( PDF ) Estudo teórico e experimental das ligações diretas contra-fiadas entre paredes de blocos de concreto em escala real e reduzida 1:4

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

"JÚLIO DE MESQUITA FILHO"

FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Estudo Teórico e Experimental das Ligações

Diretas Contra-Fiadas entre Paredes de Blocos de

Concreto em Escala Real e Reduzida 1:4

ENG. RODRIGO MENOSSI MAURÍCIO

Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia

de Ilha Solteira – UNESP, como parte dos requisitos

para obtenção do título de Mestre em Engenharia

Civil.

ORIENTADOR: PROF. DR. JEFFERSON SIDNEY CAMACHO

ILHA SOLTEIRA – SP

2005

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“Confia no Senhor de todo o teu coração, e não pensa que a tua própria

capacidade é suficiente para resolver todos os teus problemas”.

Provérbios 3:4

Dedico este trabalho:

A meus pais Carlos e Vitória,

A meu irmão Rogério e

A minha namorada Juliana

AGRADECIMENTOS

A Jesus Cristo, que é o meu amigo verdadeiro e está presente em todos os momentos da

minha vida.

Ao professor e amigo Jefferson Camacho, que nestes 4 anos de convívio, desde os tempos

de iniciação científica, mostrou ser muito mais do que um orientador, instruindo-me,

orientando nos caminhos a serem trilhados e ajudando-me a tomar decisões importantes

através de seu conhecimento, dedicação, amizade, comprometimento, paciência e

incentivos.

A meus pais, Carlos e Vitória que sempre me apoiaram e estiveram presentes, mesmo

estando distantes fisicamente.

A meu irmão Rogério, que em sua carreira de jogador de futebol, é um exemplo de

persistência na busca da excelência.

À minha namorada Juliana, que me ajudou nas correções, e, no decorrer do trabalho,

motivou-me através de suas palavras de afirmação e gestos de carinho.

Ao pesquisador e grande amigo Rodrigo Andolfato, que através de seus amplos

conhecimentos, e pela transparência comigo desde os tempos de iniciação científica,

motivou-me a um desenvolvimento intelectual e ao aprendizado de conteúdos importantes

para a produção deste trabalho, um destes foi a modelagem em elementos finitos.

Aos técnicos do laboratório, Denis, Ronaldo, Silvio, Gilson e Gilberto que contribuíram

efetivamente com suas habilidades e profissionalismo para a conclusão deste trabalho.

A meus amigos de mestrado Rodrigo Andolfato, Pedro Segundinho, Barbara Logullo, José

Eduardo Ribeiro, Rômulo Menossi, Flávio Sato, Wilson Silva, Márcio Martins, Marcela

Jodas, Tarso Cavazzana, Hamilton Kiryu, Luciano Perez e Michel Almeida.

A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP, que foi responsável

pelo financiamento da pesquisa e pela bolsa concedida a mim.

SUMÁRIO

Lista de Figuras.................................................................................................................... i

Lista de Tabelas....................................................................................................................v

Resumo..............................................................................................................................viii

Abstract................................................................................................................................ix

1 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................1

1.1 Histórico da Alvenaria Estrutural..........................................................................1

1.2 Modelos Físicos Reduzidos na Alvenaria Estrutural.............................................8

1.3 O Problema..........................................................................................................11

1.4 Objetivos..............................................................................................................12

1.5 Justificativa..........................................................................................................13

1.6 Estrutura da Dissertação......................................................................................14

2 AÇÕES VERTICAIS NAS ESTRUTURAS ...........................................................16

2.1 Generalidades ......................................................................................................16

2.2 Interação entre Paredes........................................................................................17

2.3 Distribuição das Ações Verticais.........................................................................20

2.3.1 Paredes Isoladas...........................................................................................20

2.3.2 Grupos Isolados de Paredes.........................................................................22

2.3.3 Grupos de Paredes com Interação ...............................................................24

2.3.4 Modelo Tridimensional em Elementos Finitos ...........................................25

3 PRODUÇÃO E CORRELAÇÃO DAS UNIDADES..............................................26

3.1 Escala Real ..........................................................................................................26

3.2 Escala Reduzida...................................................................................................28

3.2.1 Procedimentos Para Produção dos Blocos na Escala Reduzida ..................31

3.2.2 Ensaios das Unidades ..................................................................................32

3.2.3 Ajuste do Traço Úmido ...............................................................................33

3.2.4 Definição do Traço Ótimo...........................................................................39

4 ENSAIO DAS UNIDADES.......................................................................................41

4.1 Generalidades ......................................................................................................41

4.2 Escala Real ..........................................................................................................41

4.2.1 Capeamento .................................................................................................42

4.2.2 Determinação da Resistência à Compressão Axial .....................................43

4.2.3 Determinação do Módulo de Deformação...................................................43

4.2.4 Resultados Obtidos......................................................................................45

4.3 Escala Reduzida...................................................................................................49

4.4 Correlação entre Unidades e Análise dos Resultados .........................................53

5 ENSAIO EM PRISMAS ...........................................................................................56

5.1 Generalidades ......................................................................................................56

5.2 Escala real............................................................................................................56

5.2.1 Montagem dos Prismas................................................................................57

5.2.2 Instrumentação ............................................................................................58

5.2.3 Resultados Obtidos......................................................................................59

5.3 Argamassas..........................................................................................................64

5.4 Escala Reduzida...................................................................................................65

5.4.1 Montagem dos Prismas na Escala (1:4).......................................................65

5.4.2 Instrumentação ............................................................................................66

5.4.3 Resultados Obtidos......................................................................................67

5.5 Correlação entre Prismas e Análise dos Resultados............................................71

6 ENSAIOS EM PAREDES ........................................................................................74

6.1 Generalidades ......................................................................................................74

6.2 Escala Real ..........................................................................................................74

6.2.1 Montagem das Paredes................................................................................74

6.2.2 Instrumentação ............................................................................................78

6.2.3 Resultados Obtidos......................................................................................79

6.3 Escala Reduzida...................................................................................................82

6.3.1 Montagem das Paredes na Escala 1:4..........................................................82

6.3.2 Instrumentação ............................................................................................84

6.3.3 Resultados Obtidos......................................................................................86

6.4 Correlação entre Paredes e Análise dos Resultados............................................90

7 CARACTERIZAÇÃO DA ALVENARIA ..............................................................95

7.1 Escala Real ..........................................................................................................95

7.2 Escala Reduzida...................................................................................................98

7.3 Resumo Geral ....................................................................................................100

8 ENSAIOS EM PAREDES H ..................................................................................101

8.1 Descrição dos Ensaios em Paredes H................................................................101

8.2 Escala Real ........................................................................................................103

8.2.1 Montagem das Paredes H ..........................................................................103

8.2.2 Instrumentação ..........................................................................................104

8.2.3 Resultados – Paredes H Tipo 1..................................................................107

8.2.4 Resultados - Paredes H Tipo 2 (apoiadas).................................................112

8.3 Escala Reduzida.................................................................................................117

8.3.1 Montagem das Paredes H na Escala 1:4....................................................117

8.3.2 Instrumentação ..........................................................................................118

8.3.3 Resultados Paredes H Tipo 1.....................................................................119

8.3.4 Resultados Paredes H Tipo 2 (apoiadas)...................................................121

9 ENSAIO AO CISALHAMENTO NAS UNIDADES............................................123

9.1 Escala Real ........................................................................................................123

9.2 Escala Reduzida.................................................................................................127

10 ANÁLISE DOS RESULTADOS ............................................................................129

I Escala Real ............................................................................................................129

10.1 Paredes H Tipo 1 ...............................................................................................129

10.1.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura ........................................................129

10.1.2 Deformações – Parede Central ..................................................................131

10.1.3 Deformações – Paredes Laterais (Abas)....................................................132

10.2 Paredes H Tipo 2 (apoiadas)..............................................................................135

10.2.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura ........................................................135

