

Marcio A. RamalhoMarcio A. Ramalho

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Parâmetros para o Dimensionamento

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Tensões Admissíveis e Estados Limites

Segurança: capacidade de suportar ações previstas garantida a funcionalidade

• Coeficiente externo• Apenas serviço x ruptura• Adequado para comportamento linear

Tensões admissíveis:

S R / i S : máxima tensão atuantei : coeficiente de segurança interno

R : tensão de ruptura ou de escoamento do material

Críticas mais freqüentes :

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• Valores característicos escolhidos para que 95% das resistências sejam > Rk e 95% das ações sejam < Sk.

• NBR 10837, ACI 530 – Tensões admissíveis• BS 5628 – Estados limites

Estados limites:

Rd – Sd 0

Rd = Rk / m : resistência de cálculoSd = S( f Fk) : solicitação de cálculom e f : coeficientes de ponderação

Rk e Fk : valores característicos de resistência e ação

E.L.U. : esgotamento da capacidade portanteE.L.S. : exigências funcionais ou de durabilidade

Observações importantes:

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Resistência à compressão da alvenaria

É o parâmetro mais importante !

Influência dos Componentes na Resistência à Compressão

= fpar /fb

: eficiênciafpar : resistência da parede

fb : resistência do bloco

Unidade (bloco ou tijolo)

Valores de eficiência parede/bloco

Bloco Valor mínimo Valor máximo Concreto 0,40 0,60 Cerâmico 0,20 0,50

É o componente que mais influencia a resistência !

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• Espessura da junta horizontal (NBR 10837: t = 1cm)• Resistência à compressão: entre 50% e 100% de fb

• Comportamento mais complexo: materiais distintos• Ensaios preliminares (10 MPa) indicam mesma regra

para a resistência.

Argamassa

Detalhes importantes

Graute

Blocos de Concreto

• Regra simples: fazer o mesmo material do bloco• Resistência no mínimo igual à do material do bloco• NBR 10837 : fg 2 fb

Blocos Cerâmicos

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• Reduzida contribuição na compressão

• Utilização pouco adequada para aumentar a resistência

• Bastante adequada para aumentar: • ductilidade• limite de esbeltez• módulo de defomação

Armaduras

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Avaliação da Resistência à Compressão das Paredes

Estimativa através de prismas

• Procedimento prático, econômico e seguro• Devem ser mantidos materiais e mão de obra• Adotado pela NBR 10837 e permitido pelo ACI 530

NBR 10837:

“As tensões admissíveis para a alvenaria não-armada e para a alvenaria armada devem ser baseadas na resistência dos prismas (fp) aos 28 dias ou na idade na qual a estrutura estásubmetida ao carregamento total. Nas plantas submetidas àaprovação ou usadas na obra, deve constar claramente a resistência (fp) na idade em que todas as partes das estruturas foram projetadas”.

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Observações importantes:

• Resistência parede/prisma é quase constante: 0,7• NBR 8215 Prismas de Blocos Vazados de Concreto

Simples para Alvenaria Estrutural - Preparo e Ensaio à Compressão

= fp/fb

fp : resist. da paredefb : resist. do bloco

Concreto : de 0,5 a 0,9Cerâmico: de 0,2 a 0,5

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Estimativa através dos componentes

• Principal procedimento adotado pela BS 5628• Também utilizado pelo ACI 530.1 Specifications for

Masonry Structures

BS 5628 – Resistência da alvenaria para blocos vazados com relação altura/largura entre 2,0 e 4,0 (*1N/mm2 = 1 MPa)

Resistência à compressão dos blocos (N/mm2)* Tipo da Argamassa

2,8 3,5 5 7 10 15 20 35 (i) 2,8 3,5 5 5,7 6,1 6,8 7,5 11,4 (ii) 2,8 3,5 5 5,5 5,7 6,1 6,5 9,4 (iii) 2,8 3,5 5 5,4 5,5 5,7 5,9 8,5 (iv) 2,8 3,5 4,4 4,8 4,9 5,1 5,3 7,3

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ACI 530.1 – Resistência da alvenaria para blocos concreto (145,45 psi = 1 MPa)

Resistência à compressão na área líquida das unidades de concreto (psi)*

Argamassa tipo M ou S

Argamassa tipo N Resistência à

compressão da alvenaria na área líquida

(psi)* 1250 1300 1000 1900 2150 1500 2800 3050 2000 3750 4050 2500 4800 5250 3000

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Características geométricas para elementos de alvenaria

Definição de parede e pilar

parede: c > 5 e pilar: c 5 e

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Espessura Efetiva

Espessura efetiva mínima

• NBR 10837 : 14 cm

• ACI 530 (dimensionamento empírico)• 1 pavimento: 15 cm• mais de 1 pavimento: 20 cm

Utilizar limites com bom senso !

É igual à espessura real da parede, sem a consideração dos revestimentos ( tef = tpa).

