Baixe alvenaria estrutura l-TCC e outras Teses (TCC) em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! ALVENARIA ESTRUTURAL CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES ALVENARIA ESTRUTURAL Apresentação do trabalho de conclusão de curso como requisito parcial para obtenção de diploma em técnico em edificações. Orientador (a): Prof. FOLHA DE APROVAÇÃO Aluno: Título do trabalho: alvenaria Estrutural AVALIAÇÃO NOTA FINAL: _____ AVALIADO POR ______________________________ Assinatura METODOLOGIA Este trabalho é baseado em levantamento fotográfico, registro de documentos e sites que possuem informações sobre alvenaria estrutural. SUMÁRIO Introdução 9 Objetivo........................................................................................................................9 Justificativa...................................................................................................................9 Capitulo I Alvenaria estrutural 10 1.1.Breve histórico......................................................................................................10 1.2.Alvenaria estrutural X alvenaria convencional......................................................12 Capitulo II- Materiais 13 2.1.Blocos de concreto e cerâmicos..........................................................................13 2.2.Argamassa..........................................................................................................15 2.3.Graute..................................................................................................................19 Capitulo III- Patologias na Alvenaria Estrutural 20 3.1.Fissura.................................................................................................................20 3.2.Infiltrações...........................................................................................................22 Capitulo IIII- Projeto arquitetônico 22 4.1.Fundamentos do projeto arquitetônico................................................................23 4.2.Simetria...............................................................................................................23 4.3.Modulação...........................................................................................................24 4.4.Paginação............................................................................................................26 4.5.Projeto elétrico.....................................................................................................27 4.6.Projeto estrutural.................................................................................................27 4.7.Projeto executivo.................................................................................................28 Capitulo IIIII- Comparativo de custos 30 Conclusão 33 Bibliografia 34 Lista de figuras e tabelas Figura 1- Igreja de Notre Dame..................................................................................10 Figura 2- Muralha da China........................................................................................11 Figura 3- Blocos de concreto......................................................................................15 Figura 4- Blocos cerâmicos........................................................................................15 Figura 5- Teste de aderência da argamassa..............................................................18 Figura 6- Fissura interna em bloco cerâmico.............................................................21 Figura 7- Fissura externa em bloco cerâmico............................................................21 Figura 8-Corte para passagem de tubulações na alvenaria......................................21 Figura 9- Primeira e segunda fiada............................................................................24 Figura 10- Shafts........................................................................................................25 Figura 11- Projeto hidráulico......................................................................................27 Tabela 1- Comparativo de custos de alvenaria..........................................................31 Tabela 2- Comparativo de custos de revestimento....................................................31 Tabela 3- Comparativo de custos de concreto armado..............................................32 Tabela 4- Comparativo de custos total.......................................................................32 10 evitá-las e a necessidade de treinar e acompanhar a mão de obra durante a execução. CAPÍTULO I A ALVENARIA ESTRUTURAL 1.1. Breve histórico A alvenaria é um sistema construtivo que utiliza peças industrializadas de dimensões e peso que as fazem manuseáveis, ligadas por argamassa, tornando o conjunto monolítico. Estas peças industrializadas Figura 1- igreja de Notre Dame 11 normalmente são moldadas em cerâmica, concreto e sílico-calcáreo. Ao contrário do que se pensa, alvenaria estrutural é um sistema construtivo