10.2.2 Deformações – Parede Central ..................................................................136

10.2.3 Deformações – Paredes Laterais (Abas)....................................................141

10.2.4 1ª Simulação em Elementos Finitos ..........................................................147

10.2.5 Forma de Ruptura Apresentada.................................................................150

10.2.6 Modelo Experimental de Transferência de Cargas....................................152

10.2.7 2ª Simulação em Elementos Finitos – Análise Linear – SAP 2000 ..........155

II Escala Reduzida.....................................................................................................165

10.3 Paredes H Tipo 1 ...............................................................................................165

10.3.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura ........................................................165

10.3.2 Deformações na Parede Central ................................................................165

10.3.3 Deformações nas Paredes Laterais (Abas) ................................................166

10.3.4 Correlação entre Escalas – Paredes H tipo 1.............................................168

10.4 Paredes H Tipo 2 (apoiadas)..............................................................................169

10.4.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura ........................................................169

10.4.2 Deformações na Parede Central ................................................................170

10.4.3 Deformações nas Paredes Laterais (Abas) ................................................171

10.4.4 Correlação entre Escalas – Paredes H tipo 2.............................................175

11 COMENTÁRIOS FINAIS E CONCLUSÕES......................................................178

12 REFERÊNCIAS ......................................................................................................185

13 ANEXOS I................................................................................................................191

14 ANEXOS II ..............................................................................................................204

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 – Pirâmide de Queóps .........................................................................................1

Figura 1.2 – Coliseo romano. Fonte SILVA (2003)...............................................................2

Figura 1.3 – Monadnock, 2001. Fonte SILVA (2003)...........................................................3

Figura 1.4 – Conjunto habitacional “Central Parque da Lapa”.............................................4

Figura 1.5 – Foto do ensaio em um edifício em escala real. Fonte HENDRY (1998)...........6

Figura 1.6 – Foto de um ensaio de um edifício real. Fonte JAPÃO (1993)..........................7

Figura 2.1 – Espalhamento do carregamento em paredes adjacentes (CURTIN et al, 1984)

.............................................................................................................................................19

Figura 2.2 – Interação entre canto de paredes, adaptado de CORRÊA & RAMALHO

(2003)

..................................................................................................................................19

Figura 2.3 – Transferência de cargas verticais para paredes isoladas. Adaptado de

HENDRY (1981)

.................................................................................................................21

Figura 2.4 – Transferência de cargas verticais para grupo de paredes. Adaptado de

HENDRY (1981)

.................................................................................................................23

Figura 2.5 – Modelo em elementos finitos (SAP2000®)....................................................25

Figura 3.1 – Aferição de massa ...........................................................................................27

Figura 3.2 – Vibro-prensa e produção dos blocos na escala reduzida.................................28

Figura 3.3 – Produção dos blocos na escala reduzida .........................................................32

Figura 3.4 – Seqüência de capeamento dos blocos .............................................................32

Figura 3.5 – Ensaio a compressão dos blocos .....................................................................33

Figura 3.6– Relação grau de compacidade x resistência (tabela 3.7)..................................35

Figura 3.7 – Sistema de aquisição de dados........................................................................37

Figura 3.8 – Gráfico Tensão x Deformação ........................................................................38

Figura 4.1 – Seqüência do capeamento ...............................................................................43

Figura 4.2 – Colagem das cantoneiras e fixação dos relógios de milésimo e centésimo....44

Figura 4.3 – Esquema de posicionamento dos extensômetros. Fonte: ANDOLFATO (2002)

.............................................................................................................................................45

Figura 4.4 – Blocos instrumentados com extensômetros elétricos......................................45

Figura 4.5 – Preparação para ensaio – Sistema de aquisição de dados ...............................46

Figura 4.6 – Gráfico Tensão x Deformação, uso de relógios comparadores.......................47

Figura 4.7 – Gráfico Tensão x Deformação, uso de extensômetros....................................48

Figura 4.8 – Gráfico comparativo Tensão x Deformação – média dos relógios e

extensômetros

......................................................................................................................48

Figura 4.9 – Modos de ruptura apresentados.......................................................................49

Figura 4.10 – Colagem de extensômetro na escala reduzida...............................................50

Figura 4.11 – Gráfico Tensão x Deformação das unidades.................................................52

Figura 4.12 – Forma de ruptura das unidades (1:4).............................................................52

Figura 4.13 – Gráfico Comparativo Tensão x Deformação.................................................54

Figura 4.14 – Gráfico Comparativo Módulos a 40%, uso de extensômetros......................55

Figura 5.1 – Esquema de montagem dos prismas ...............................................................57

Figura 5.2 - Esquema de ensaio dos prismas.......................................................................59

Figura 5.3 – Gráfico da média tensão x deformação da alvenaria, uso de relógios

comparadores

.......................................................................................................................61

Figura 5.4 – Gráfico da média tensão x deformação das unidades intermediárias, uso de

extensômetros

......................................................................................................................61

Figura 5.5 – Gráfico da média tensão x deformação, uso de relógios e extensômetros......62

Figura 5.6 – Modo de ruptura dos prismas..........................................................................63

Figura 5.7 – Gráfico Tensão x Deformação dos corpos-de-prova de argamassa................64

Figura 5.8 – Modo de ruptura da argamassa .......................................................................65

Figura 5.9 – Montagem e posicionamento dos transdutores de deslocamento (LVDT) nos

prismas

.................................................................................................................................66

Figura 5.10 – Gráfico da média tensão x deformação da alvenaria, uso de LVDT.............68

Figura 5.11 – Gráfico da média tensão x deformação da unidade intermediária, uso de

extensômetros

......................................................................................................................68

Figura 5.12 – Gráfico da média tensão x deformação, comparação relógios e

extensômetros

......................................................................................................................69

Figura 5.13 – Modo de ruptura dos prismas........................................................................70

Figura 5.14 – Gráfico Comparativo Tensão x Deformação da alvenaria (LVDT)..............72

Figura 5.15 – Gráfico Comparativo Tensão x Deformação das unidades intermediárias

(Extensômetro)

....................................................................................................................72

Figura 5.16 – Gráfico Comparativo: Módulos a 2 MPa – alvenaria (Transdutores de

Deslocamentos)

...................................................................................................................73

Figura 5.17 – Gráfico Comparativo: Módulos a 2 MPa – unidades intermediárias

(Extensômetro)

....................................................................................................................73

Figura 6.1 – Escantilhões para auxiliar na construção das paredes.....................................75

iii

Figura 6.2 – Seqüência de montagem das paredes..............................................................75

Figura 6.3 – Execução das juntas horizontais e verticais ....................................................76

Figura 6.4 – Esquema para utilização nos ensaios ..............................................................77

Figura 6.5 – Extensômetro, relógio, LVDT e sistema de aquisição de dados.....................78

Figura 6.6 – Posicionamento do relógio horizontal.............................................................78

Figura 6.7 – Gráfico Tensão x Deformação – alvenaria – (LVDT) ....................................80

Figura 6.8 – Gráfico Tensão x Deformação – blocos da 3º fiada – (Extensômetros) .........80

Figura 6.9 – Média Tensão x Deformação, comparando – Extensômetros e LVDT ..........81

Figura 6.10 – Modo de ruptura das paredes ........................................................................82

Figura 6.11 – Montagem das paredes..................................................................................83

Figura 6.12 – Cura e capeamento das paredes.....................................................................84

Figura 6.13 – Esquema de posicionamento dos instrumentos de leitura.............................85

Figura 6.14 – (a) -Posicionamento de LVDT, relógios e extensômetros e .........................85

Figura 6.15 – Gráfico Tensão x Deformação da alvenaria nas paredes (LVDT)................87

Figura 6.16 – Gráfico Tensão x Deformação dos blocos nas paredes (Extensômetro).......87

Figura 6.17 – Gráfico comparativo Extensômetros e LVDT’s ...........................................88

Figura 6.18 – Modo de ruptura das paredes ........................................................................89

Figura 6.19 – Gráfico Tensão x Deformação da Alvenaria nas Paredes (LVDT)...............92