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tef = tpa

: coeficiente de multiplicaçãotpa : espessura real da paredetef : espessura efetiva

Aumento da espessura efetiva pela presença de enrijecedores

Le / te

te / tpa = 1

te / tpa = 2

te / tpa = 3

6 1,0 1,4 2,0 8 1,0 1,3 1,7

10 1,0 1,2 1,4 15 1,0 1,1 1,2 20 1,0 1,0 1,0

Coeficiente - permite-se interpolação de valores

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Altura Efetiva

NBR 10837, ACI 530, DIN 1053

• hef = h : travamento na base e no topo

• hef = 2h : parede livre no topo

BS 5628

• hef = 0,75 h : travamento “reforçado” na base e no topo (Exemplo: laje de concreto moldado no local )

• hef = h : travamento “simples” na base e no topo (Exemplo: pavimentos de madeira)

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= hef / tef

: esbeltezhef : altura efetivatef : espessura efetiva

BS 5628 max = 27 ( exceto t < 90 mm e mais de 2 andares )

Esbeltez

NBR 10837 : valores máximos para esbeltez

Tipo de Alvenaria

Elemento Esbeltez Paredes 20 Pilares 20 Não armada Pilares isolados 15

Armada Paredes e pilares 30 Não estrutural Paredes 36

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NBR 10837

• 2 bf h / 6 e bf 6 t : para o caso de seção em T ou I• bf h / 16 e bf 6 t : para o caso de seção em L ou C

ACI 530 : bf 6 t

Comprimento efetivo de abas em painéis

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Trechos rígidos para lintéis

• Não existem recomendações especificas para alvenaria

• Procedimento pode ser adaptado do CEB-FIP MC 90

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Parâmetros de resistência para a alvenaria

NBR 10837

• Tensões admissíveis• Adaptação do ACI 531• Tensões referidas à área bruta

ACI 530

• Tensões admissíveis• Tensões referidas à área líquida

BS 5628

• Método dos estados limites• Tensões referidas à área bruta

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Parâmetros da NBR 10837

fa , fp e fpar : resistências da argamassa, prisma e parede

R = 1-[h/(40t)]3 : fator de redução da resistência

Tensões admissíveis para alvenaria não armada ( NBR 10837 )

Tensão admissível (MPa) Tipo de solicitação

12,0 fa 17,0 5,0 fa 12,0

Parede 0,20 fp R ou 0,286

fpar R 0,20 fp R ou 0,286 fpar

R Compres-

são Simples Pilar 0,18 fp R 0,18 fp R Compressão na

flexão 0,30 fp 0,30 fp

Normal à fiada

0,15 (bloco vazado)

0,25 (bloco maciço)

0,10 (bloco vazado) 0,15 (bloco maciço)

Ten

sões

no

rmai

s

Tração na flexão

Paralela à fiada

0,30 (bloco vazado)

0,55 (bloco maciço)

0,20 (bloco vazado) 0,40 (bloco maciço)

Cisalhamento 0,25 0,15

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Tipo de solicitação Tensão admissível

(MPa)

Valor máximo

(MPa)

Parede 0,225 fp R Compressão

simples Pilar (0,20 fp + 0,30 fs,c) R 0,33 fp 6,2

Compressão na flexão 0,33 fp 6,2 Ten

sões

n

orm

ais

Tração na flexão - -

Vigas 0,09 pf 0,35

Se M

V d⋅≥ 1 0,07 pf 0,25 Peças fletidas

sem armadura

Pila

res

par

ede

Se M

V d⋅< 1 0,17 pf 0,35

Vigas 0,25 pf 1,00

Se M

V d⋅≥ 1 0,12 pf 0,50 C

isal

ham

ento

Peças fletidas

com armadura

para todas as

tensões de

cisalhamento

Pila

res

par

ede

Se M

V d⋅< 1 0,17 pf 0,80

Tensões admissíveis para alvenaria armada (NBR 10837)

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Em toda a espessura da parede 0,250 fp

Em 1/3 da espessura (mínimo) 0,375 fp

T

ensã

o d

e C

on

tato

Entre os limites acima Interpolar os valores anteriores

u x'

x' ≥ 1/3 t ou x' ≥ 50 mm

x'

1/3 t ≤ x' ≤ t

Tensões admissíveis para cargas em pequenas áreas (NBR 10837)

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Tensões admissíveis no aço ( NBR 10837 )

Solicita-ção

Armadura Tensão Admissível

(MPa) Barras com mossas, fyd 412 MPa e

32 mm 165

Barras colocadas na argamassa de assentamento

0,50 fyd 206

Tração

Outras armaduras 137 Armaduras de pilares 0,40 fyd 165 Compres-

são Armaduras em paredes 62

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Parâmetros elásticos para a alvenaria

Módulo de deformação longitudinal e transversal

Ealv = fp

Bloco Módulo de deformação

Ealv (MPa) Valor máximo (MPa)

Longitudinal 800 fp 16.000 Concreto Transversal 400 fp 6.000 Longitudinal 600 fp 12.000 Cerâmico Transversal 300 fp 4.500

Valores Recomendados

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