tradicional, utilizado há milhões de anos. Inicialmente eram utilizados blocos de rocha como elementos de alvenaria, mas a partir do ano 4.000 a.C. a argila passou a ser trabalhada possibilitando a produção de tijolos. O sistema construtivo desenvolveu-se inicialmente através do simples empilhamento de unidades, tijolos ou blocos. Os vãos eram executados com peças auxiliares, como vigas de madeira ou pedra. Ao passar do tempo, foi descoberta uma alternativa para a execução dos vãos: os arcos. Estes seriam obtidos através do arranjo entre as unidades. Assim foram executadas pontes e outras obras de grande beleza, obtendo maior qualidade à alvenaria estrutural. Um exemplo disso é a parte superior da igreja de Notre Dame, em Paris. Ao longo dos séculos obras importantes foram executadas em alvenaria estrutural, como exemplo a Muralha da China, construção iniciada no ano de 220 a.C com término no século XV, durante a Dinastia Ming. Até o final do século XIX a alvenaria predominou como material estrutural, porém devido à falta de estudos e de pesquisas na área, não se tinha conhecimento de técnicas de racionalização. As teorias de cálculos eram feitas de forma empírica, com isso não se tinha plena garantia da Figura 2- muralha da china 12 segurança da estrutura, forçando um superdimensionamento das mesmas. Em 1950 surgiram códigos de obras e normas com procedimentos de cálculo na Europa e América do Norte, acarretando em um crescimento marcante da alvenaria estrutural em todo mundo. No Brasil em 1966 foram construídos os primeiros prédios em alvenaria estrutural, com 4 pavimentos em alvenaria armada de blocos de concreto, no Conjunto Habitacional “Central Parque da Lapa”. É estimado que no Brasil, entre 1964 e 1966, tenham sido executados mais de dois milhões de unidades habitacionais em alvenaria estrutural. A alvenaria estrutural atingiu o auge no Brasil na década de 80, disseminada com a construção dos conjuntos habitacionais, onde ficou tida como um sistema para baixa renda. Devido ao seu grande potencial de redução de custos diversas construtoras e produtoras de blocos investiram nessa tecnologia para torná-la mais vantajosa. A inexperiência por parte dos profissionais dificultou sua aplicação com vantagens e causou várias patologias nesse tipo de edificação, fazendo com que o processo da alvenaria estrutural desacelerasse novamente. Apesar disso, as vantagens econômicas proporcionadas pela alvenaria estrutural em relação ao sistema construtivo convencional incentivaram algumas construtoras a continuarem no sistema e buscarem soluções para os problemas patológicos observados. 1.2 . Alvenaria estrutural x alvenaria convencional Neste item será feita uma breve comparação destes dois métodos construtivos mostrando algumas características de cada um, suas vantagens e desvantagens. Alvenaria Convencional A alvenaria convencional consiste na utilização dos blocos apenas com o intuito de vedação das paredes da construção, e responsabilidade de suportar as cargas atuantes são dos pilares e vigas. Alvenaria Estrutural Há dois tipos de alvenaria estrutural: não armada e armada. A primeira emprega como estrutura-suporte paredes de alvenaria sem armação. Os reforços metálicos são colocados apenas em cintas, vergas, contravergas, na amarração 15 NBR 14321 – Paredes de Alvenaria Estrutural – Determinação da resistência ao cisalhamento NBR 14322 – Paredes de Alvenaria Estrutural – Verificação da resistência à flexão simples ou à flexo-compressão. NBR 10837:89 – Cálculo de alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto NBR 8798:85 – Execução e controle de obras em alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto Blocos de concreto A resistência dos blocos de concreto usados na alvenaria estrutural varia muito, porem a resistência mínima admitida a um bloco estrutural é de 3Mpa, conforme estabelecido em norma. As medidas de largura, altura e comprimento também estão estabelecidas em norma, e são muito variadas, citamos alguns exemplos a seguir: Figura 3- blocos de concreto Blocos cerâmicos Quanto aos blocos cerâmicos, segue se os mesmos princípios de resistência adotado aos blocos de concreto, porem as dimensões de comprimento variam, citamos alguns exemplos a seguir: 16 Figura 4- blocos cerâmicos 2.2. Argamassas A argamassa de assentamento é o elemento de ligação entre as unidades de alvenaria, normalmente constituída de cimento, areia e cal. Cabe salientar que não é correto utilizar os procedimentos de produção de concreto para produzir argamassas de boa qualidade, pois no concreto o objetivo final é obter maior resistência à compressão, enquanto na argamassa os objetivos são os seguintes: Solidarizar as unidades transferindo as tensões de maneira uniforme entre as unidades; Distribuir uniformemente as cargas atuantes na parede; Absorver pequenas deformações que a alvenaria está sujeita; Compensar as irregularidades dimensionais das unidades de alvenaria; Selar as juntas contra a entrada de água e vento nas edificações Materiais constituintes das argamassas: Cimento São utilizados cimentos Portland Comum (CP-I), Composto (CP-II) e Alta Resistência Inicial (CP- V). Podem ser utilizados ainda outros tipos de cimento, como o Cimento Portland Pozolânico (CP- IV) e Alto-Forno (CP-III). Tem a função de propiciar resistência às argamassas, aumentar a aderência, colaborar em sua trabalhabilidade e retenção de água. Quando utilizado cimento em 17 excesso, se aumenta muito a contração da argamassa, prejudicando a durabilidade da aderência, devido ao fato de quanto maior a quantidade de cimento maior o calor de hidratação na argamassa. Esse excesso de calor de hidratação causa a retração da argamassa, ocasionando em trincas e fissuras. As argamassas produzidas com os cimentos CP-III e CP-IV tem a tendência de ser tecnicamente melhores do que as argamassas executadas com os outros tipos de cimento, devido ao seu endurecimento mais lento, propiciando argamassas com maior capacidade de absorver pequenas deformações. Cal Nas argamassas de assentamento é utilizada a cal hidratada com uma porcentagem de componentes ativos (CaO e MgO) superior a 88%. Estudos realizados pelo IPT-ABCP concluíram que a cal hidratada comercializada no Brasil não possui em muitos casos boa qualidade e não atendem ao especificado na norma brasileira. A adição de cal à argamassa confere a ela plasticidade, retenção de água, coesão e extensão da aderência. Areia A areia permite aumentar o rendimento (ou reduzir o custo da argamassa) e diminuir os efeitos prejudiciais do excesso de cimento, atuando como agregado inerte na mistura. As areias grossas aumentam a resistência à compressão da argamassa, enquanto as areias finas reduzem a resistência, porém aumentam a aderência, sendo, portanto, preferíveis em alvenaria estrutural. Água A água é o elemento que permite o endurecimento da argamassa pela hidratação do cimento. É responsável por uma qualidade fundamental no estado fresco da argamassa, a trabalhabilidade. A água deve ser dosada a uma quantidade que permita o bom assentamento das unidades, não causando segregação dos seus constituintes. Propriedades desejáveis das argamassas em estado fresco 20 O tipo de argamassa a ser usado depende da função que a parede vai exercer, do tipo de bloco utilizado e das condições de exposição a qual a parede estará sujeita. Na seleção do tipo de argamassa a ser utilizado devemos efetuar um balanço entre a o que se deseja dessa alvenaria e as propriedades dos vários tipos de misturas. Deve ser considerado que não existe um único tipo de argamassa que seja o melhor para todos os tipos de aplicações. Cabe salientar que não deve se utilizar uma argamassa com resistência superior à necessária. 2.3 graute O graute é uma mistura de materiais, os mesmos utilizados para produzir concreto convencional, porém as diferenças estão no tamanho do agregado (mais fino, 100% passando na peneira 12,5 mm) e na relação água/cimento. O graute é aplicado nos vazados dos blocos com 2 objetivos: o primeiro seria proporcionar a integração da armadura com a alvenaria, no caso de alvenaria estrutural armada ou em armaduras apenas de caráter construtivo. O segundo objetivo seria o fato de aumentar a resistência da parede sem a necessidade de aumentar a resistência da unidade. Cabe salientar que o graute deve proporcionar um desempenho estrutural compatível com a alvenaria armada e ainda assegurar a aderência à armadura vertical e horizontal além de protegê-las contra corrosão. Materiais constituintes- Os materiais constituintes do graute são o cimento, areia, pedrisco e água. Ensaios de resistência- O controle da qualidade do graute é executado através do ensaio de resistência à compressão, obtido pelo rompimento de corpos-de-prova prismáticos de 7,5x7,5x15 cm ou 9x9x18 cm, confeccionados em moldes absorventes constituídos pela justaposição de 4 unidades de alvenaria. Após a sua confecção, o corpo-de-prova deve ser coberto com algum tipo de material que não permita a saída de umidade e mantido intacto por 48 horas. É desmoldado e curado em câmara úmida até completar 28 dias quando, então, é rompido. Devido à dificuldade de executar o ensaio de acordo com as prescrições acima, é recomendado testar o desempenho do graute na resistência de prismas de alvenaria, tendo seus vazios por ele preenchidos. 21 CAPITULO III PATOLOGIAS O termo patologia (derivado do grego pathos, sofrimento, doença, e logia, ciência, estudo) é o estudo das doenças em geral sob aspectos determinados muito utilizados na área medica é atualmente empregado na engenharia civil fazendo uma associação com a medicina, como sendo a parte da engenharia que estuda as anomalias (doenças) das edificações. 