Figura 6.20 – Gráfico Tensão x Deformação dos Blocos nas Paredes (Extensômetros) ....93

Figura 6.21 – Gráfico Módulo a 1,5 MPa da Alvenaria nas Paredes (LVDT)....................94

Figura 6.22 – Gráfico Módulo a 1,5 MPa dos Blocos nas Paredes (Extensômetros)..........94

Figura 7.1 – Média Tensão x Deformação de blocos, prismas e paredes (Relógios e

LVDTs)

................................................................................................................................97

Figura 7.2 – Média Tensão x Deformação de blocos, prismas e paredes (Extensômetros) 97

Figura 7.3 – Gráfico da média Tensão x Deformação dos blocos, prismas e paredes

(Extensômetros)

...................................................................................................................99

Figura 8.1 – Tipos de paredes a serem ensaiadas..............................................................101

Figura 8.2 – Representação esquemática do ensaio em paredes H na escala real.............102

Figura 8.3 – Modulação das fiadas e dimensões dos corpos-de-prova (escala real).........103

Figura 8.4– (a) Escantilhão e (b) assentamento de blocos instrumentados.......................103

Figura 8.5 – Seqüência de montagem das paredes H ........................................................104

Figura 8.6 – Instrumentação das paredes (sem extensômetros) ........................................105

Figura 8.7 – Detalhes da calibração das unidades instrumentadas com extensômetros....105

Figura 8.8 – Numeração dos extensômetros nas paredes..................................................106

Figura 8.9 – Instrumentação das paredes com extensômetros...........................................106

Figura 8.10 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH1_01).........107

Figura 8.11 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH1-01 (sem

extensômetros)

...................................................................................................................108

Figura 8.12 – Gráfico Carga x Deslocamento de pontos da parede central PH1_01 ........108

Figura 8.13 – Detalhes da forma de ruptura (PH1_02) .....................................................109

Figura 8.14 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH1_02 (com

extensômetros)

...................................................................................................................109

Figura 8.15 – Gráfico Carga x Deslocamento de pontos da parede central (PH1_02)......110

Figura 8.16 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH1_03).........110

Figura 8.17 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH1-03 (sem

extensômetros)

...................................................................................................................111

Figura 8.18 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central e aba (PH1_03).............111

Figura 8.19 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH2_01).........112

Figura 8.20 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central.......................................113

Figura 8.21 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH2_02).........114

Figura 8.22 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central.......................................114

Figura 8.23 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH2_02).........115

Figura 8.24 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH2_03 (com

extensômetros)

...................................................................................................................115

Figura 8.25 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central.......................................116

Figura 8.26 – Seqüência de montagem das paredes H na escala reduzida........................117

Figura 8.27 – Instrumentação das paredes (sem extensômetros) ......................................118

Figura 8.28 – Instrumentação das paredes com extensômetros.........................................119

Figura 8.29 – Detalhe da forma de ruptura Paredes H tipo 1 – parede central não apoiada

...........................................................................................................................................120

Figura 8.30 – Detalhe da forma de ruptura Paredes H tipo 2 – apoiadas na base .............122

Figura 9.1 – Tipos de ensaio ao cisalhamento de blocos...................................................124

Figura 9.2 – Ensaio tipo A.................................................................................................125

Figura 9.3 – Ensaio tipo C.................................................................................................126

Figura 9.4 – Blocos ensaio tipo B .....................................................................................126

Figura 9.5 – Forma de ruptura dos blocos contrafiados das paredes H.............................126

Figura 9.6 – Disposição de ensaio na escala reduzida.......................................................127

Figura 9.7 – Forma de ruptura das paredes H (1:4) e ensaio ao cisalhamento na unidade128

Figura 10.1 – Parede central com 6 blocos contrafiados..................................................130

Figura 10.2 – Forma de ruptura parede H tipo 1 ...............................................................130

Figura 10.3 – Deformações nos extensômetros da parede central ....................................131

Figura 10.4 – Deformações nos extensômetros da parede central ....................................131

Figura 10.5 – Deformações nos extensômetros da parede central ....................................132

Figura 10.6 – Deformações nos extensômetros da parede lateral .....................................133

Figura 10.7 – Deformações nos extensômetros – parede central e abas ...........................133

Figura 10.8 – Forma de ruptura - Blocos contrafiados cisalhados....................................136

Figura 10.9 – Deformações nos extensômetros da parede central ....................................137

Figura 10.10 – Deformações nos extensômetros da parede central ..................................138

Figura 10.11 – Deformações nos extensômetros da parede central ..................................139

Figura 10.12 – Bielas de compressão com inclinação aproximada de 45º........................140

Figura 10.13 – Inclinação da biela de tensões e Área principal de transferência de cargas

...........................................................................................................................................141

Figura 10.14 – Disposição dos extensômetros na aba.......................................................141

Figura 10.15 – Deformações nos extensômetros da parede lateral (aba)..........................142

Figura 10.16 – Carga x Deformação – Gráfico comparativo – Parede central e aba........143

Figura 10.17 – Carga x Deformação – Gráfico comparativo – Parede central e aba........144

Figura 10.18 – Deformações – Gráfico comparativo – Parede central e aba....................144

Figura 10.19 – Curva tensão x deformação e equação da curva (ensaio de paredes) .......145

Figura 10.20 – Malha gerada pelo programa FEISdec......................................................148

Figura 10.21 – Direções das Tensões Principais Positivas................................................149

Figura 10.22 – Direções das Tensões Principais Negativas..............................................149

Figura 10.23 – Formação de fissuras na região da ligação................................................150

Figura 10.24 – Instante da ruptura 1..................................................................................150

Figura 10.25 – Instante da ruptura 2..................................................................................151

Figura 10.26 – Carga atuante por fiada – Regiões de transferência..................................152

Figura 10.27 – Transferência de Cargas nos Painéis.........................................................154

Figura 10.28 – Discretização 1, Elementos de Shell.........................................................156

Figura 10.29 – Discretização 2, Elementos de Shell.........................................................157

Figura 10.30 – Discretização 5, Elementos de Sólido.......................................................158

Figura 10.31 – Discretização 7, Elementos de Sólido.......................................................159

Figura 10.32 – Comparação das Deformações Experimentais e obtidas na modelagem,

Carga de 60 kN

..................................................................................................................160

Figura 10.33 – Comparação de Deformações Experimentais e obtidas na modelagem,

Carga de 100 kN

................................................................................................................160

Figura 10.34 – Comparação de Deformações Experimentais e obtidas na modelagem,

Carga de 150 kN

................................................................................................................161

Figura 10.35 – Comparação SAP 6 e Experimental, Carga Atuante nas Fiadas...............162

Figura 10.36 – Extrapolações Numéricas, Carga de 150 kN.............................................163

Figura 10.37 – Deformações nos extensômetros da parede central ..................................166

Figura 10.38 – Deformações nos extensômetros da parede lateral ...................................167

Figura 10.39 – Deformações nos extensômetros – parede central e abas .........................167

Figura 10.40 – Deformações nos extensômetros – parede central e abas .........................168

Figura 10.41 – Detalhe da forma de ruptura – blocos cisalhados......................................170

Figura 10.42 – Deformação dos extensômetros na Parede Central (PH2_03) ..................171

Figura 10.43 – Deformação dos extensômetros na Aba (PH2_03)...................................172

Figura 10.44 – Deformação dos extensômetros na Parede central e Aba .........................173

Figura 10.45 – Curva tensão x deformação e equação da curva em escala reduzida........174

Figura 10.46 – Relação entre Cargas de ruptura de parede simples e painéis H...............175

Figura 10.47 – Formas de ruptura – (a) escala reduzida (b) escala real............................176

Figura 10.48 – Deformação dos extensômetros na Parede central....................................177

Figura 10.49 – Deformação dos extensômetros na Aba....................................................177

Figura 14.1 – Gráfico comparativo....................................................................................206

Figura 14.2 – Gráfico comparativo....................................................................................207