3.1. Fissuras 22 A fissura é o tipo mais comum de anomalia decorrente em alvenaria estrutural e pode acontecer por diversos fatores. As causas responsáveis por estas anomalias são as mais diversas, desde a má fabricação do bloco cerâmico nas olarias, passando pelas péssimas condições de transporte e estocagem, ao cuidado na hora da execução. Percebe-se que os fabricantes não seguem rigidamente as recomendações da norma para fabricação de blocos estruturais, o que acarreta em blocos com irregularidades como variação do dimensionamento e má formações. A falta de um controle de qualidade mais eficaz por parte dos fornecedores ainda é um grande problema quando se trata de alvenaria estrutural. Geralmente eles são fabricados em olarias artesanais que não apresentam as mínimas condições técnicas de controle e muito menos pessoal especializado para realização deste serviço. As falhas mais comuns são trincas no sentido vertical tanto nas paredes internas, quanto externas dos blocos. Outro motivo que favorece o aparecimento de trincas na alvenaria estrutural são as quebras dos tijolos para a passagem de tubulações hidro sanitárias e elétricas. No canteiro de obras isso é um problema pois erros na locação de pontos de tubulação elétrica e hidro sanitárias são mais comuns do que se imagina, e quando isso acontece é quase impossível evitar a quebra da alvenaria. A figura ao lado mostra claramente como isso acontece no canteiro de obras e Figura 6- fissura externa em bloco cerâmico Figura 7- fissura interna em bloco cerâmico Figura 8-corte para passagem de tubulações na alvenaria 25 4.3. Modulação Coordenação modular é a técnica que permite relacionar as medidas de projeto com as medidas modulares por meio de um reticulado especial modular de referência. A modulação é a base do sistema de coordenação dimensional utilizado nos edifícios em alvenaria estrutural. Desde a elaboração dos primeiros traços, o arquiteto deverá trabalhar sobre uma malha modular com medidas baseadas no padrão do componente utilizado na alvenaria. A coordenação modular só pode ser alcançada se os blocos e demais elementos forem padronizados, se houver arranjo adequado das juntas, se os projetos arquitetônicos, estruturais e de instalações forem compatibilizados. Outro fator importante para a fase de execução é a definição de medidas eficazes para garantir as juntas com as tolerâncias adequadas a modulação adotada. Como fazer a modulação A modulação pode ocorrer tanto na vertical quanto na horizontal. Ela é obtida através do traçado de um reticulado de referência, a partir de um módulo básico escolhido (dimensões do bloco mais espessura de juntas, com o módulo em questão sendo de 20 cm). As alturas e larguras das paredes devem ser considerados múltiplos do módulo básico. No reticulado, os blocos se posicionam de forma que suas faces sempre tangenciam as linhas tracejadas. A coordenação Figura 9- primeira e segunda fiada 26 modular deve ser compatibilizada com os vãos das aberturas, tendo em vista as dimensões externas de marcos e a necessidade de juntas entre estes e a alvenaria. A afixação de portas e janelas deve ser previamente estudada para que as tolerâncias sejam estabelecidas conforme o tipo de material, seja madeira, ferro ou alumínio. Confira a seguir alguns casos em que a prática envolvendo diferentes parâmetros construtivos exigem a acomodação de dimensões. Primeira e segunda fiadas A modulação de projetos em CAD com o uso de software específico desenha a primeira e a segunda fiadas (ímpar e par), dando origem à paginação das paredes já com a indicação para a compatibilização de projetos, o que facilita e acelera o processo de execução. Passagem de dutos Na execução das instalações deve−se evitar principalmente o rasgo horizontal de paredes estruturais para o embutimento das instalações. Rasgos de paredes significam retrabalho, desperdício, maior consumo de material e mão−de−obra, sem contar a insegurança decorrente da redução da secção resistente. Medidas para evitar rasgos • Paredes não−estruturais para o embutimento das tubulações. • Aberturas tipo "shafts" para a passagem vertical de várias tubulações. • Passagem por blocos especiais (blocos hidráulicos no sentido vertical para paredes estruturais). • Emprego de tubulações aparentes. • Rebaixo na laje (redução de espessura). • Emprego de rodapé e rodaforro. 27 Detalhes sobre os "shafts" A melhor alternativa do ponto de vista construtivo e/ou de segurança estrutural é o uso de "shafts". Deve−se prestar atenção quanto à sua localização e dimensões. O arquiteto deve procurar agrupar ao máximo as instalações, ou seja, projetar áreas molhadas tão próximas quanto possível. Com isto, economiza−se espaço na arquitetura e a quantidade de "shafts" é reduzida. 4.4. Paginação É o detalhamento das paredes em planta e elevação, bloco a bloco, uma a uma e com a representação de todas as aberturas – de portas, janelas e vãos – além das instalações. Nas elevações são definidas as aberturas, vergas, contravergas, eletrodutos, caixas de passagem, interruptores CD e tubulações hidráulicas. Essas paginações devem ser lançadas pelo arquiteto para a elaboração dos projetos hidráulico, elétrico e estrutural. Tanto a primeira fiada como as elevações das paredes exigem detalhamentos em escalas não inferiores a 1:50, com a escala 1:25 sendo a mais recomendável. A disposição de blocos de fiadas ímpares e pares é automaticamente definida na modulação por software para adaptar projetos em CAD. E a paginação fornece também os indicativos para a compatibilização com os demais projetos. Projeto hidráulico A definição do projeto hidráulico exige interação da equipe de projetistas. Observar, sempre que possível, passagem das tubulações verticais pelos "shafts". Quando o projeto arquitetônico permitir que se tenha uma única parede comum a todas as áreas molhadas, pode−se utilizar o recurso de ligá−las às prumadas dispostas externamente e justapostas à parede. Isso permite fechamento parcial ou Figura 10- shafts 30 elementos de alvenaria − paredes e pilares − depende de uma série de fatores a se ressaltar no corpo do projeto executivo. Informações e recomendações que o projeto executivo deve conter • Resistência e tipos de blocos a serem utilizados. • Traço da argamassa e resistência à compreensão que deve apresentar. • Cuidados construtivos importantes para garantia do desempenho estrutural projetado, tais como: • Tolerâncias na espessura da junta. • Manutenção do prumo e nível. • Condições de cura. • Empenamento máximo do pé−direito e máximo desaprumo da obra. • Tolerâncias de prumo e nível das fiadas. 4.7. Projeto executivo O projeto executivo é fundamental para que se consiga atingir o máximo das vantagens que o processo construtivo em alvenaria estrutural permite. A utilização apenas dos projetos arquitetônicos e estruturais pode causar problemas de entendimento na obra por falta de detalhes e por exigir a tomada de decisões em obra − sem planejamento prévio para solucionar os problemas.O projeto executivo integra as soluções do escritório e do canteiro, aumentando o nível de construtibilidade e permitindo antecipar e prevenir problemas de execução. Composto de desenhos, detalhes e informações claras para execução das alvenarias, faz com que as intenções do projeto sejam melhor interpretadas na obra. Elementos do projeto executivo das alvenarias • Planta baixa. • Cortes e elevações. • Informações sobre materiais a serem utilizados. • Detalhes típicos de ligações entre paredes e pilares. • Detalhes de vergas e contravergas. • Detalhes de amarrações nos cantos em T. • Detalhes de passagens de tubulações e posições de equipamentos elétricos e hidráulicos. • Detalhes especiais como indicação dos pontos a serem grauteados. 31 • Especificação dos tipos e quantidades de blocos e elementos pré−moldados a serem empregados. Recomendações para projetos executivos Planta Baixa A planta baixa no projeto executivo deve apresentar: paredes sem revestimento, plantas da primeira e segunda fiadas, tipos de bloco para cada pano de parede, representação das paredes a serem grauteadas. Se a marcação da obra for pelo eixo, as medidas de distância entre eixo e face interna de cada parede devem ser indicadas na planta de modulação da primeira fiada. Paginações Recomenda−se o uso de paginação para todas as paredes que apresentem aberturas e ou instalações que não possam ser detalhadas e verificadas nas plantas baixas. As paginações devem mostrar a posição dos blocos especiais para instalações elétricas e hidráulicas, descida das prumadas de luz e água, amarração entre as paredes, detalhamentos sobre a ferragem. Devem aparecer as aberturas de portas e janelas, localização das vergas, contravergas e blocos tipo canaleta, além das posições dos quadros de distribuição das instalações elétricas e sua solução estrutural. Detalhes Construtivos Devem ser fornecidos detalhes construtivos que não estejam explicitados nas plantas baixas e paginações. Os detalhes que aparecem com maior frequência podem ser fornecidos em um caderno de detalhes dentro de padrão que evite repetições nas várias plantas. Além das plantas descritas neste item, o projeto executivo pode conter também o projeto de laje acabada, a localização de equipamentos como escantilhões e o layout da obra. Capitulo IIIII Comparativo de custos 32 Para a maior parte das pessoas que constroem ou vão construir, um dos principais aspectos, se não o principal, é o custo final da obra, quanto esta obra irá custar. Assim sendo, um sistema para ser competitivo no mercado tem que ter no mínimo, um preço competitivo. Uma análise comparativa do custo para um prédio de 3 pavimentos mais pilotis, construído em alvenaria estrutural, com o custo orçado pelo sistema convencional, mostrou uma economia global do prédio em alvenaria estrutural de cerca de 30%. Não foram computados, nesta análise, os desperdícios sempre presentes em obras convencionais, o que leva a economia ainda maior da alvenaria estrutural. Considerando que a transição tem peso importante no custo global, o aumento do número de pavimentos dilui o custo da estrutura de transição, podendo com isto obter−se economia ainda maior, da ordem de 30% a 40% do custo total para prédios mais altos. Os gráficos a seguir mostram alguns comparativos de custo entre os dois sistemas. Os comparativos foram feitos para a obra com pilotis mais 3 pavimentos. Comparativo de custos de alvenaria Tabela 1- comparativo de custos de alvenaria