Figura 14.3 – Gráfico comparativo....................................................................................208

Figura 14.4 – Corpos-de-prova para ensaio de aderência .................................................209

vii

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 – Composição do traço utilizado em escala real................................................26

Tabela 3.2 – Dados obtidos com o traço utilizado na obra..................................................28

Tabela 3.3 – Traço seco dos blocos na escala (1:4).............................................................29

Tabela 3.4 – Composição da areia na escala reduzida (1:4)................................................30

Tabela 3.5 – Composição do pedrisco na escala (1:4) ........................................................31

Tabela 3.6 – Determinação do traço: ensaio piloto .............................................................34

Tabela 3.7 - Determinação do traço ....................................................................................35

Tabela 3.8 – Novo traço seco testado..................................................................................36

Tabela 3.9 – Classificação final dos blocos a serem ensaiados...........................................37

Tabela 4.1 – Média dos resultados – Blocos – Escala Real ................................................46

Tabela 4.2 – Média dos resultados obtidos – Blocos – Escala Reduzida............................51

Tabela 4.3 – Média dos Resultados e Teste t de student .....................................................53

Tabela 5.1 – Média dos resultados obtidos – Prismas – Escala Real ..................................59

Tabela 5.2 – Ensaio da Argamassa industrializada seguindo o traço definido pelo

fabricante

.............................................................................................................................64

Tabela 5.3 – Média dos resultados obtidos– Prismas – Escala Reduzida ...........................67

Tabela 5.4 – Resultados obtidos para os Prismas escala real e reduzida.............................71

Tabela 6.1 – Média dos resultados obtidos – Paredes – Escala Real ..................................79

Tabela 6.2 – Média dos resultados obtidos – Paredes – Escala Reduzida...........................86

Tabela 6.3 – Resultados obtidos para as Paredes escala real e reduzida.............................90

Tabela 7.1 – Resistência, deformação, módulo e coeficiente de variação ..........................95

Tabela 7.2 – Eficiência de prismas e paredes......................................................................96

Tabela 7.3 – Resistência, deformação, módulo e coeficiente de variação ..........................98

Tabela 7.4 – Eficiência de prismas e paredes.....................................................................99

Tabela 7.5 – Resumo dos resultados obtidos.....................................................................100

Tabela 8.1 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 1....................................................107

Tabela 8.2 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 2 (apoiadas na base)......................112

Tabela 8.3 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 1....................................................119

Tabela 8.4 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 2 (apoiadas na base)......................121

Tabela 9.1 – Carga de ruptura das paredes e por bloco contrafiado..................................124

Tabela 9.2 – Ensaio ao cisalhamento em blocos ...............................................................125

Tabela 9.3 – Ensaio ao cisalhamento em blocos na escala reduzida.................................127

viii

Tabela 10.1 – Deformações nos extensômetros da parede central e abas - 1ª e 2ª fiadas .134

Tabela 10.2 – Cargas na parede central e transferência para as laterais............................146

Tabela 10.3 – Cargas na parede central e transferência para as laterais............................163

Tabela 10.3 – Cargas na parede central e transferência para as laterais............................174

Tabela 13.1– Resultados dos blocos B50 (162) ................................................................191

Tabela 13.2 – Resultados dos blocos B50 (164) ...............................................................192

Tabela 13.3 – Resultados dos blocos B40 (162) ...............................................................193

Tabela 13.4 – Resultados dos blocos B40 (164) ...............................................................194

Tabela 13.5 – Resultados dos blocos na escala real ..........................................................195

Tabela 13.6 – Resultados obtidos – Blocos – Escala Real – Deformação a 2,5 MPa.......196

Tabela 13.7 – Resultados obtidos – Blocos – Escala Real – Deformação na Ruptura......197

Tabela 13.8 – Resultados obtidos – Blocos – Escala Reduzida ........................................198

Tabela 13.9 – Resultados – Deformações a tensão de 2 MPa – Prismas – Escala Real....198

Tabela 13.10 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Prismas – Escala Real.199

Tabela 13.11 – Resultados obtidos – Deformações a tensão de 2 MPa – Prismas – Escala

Reduzida

............................................................................................................................199

Tabela 13.12 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Prismas – Escala

Reduzida

............................................................................................................................200

Tabela 13.13 – Resultados obtidos – Deformações a tensão de 1,5 MPa – Paredes – Escala

Real

....................................................................................................................................200

Tabela 13.14 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Paredes– Escala Real..201

Tabela 13.15 – Resultados obtidos – Deformações a 40% – Paredes – Escala Reduzida.201

Tabela 13.16 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Paredes– Escala Reduzida

...........................................................................................................................................202

Tabela 13.17 – Ensaio ao cisalhamento – Tipo B – Escala Real.......................................202

Tabela 13.18 – Ensaio ao cisalhamento –Escala Reduzida...............................................203

Tabela 14.1 – Quantitativo de corpos-de-prova ................................................................205

Tabela 14.2 – Ensaio à compressão axial – Prismas – Escala Reduzida...........................206

Tabela 14.3 – Ensaio à compressão axial – Prismas – Escala Real...................................207

Tabela 14.4 – Ensaio de Aderência – Escala Reduzida.....................................................208

RESUMO

MAURÍCIO, R. M. (2005). Estudo teórico e experimental das ligações diretas contra-

fiadas entre paredes de blocos de concreto em escala real e reduzida 1:4. Ilha Solteira,

210p. Dissertação (Mestrado). Unesp – Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira.

O principal objetivo do trabalho foi desenvolver o estudo de ligações diretas entre paredes

de blocos de concreto em escala real e reduzida 1:4. Foram realizados ensaios de

resistência à compressão axial e medidas as deformações em blocos, prismas e paredes nas

duas escalas. Também foram montadas paredes em forma de H assentadas sobre bases de

concreto armado. Estas foram construídas de 2 formas: na primeira, chamada de PH1,

foram construídas 3 (três) unidades de modo que a parede central não possuísse apoio em

sua base, com isso, todo o carregamento aplicado foi transferido para as abas. Na segunda

forma, chamada PH2, foram montadas 3 (três) unidades, e ,nestas, a parede central ficou

apoiada em sua base, dessa maneira, observou-se os efeitos de transferência de carga entre

paredes, simulando uma estrutura real, onde geralmente todas as paredes da edificação são

apoiadas em outras paredes ou em vigas baldrames. Na confecção dos corpos-de-prova,

nas duas escalas em estudo, foi empregada uma argamassa industrializada usada

comercialmente. O carregamento foi introduzido de forma centrada, e as deformações

foram medidas através de relógios comparadores e de extensômetros elétricos. Para a

análise dos resultados foram empregados testes estatísticos, validando estatisticamente as

conclusões. Também foi empregada uma análise através de elementos finitos, simulando

os ensaios experimentais realizados, comparando-se os resultados e readequando o modelo

numérico. Os resultados obtidos permitiram uma avaliação da eficiência dos modelos

numéricos empregados e os ajustes necessários nos mesmos, o entendimento da forma de

transferência das ações verticais entre as paredes interligadas e as correlações entre as

escalas estudadas.

Palavras-chave: alvenaria estrutural, ligações, blocos, concreto, prismas, paredes, modelos

físicos reduzidos.

ABSTRACT

MAURÍCIO, R.M. (2005). Theoretical and experimental study of direct stretcher bond

connections between walls of concrete blocks in real and small-scale 1:4. Ilha Solteira,

210p. Dissertation (Mastering). Unesp – São Paulo State University, Ilha Solteira.

The main objective of this research was to develop a study of direct bond (stretcher bond)

connections between walls of concrete blocks in real and 1:4 small-scale. In order to know

the mechanical properties, it was accomplished shear and axial strength tests where it was

also measured the strain in blocks, prisms and walls for both scales. It was executed walls

in the “H” form supported by reinforced concrete base. These walls were done in two

different ways, the first was called PH1, (with 3 specimens) it had no support in its central

wall base, thus forcing that all the load imposed to it was transferred to the lateral walls

throughout the connections. The second kind, which was called PH2, with also 3

specimens, was entirely support in its base. This was done in order to observe the load

transference effects among walls simulating conventional structures, where all the walls

are support over other walls or foundation beams. The specimens in both scales were made

using industrialized mortar commercially used. The load was centralized imposed and

strains were measurements by electrical displacement gages and strain gages. Statistical

tests were used in the result analysis, statistically validating the conclusions. A finite

element analysis was also used attempting to simulate the accomplished experimental

tests, being this analytical model compared to the experimental results and then, by

retrofitting the numerical analysis approaching their results. The obtained results allowed:

an evaluation of the efficiency of the numeric models employed and the necessity of

retrofitting the analysis; the comprehension in the way of transference of the vertical

actions between the interlinked walls; and the correlations among the studied scales.

Key-words: structural masonry, connections, blocks, concrete, prisms, walls, reduce

physical models.

Capítulo 1- Introdução 1

1 INTRODUÇÃO

1.1 Histórico da Alvenaria Estrutural

Segundo ALMEIDA, em uma edição organizada por SÁNCHEZ (2002), a palavra

alvenaria significa, no mais claro e conciso sentido enciclopédico, o "Elemento construtivo

representado pela superposição de pedras ou outros materiais, unidos ou não por

argamassa. Conjunto que compõe paredes e muros, com finalidade estrutural ou de

vedação".

A alvenaria é uma das mais antigas formas de construção empregadas pelo homem. Desde

a Antigüidade ela tem sido utilizada largamente pelo ser humano em suas habitações,

monumentos e templos religiosos. Alguns exemplos expressivos podem ser citados, como:

• as pirâmides de Guizé (Quéfren, Queóps e Miquerinos) (figura 1.1), em que foram

utilizados mais de dois milhões de blocos de pedra,

Figura 1.1 – Pirâmide de Queóps

MICROSOFT ENCARTA 2001 ENCYCLOPEDIA (2001). Microsoft Corporation

Capítulo 1- Introdução 2

• o farol de Alexandria, com altura superior a 130 m,

• o coliseo romano, com mais de 500m de diâmetro e 50m de altura (figura 1.2)

• e as grandes catedrais góticas, construídas na idade média, com vãos significativos

e uma bela arquitetura, realizada com a utilização de arcos e abóbadas.

Figura 1.2 – Coliseo romano. Fonte SILVA (2003)

Com a evolução dos conhecimentos, estudiosos passaram a se preocupar com o

comportamento estrutural das construções, criando teorias que vieram explicar alguns

detalhes isolados, como por exemplo, a teoria de Aristóteles para arcos que resistiam às

cargas gravitacionais, a teoria de Leonardo da Vinci para explicar o mecanismo interno de

ação entre os elementos de um arco e a teoria matemática de Euller que equacionou a

carga de flambagem de colunas.

Entre os séculos XIX e XX, obras de maior porte foram construídas em alvenaria, com

base em modelos racionais, servindo como exemplo clássico o edifício “Monadnock”

(figura 1.3), construído em Chicago entre 1889 e 1891, com 16 pavimentos e 65 metros de

altura, cujas paredes inferiores possuem 1.80 metros de espessura.

Capítulo 1- Introdução 3

Figura 1.3 – Monadnock, 2001. Fonte SILVA (2003)

A partir do início do século passado, com o advento do concreto e do aço, que

possibilitaram a construção de estruturas esbeltas e de grande altura com peças de

reduzidas dimensões, a utilização da alvenaria não foi tratada na forma de sistema

construtivo técnico como as construções de concreto armado. Em conseqüência, as

pesquisas e o desenvolvimento da alvenaria se estagnaram, e, neste período, a sua

utilização ficou relegada a construções de pequeno porte.

A partir da década de 50, a utilização da alvenaria ganhou novo impulso após a realização

de uma série de experimentações realizadas na Europa. Com isso, foi possível a criação de

normas para projeto e execução de obras, fazendo com que as mesmas se tornassem

competitivas com as demais técnicas existentes.

No Brasil, o sistema construtivo em alvenaria é utilizado desde que os portugueses aqui

desembarcaram, no início do século XVI. Entretanto, a alvenaria com blocos estruturais,

que pode ser encarada como um sistema construtivo mais elaborado e voltado para a

obtenção de edifícios mais econômicos e racionais, demorou muito a encontrar o seu

espaço.

Capítulo 1- Introdução 4

O estado de São Paulo foi o grande precursor da alvenaria estrutural no país, pois em 1966,

foram construídos os primeiros prédios em alvenaria armada de blocos de concreto, que

possuíam quatro pavimentos, e foram construídos no conjunto habitacional “Central

Parque da Lapa”.

Em 1968, foi fundada a Reago, primeira indústria de blocos de concreto no Brasil e, em

1972, construíram-se 4 edifícios com 12 pavimentos neste mesmo conjunto (figura 1.4),

representando um marco nacional na utilização dessa técnica.

Figura 1.4 – Conjunto habitacional “Central Parque da Lapa”

Em 1977, utilizando blocos sílico-calcários de 24 cm de largura, foi também construído em

São Paulo o edifício “Jardim Prudência”, considerado por FRANCO (1987) como obra

pioneira no Brasil para a alvenaria estrutural não armada.

Dessa forma, apesar de sua chegada tardia, o sistema acabou se firmando como uma

alternativa eficiente e econômica para a execução de edificações residenciais e também

industriais (RAMALHO e CORRÊA, 2003).

Associação Brasileira de Construção Industrializada (1990)

Capítulo 1- Introdução 5

A grande vantagem que a alvenaria estrutural apresenta é a possibilidade de incorporar

facilmente os conceitos de racionalização, produtividade e qualidade, produzindo, ainda,

construções com bom desempenho tecnológico aliado a baixos custos (ROMAN et al.,

1999).

Atualmente, no Brasil, o sistema construtivo em alvenaria tem experimentado um grande

impulso. Dentro do sistema alvenaria estrutural, a alvenaria não-armada de blocos vazados

de concreto parece ser um dos mais promissores, tanto pela economia proporcionada como

pelo número de fornecedores já existentes (RAMALHO e CORRÊA, 2003).

A redução de custo e tempo em uma obra de alvenaria estrutural torna-se efetiva devido ao

fato de que tal estrutura se baseia num sistema construtivo racionalizado, no qual os

elementos que desempenham a função estrutural são os mesmos que desempenham a

função de vedação, a alvenaria (ANDOLFATO, 2002).

Diante dessas grandes vantagens, em especial as de origem econômicas, tornaram-se cada

vez maiores os níveis de interesse por este sistema construtivo. A alvenaria estrutural

começou a ser empregada correntemente, sem uma adequada normatização do processo e

dos produtos envolvidos (MEDEIROS, 1993).

CORRÊA et al em uma publicação organizada por SÁNCHEZ (2002) dizem que ainda

hoje não se verifica para esse sistema construtivo o desenvolvimento, quanto ao projeto,

que se observa para as estruturas convencionais de concreto armado, apesar da longa

história de utilização do grande beneficio social que pode advir do desenvolvimento desse

sistema construtivo e de seu potencial de crescimento.

“O presente estágio do conhecimento da alvenaria estrutural está fundamentado, quase que

integralmente, em resultados de ensaios em unidades, prismas

e paredes. Os ensaios em

unidades e argamassas já não podem mais acrescentar conhecimentos significativos em

relação à alvenaria, sendo ainda admitidos por várias normas com o objetivo de se estimar

a resistência à compressão e ao cisalhamento. Os ensaios em prismas são mais adequados

Prisma: é um conjunto composto pela justaposição de dois ou mais blocos de concreto unidos por junta de

argamassa, destinado ao ensaio de compressão axial.

Capítulo 1- Introdução 6

do que os executados em unidades, contudo, esses elementos nem sempre conseguem

representar satisfatoriamente as paredes estruturais, dependendo do fenômeno que se

deseja reproduzir. Apesar disso, ainda são empregados no desenvolvimento de muitos

estudos. Ensaios em paredes reais, normalmente painéis de 1,20 x 2,60m, apresentam

como principais inconvenientes um custo maior, a demanda de maior tempo e utilização de

equipamentos especiais, nem sempre disponíveis nos laboratórios de pesquisas. Mesmo

esses painéis apresentam restrições quando se deseja estudar o comportamento de um

elemento estrutural mais complexo ou de um grupo de paredes resistentes”.(CAMACHO,

1995).

Considerando as limitações dos ensaios citados anteriormente e a necessidade de se

conhecer o comportamento de elementos estruturais mais complexos, alguns estudos foram

realizados em estruturas reais, em escala natural. Exemplo clássico foi um pequeno

edifício de cinco pavimentos construído por HENDRY (1998), na década de setenta, ao

lado de uma encosta rochosa na Escócia, onde foram realizados vários estudos, dos quais a

distribuição das ações verticais entre grupos de paredes, a distribuição de ações horizontais

entre as paredes de contraventamento e a simulação do efeito de explosão interna,

conforme mostra a figura 1.5.

Figura 1.5 – Foto do ensaio em um edifício em escala real. Fonte HENDRY (1998)

Outros exemplos podem ser encontrados nas pesquisas desenvolvidas pelo Building

Research Institute, Ministry of Construction, no Japão, onde se vê na figura 1.6 um

edifício de cinco pavimentos. No mesmo centro de pesquisas, através de convênios entre

Capítulo 1- Introdução 7

Japão e Estados Unidos, foram desenvolvidos outros estudos em escala natural, dentre os

quais destacam-se: dois edifícios de quatro e sete pavimentos, no período de 1979 a 1982,

com o objetivo de estudar o desempenho das paredes resistentes, e um edifício de três

pavimentos em 1988, também para avaliação do desempenho estrutural.

Figura 1.6 – Foto de um ensaio de um edifício real. Fonte JAPÃO (1993)

Desnecessário seria comentar os aspectos relacionados a custo, tempo e complexidade dos

equipamentos envolvidos na realização de programas de ensaios dessa natureza e,

onseqüentemente, da impossibilidade de sua execução em grandes quantidades, para que

is ensaios pudessem receber tratamentos estatísticos adequados.

Levando-se em consideração os custos para a realização de tal trabalho, muitos

ue um estudo bem

ndamentado da alvenaria estrutural em modelos físicos reduzidos seria uma grande

pesquisadores dessa área ao redor do mundo foram levados a acreditar q

benfeitoria ao conhecimento mais aprofundado das características físico-mecânicas de um

conjunto de paredes de alvenaria estrutural. “Um melhor entendimento do comportamento

complexo das estruturas de alvenaria é necessário para se conseguir um conceito mais

apropriado do estado limite de projeto” (ABBOUD et al., 1990).

Capítulo 1- Introdução 8

.2 Modelos Físicos Reduzidos na Alvenaria Estrutural

édio de modelos físicos reduzidos, foi feito por

m 1956. O autor trabalhou, inicialmente, com alvenaria de tijolos, reduzida a um

o estudo da alvenaria através de modelos,

oncluído que, apesar de algumas diferenças na rigidez entre

e protótipo

, eles apresentaram um comportamento bastante semelhante.

O conceito de usar técnicas de modelagem para estudar o comportamento da alvenaria

estrutural é relativamente novo. Conforme registro histórico, a primeira tentativa de se

estudar a alvenaria estrutural por interm

VOGT e

quarto de escala e utilizou, posteriormente, tijolos a um décimo de escala. Esse estudo teve

natureza somente exploratória, não tendo fornecido dados que permitissem a obtenção de

resultados consistentes quanto ao comportamento daquele material.

No início da década de sessenta, alguns pesquisadores da Universidade de Melbourne,

iniciaram estudos com modelos de alvenaria. Esse trabalho alcançou sucesso limitado,

devido às dificuldades encontradas para a fabricação dos tijolos em tamanho reduzido e na

execução das paredes.

Contudo, melhores resultados foram encontrados por MOHR (1970), trabalhando na escala

(1:6), utilizando técnicas melhoradas de produção e montagem da alvenaria. Nos anos 60,

teve início, na Universidade de Edimburgo,

tendo como pioneiros os trabalhos de HENDRY e MURTHY (1965), sobre paredes e

colunas de tijolos nas escalas (1:3) e (1:6). Baseados nos resultados desses estudos, os

autores concluíram que o comportamento em escala real poderia ser repetido pelo

princípio da modelagem em escala reduzida. Posteriormente, SINHA e outros (1970)

investigaram a ação de cargas horizontais em paredes de contraventamento. Esse estudo

foi conduzido em um edifício de cinco pavimentos, em escala natural e em seu modelo na

escala (1:6), tendo os autores c

modelo

É importante observar que todos os trabalhos citados anteriormente foram desenvolvidos

utilizando-se a alvenaria de tijolos cerâmicos, dando-se bem menos atenção para a

alvenaria de blocos de concreto. A primeira tentativa para modelar a alvenaria de blocos de

Modelo: é qualquer representação física de uma estrutura ou porção dela. O modelo é usualmente

construído em escala reduzida, e freqüentemente representa um protótipo de uma estrutura especifica.

Protótipo: é o elemento estrutural no qual se baseia o modelo.

Capítulo 1- Introdução 9

oncreto foi realizada pela NATIONAL BUREAU OF STANDARDS (NBS) no final de

AKER (1972) realizou, com sucesso, ensaios em paredes de tijolos

as escalas de (1:3) e (1:6), com cargas axiais e horizontais. Na mesma época, FIORATO

amplo programa de pesquisas com modelos físicos de

lvenaria estrutural de blocos de concreto, objetivando desenvolver tanto as técnicas de

ssas pesquisas incluíram programas de estudos do comportamento de prismas submetidos

ssível o estudo de modelos com esse

aterial.

sessenta. Cuidadosamente fabricados, os blocos de alvenaria com um quarto de escala

foram usados para modelar as estruturas de blocos de concreto. O estudo, entretanto, não

foi conclusivo.

Na década de setenta, B

e outros (1979) também estudaram a interação entre paredes e pórticos de concreto na

escala (1:4), tendo os resultados desses ensaios contribuído para um melhor entendimento

do mecanismo de interação entre esses elementos.

A partir de 1975, teve início um

fabricação dos materiais, tais como, blocos, argamassas, grautes

e armaduras, bem como

as técnicas de montagem da alvenaria e a busca do conhecimento das correlações entre

modelos e protótipos.

à compressão axial, com e sem grautes, estudos de prismas submetidos a cargas em

diferentes direções, para avaliação da resistência das juntas ao corte, estudos de resistência

à compressão de paredes armadas, estudos do comportamento dos nós lajes/paredes e

resistência à tração da alvenaria.

HARRIS e BECICA (1977) retomaram os estudos do NBS, desenvolvendo, na

Universidade de Drexel, metodologia e técnicas de trabalho com blocos vazados de

concreto na escala (1:4), concluindo que seria po

Na década de oitenta, HAMID e ABBOUD (1986) deram continuidade aos estudos de

modelos, trabalhando com o mesmo tipo de material usado por HARRIS e BECICA

Graute: elemento para preenchimento dos vazios dos blocos e canaletas de concreto para a solidarização

da armadura a esses elementos e aumento da capacidade resistente, composto de cimento, agregado miúdo,

graúdo, água e cal ou outra adição destinada a conferir trabalhabilidade e retenção de água de hidratação à

mistura.

Capítulo 1- Introdução 10

causa principal de tal fato

nha sido imperfeições na geometria dos blocos reduzidos, somadas a problemas

squisa para maior compreensão foi mais tarde iniciado na

niversidade de Drexel para melhorar a correlação entre resultados de modelo e protótipo

do examinar as correlações de

sistência e deformações e verificar quais os parâmetros que poderiam se mostrar afetados

elhantes entre

odelos e protótipo.

ra com blocos cerâmicos em escala reduzida e real, e, mais

(1977). Os resultados dos ensaios mostraram que o comportamento da alvenaria de blocos

de concreto, com ou sem graute, poderia ser satisfatoriamente representado por modelos

em escala (1:4). Contudo, comentam os autores que algumas variações entre respostas de

modelo e protótipo foram observadas, acreditando-se que a

referentes à qualidade da mão-de-obra empregada.

Um programa de pe

e para usar técnicas de modelagem em alvenaria armada. Nesse programa, a geometria da

unidade foi modificada para espelhar com maior precisão as características geométricas do

protótipo. Além disso, uma máquina de encruar

barras em escala reduzida foi

desenvolvida na Universidade de Drexel para conseguir um maior índice de similaridade

da aderência para os modelos de parede de alvenaria armada.

CALDERONI (1991) desenvolveu, na Universidade de Nápoli, um estudo em um pequeno

edifício de quatro pavimentos de alvenaria de tijolos, procurando avaliar o efeito das ações

horizontais e verticais

Um trabalho mais recente envolvendo as Universidades de Bath (Inglaterra) e Karlsruhe

(Alemanha) foi levado a efeito por EGERMANN e outros (1991), onde se procurou fazer

uma investigação sobre o comportamento de modelos reduzidos de paredes de alvenaria

com tijolos cerâmicos nas escalas (1:4) e (1:2), buscan

pelo fator escala. Os autores concluíram, basicamente, que a alvenaria pode ser

representada em escalas reduzidas, com relação ao modo de ruptura e resistências últimas

(campo de investigação da pesquisa), quando forem utilizados materiais sem

No Brasil, CAMACHO (1995) realizou, na Escola Politécnica da Universidade de São

Paulo, uma pesquisa pionei

Encruar, deformar e outros são termos usados para descrever as deformações feitas em barras de aço,

produzindo saliências nas mesmas, para o concreto armado o encruamento pode ser realizado a quente ou a

frio, produzindo os aços classe A e B.

Capítulo 1- Introdução 11

rde, realizou ensaios em paredes “H” em escala reduzida, também em blocos cerâmicos,

av cia das ligações entre as paredes.

ecentemente, no Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutural (NEPAE),

ssa nova técnica, o presente

abalho vem propor o estudo de correlações entre as escalas quando são ensaiados

nados à

istribuição vertical dos carregamentos entre as paredes do edifício. HENDRY (1998)

uitos problemas relevantes na alvenaria continuam sem respostas. A análise teórica do

ara se definir o comportamento das estruturas de alvenaria é necessário que se realizem

es arranjos estruturais, e que os mesmos tenham um tratamento

estatístico apropriado.

ruído edifícios na escala natural, em que os

esmos foram levados até a ruptura com o objetivo de avaliar, entre outros efeitos, o

comp

brasilei z que isso envolveria custos e complexidade de equipamentos não

para aliação da eficiên

desenvolveu-se a técnica necessária para a produção de blocos estruturais de concreto em

escala reduzida (1:4), em um trabalho realizado por ANDOLFATO (2002).

De modo a contribuir com o conhecimento e aplicação de

diferentes corpos-de-prova.

1.3 O Problema

Os problemas que surgem no projeto de estruturas de alvenaria podem estar relacio

afirma que convencionalmente esse problema é resolvido nos projetos mais por definições

arbitrárias do que por outro motivo tecnicamente embasado.

sistema estrutural de uma obra de alvenaria apresenta uma série de dificuldades,

considerando que se trata de um sistema estrutural de placas e chapas, composto por

materiais não homogêneos e de comportamento não linear. No processo de análise do

comportamento estrutural é de fundamental importância que a distribuição das ações entre

as paredes resistentes seja adequadamente estabelecida (CAMACHO et al., 2001).

ensaios em diferent

Embora em outros países já tenham const

ortamento estrutural da alvenaria, esse fato fica fora de cogitação da realidade

ra, uma ve

Capítulo 1- Introdução 12

dispo

duzidos se torna justificável.

.4 Objetivos

Os prin balho são:

níveis nos laboratórios nacionais. Dessa forma, proceder com um estudo em modelos

cipais objetivos deste tra

Desenvolver um estudo das ligações diretas em paredes de blocos de concreto na

escala real

Obter uma possível correlação de comportamento estrutural com a escala reduzida.

a) Produzir blocos na escala reduzida que representem o seu protótipo na escala real,

nto da alvenaria através de medições de

tensões e deformações em ensaios de prismas e paredes, feitas em escala real e

reduzida 1:4.

o final do presente trabalho, pretende-se contribuir para o melhor entendimento do

ecanismo de transferência de cargas verticais entre paredes contrafiadas, e, ao mesmo

tempo, verificar a possível correlação com a escala reduzida.

ma vez estabelecido esse comportamento, atinge-se o objetivo maior do trabalho que é

Pode-se citar como objetivos específicos:

tanto em valores de resistência à compressão quanto ao comportamento das curvas

tensões x deformações.

b) Caracterizar e estudar o comportame

fornecer subsídios para a análise da distribuição do carregamento vertical entre as paredes

resistentes de edifícios de alvenaria estrutural.

Capítulo 1- Introdução 13

.5 Justificativa

indo a dimensionamentos mais adequados,

, maior confiabilidade na análise estrutural e redução de custos.

tre as paredes pode resultar em níveis de carregamento significativamente

questão. Já a adoção de taxas exageradas de transferência pode

itam a melhor

preensão do mecanismo de distribuição das ações verticais entre paredes resistentes é

poucos estudos têm sido conduzidos nessa direção.

outros países esse fato seja justificado pela tradição de construir

No processo de análise do comportamento estrutural da alvenaria, e nas etapas

subseqüentes das verificações, é de fundamental importância que a interação entre paredes

resistentes e a devida distribuição das ações sejam adequadamente estabelecidas.

Com o conhecimento da interação entre as paredes resistentes e do melhor entendimento

da distribuição das ações verticais, podem ser obtidos modelos de cálculo mais próximos

do comportamento real da estrutura, conduz

propiciando assim

Por outro lado, o desconhecimento da taxa de interação entre as paredes pode fazer com

que projetistas e calculistas tomem decisões equivocadas, visto que a não consideração da

interação en

diferentes das paredes em

resultar em uniformizações irreais das ações. De modo geral, diferenças significativas

entre cargas teóricas e reais nas paredes podem conduzir a uma situação anti-econômica

quando os valores reais são inferiores aos teóricos, ou então, pecar contra a segurança se a

situação for oposta.

Conforme exposto acima, o desenvolvimento de estudos que perm

com

um fator de grande importância para a realização do dimensionamento estrutural da

alvenaria.

Apesar da importância do assunto,

Acredita-se que em

edifícios de alvenaria de pequena altura, em que a distribuição das ações verticais não seria

fator relevante no projeto ou no custo da obra. Porém, no Brasil, tem se verificado a

construção de edifícios relativamente altos, o que evidencia a necessidade de compreender

melhor a distribuição das ações verticais entre paredes resistentes.

Capítulo 1- Introdução 14

mbasados nessas premissas e no crescimento de investimentos aplicados nesse sistema

ento da transferência das ações verticais entre as

paredes resistentes para diferentes níveis de solicitação presentes nas estruturas usualmente

tilizadas em nosso país.

to em escala

al e reduzida. Uma vez estabelecidas as correlações de resistência e deformabilidade

capítulo 2 está direcionado à análise das distribuições de ações verticais entre paredes de

o capítulo 3, são descritos os procedimentos para produção dos modelos reduzidos e os

ise dos resultados entre escalas.

geral das correlações entre escalas.

racional, é imprescindível o conhecim

Os resultados obtidos nesta pesquisa serão de grande importância para o melhor

entendimento do comportamento da alvenaria estrutural de blocos de concre

entre blocos, prismas, paredes e paredes H, em escala real e reduzida, abre-se um caminho

importante para investigações em arranjos estruturais mais complexos.

1.6 Estrutura da Dissertação

Neste capítulo, encontra-se a abordagem, de forma genérica, do caminho percorrido pela

alvenaria com seus marcos iniciais no Brasil, o histórico da modelagem física reduzida em

estruturas de alvenaria, o problema, os objetivos e a justificativa do trabalho.

alvenaria estrutural, com exemplos de alguns importantes trabalhos realizados acerca do

tema.

respectivos ajustes para se chegar à definição do traço ótimo.

Nos capítulos 4, 5 e 6 estão descritos respectivamente os ensaios em blocos, prismas e

paredes em ambas as escalas. Nesses capítulos, estão apresentados também os

procedimentos de montagem dos corpos-de-prova, instrumentação, resultados obtidos,

correlação e anál

Já o capítulo 7 é um resumo geral dos ensaios de caracterização da alvenaria, descritos nos

capítulos 4, 5 e 6. Nesse capítulo, é feita uma avaliação da eficiência e uma conclusão

Capítulo 1- Introdução 15

es diretas entre as paredes de blocos de

oncreto em ambas as escalas. No capítulo 8, estão descritos os procedimentos de

adotado

ara a reduzida.

capítulo 10 é o coração do trabalho. Nele são feitas as análises dos resultados das

aredes em formato H e suas correlações entre escalas. Nesse capítulo também são

presentadas algumas modelagens em elementos finitos, as quais foram comparadas e

orrelacionadas com os resultados experimentais.

o capítulo 11, estão expostas as conclusões e comentários finais da dissertação, assim

omo as sugestões para futuras pesquisas correlacionadas ao assunto. Por fim, no capítulo

2, apresenta-se a referência bibliográfica utilizada para a realização do trabalho.

Os capítulos 8, 9 e 10 abordam o estudo das ligaçõ

montagem, instrumentação, ensaios e resultados obtidos nas paredes em formato H, em

ambas as escalas. O capítulo 9 é uma complementação dos ensaios em paredes H, em que

é sugerido um modelo de ensaio ao cisalhamento para unidades da escala real e

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 16

2 AÇÕES VERTICAIS NAS ESTRUTURAS

2.1 Generalidades

Verifica-se, atualmente no Brasil, uma expressiva quantid

ade de edifícios projetados e

onstruídos em alvenaria estrutural, especialmente a não armada, dadas às vantagens

ficação, ter-se-ia

ferentes especificações de blocos estruturais, segundo a sua resistência, o que não é

dos por OLIVEIRA JR. & PINHEIRO (1994) mostraram que as paredes

sistentes, trabalhando em conjunto com as lajes, conduzem a efeitos favoráveis na

es, fazendo com que as paredes mais carregadas

jam aliviadas, e as menos solicitadas sofram um acréscimo de tensões.

Sabe-se da altura da

edificaçã ma tendência a uma

redução das resistências dos blocos a serem especificados. Por outro lado, se a suposta

técnicas e econômicas encontradas nesse sistema construtivo.

Levando-se em conta a distribuição das cargas atuantes em edifícios de alvenaria

estrutural, as paredes resistentes são normalmente solicitadas de forma bastante

diferenciada. Devido a esse fator, para um mesmo pavimento da edi

recomendável. Por isso, o que acontece comumente, é adotar a resistência dos blocos a

serem utilizados para todas as paredes do pavimento, em função da parede mais solicitada,

mas esse procedimento muitas vezes onera o custo da obra.

Estudos realiza

redução das resistências necessárias às unidades (blocos). Esses efeitos baseiam-se na

capacidade das lajes de redistribuir as açõ

que quanto maior a uniformização das cargas verticais ao longo

o, maiores os benefícios para a economia, pois haverá u

uniformização não ocorrer na prática, pode-se ter uma redução significativa da segurança

da edificação.

Segundo HENDRY (1998), três problemas analíticos surgem no projeto de estruturas de

alvenaria, os quais estão relacionados à:

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 17

a que convencionalmente esses problemas são resolvidos nos

rojetos mais por definições arbitrárias do que por outro motivo tecnicamente embasado

Segundo CORRÊA & RAMALHO (1994), através de estudos em modelagem por

lementos finitos, a distribuição das tensões entre paredes de alvenaria estrutural está

ão entre as

esmas.

pesar de alguns experimentos feitos na Escócia, conduzidos por SINHA e HENDRY

ORRÊA e PAGE (2001) descrevem que a interação das paredes resistentes, submetidas

a) distribuição vertical dos carregamentos entre as várias paredes do edifício;

b) determinação da excentricidade do carregamento nas paredes e

c) distribuição dos carregamentos horizontais nas paredes.

Este autor ainda afirm

diretamente influenciada pelo tipo de amarração realizada, e, além disso, a amarração

serve de contraventamento para as paredes, consistindo assim num dos mecanismos

essenciais no que diz respeito ao conjunto da edificação. Sendo assim, as paredes

resistentes podem apresentar diferentes distribuições de ações verticais, que se tornam

delineadas em função da forma de amarração e, conseqüentemente, da interaç

2.2 Interação entre Paredes

(1979), terem concluído que a solidariedade entre paredes ortogonais e a conseqüente

transferência de cargas verticais entre elas é extremamente pequena, da ordem de 5 a 6%,

vários pesquisadores brasileiros têm afirmado que pela importância de que se reveste o

assunto, esse comportamento deveria constar na pauta de nossas investigações.

às cargas verticais, ocorre por transferência de força através das interfaces comuns e

podem levar a aumentos substanciais na capacidade resistente do conjunto. Esse fenômeno

não tem sido tão amplamente estudado, especialmente se comparado com aquele das

paredes submetidas às cargas horizontais.

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 18

LIVEIRA JR. e PINHEIRO (94) recomendam a homogeneização de tensões em paredes

ue numa parede de alvenaria, quando se coloca

m carregamento localizado sobre apenas uma parte do seu comprimento, tende a haver

RAMALHO e CORRÊA (2003) ainda dizem que se esse espalhamento pode ser observado

em paredes planas, é de se supor que também possa ocorrer em cantos e bordas,

especialmente quando a amarração é realizada intercalando-se blocos numa e outra

direção, ou seja, sem a existência de juntas a prumo. Isso se dá porque um canto assim

executado guarda muita semelhança com a própria parede plana, devendo ser, portanto, o

seu comportamento também semelhante.

Segundo CURTIN et al. (1984), as paredes construídas com amarração direta

, permitem a

distribuição das ações verticais e laterais ao longo do comprimento e altura dos painéis de

alvenaria, e, portanto, pode-se admitir que parte das forças seja transferida paras as paredes

adjacen

adjacentes ao longo da altura de um edifício, chegando a demonstrar um exemplo de

cálculo onde essa distribuição de cargas é feita utilizando o comprimento de cada parede

como coeficiente de proporcionalidade. Afirmam ainda que se podem constatar patologias

em edifícios de alvenaria estrutural onde tais critérios não foram utilizados.

RAMALHO e CORRÊA (2003) dizem q

um espalhamento dessa carga ao longo de sua altura. A NBR 10837 (ABNT, 1989) –

Cálculo de Estruturas de Blocos Vazados de Concreto prescreve que esse espalhamento

deve-se dar segundo um ângulo de 45º.

tes, tendo um espalhamento a 45° da vertical (figura 2.1).

Amarração direta: é quando a amarração entre cantos e bordas é feita intercalando-se blocos numa e outra

direção.

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 19

Figura 2.1 – Espalhamento do carregamento em paredes adjacentes (CURTIN et al, 1984)

De acordo com RAMALHO e CORRÊA (2003), para que haja o espalhamento das cargas

em cantos de paredes é necessário que existam forças de interação como mostra a figura

.2. Se essas forças não estiverem presentes por um motivo qualquer, como a existência de 2

junta prumo no local, evidentemente o espalhamento não se verificará. E não ocorrendo o

espalhamento, não ocorrerá a uniformização das cargas que atuam sobre essas paredes.

Figura 2.2 – Interação entre canto de paredes, adaptado de CORRÊA & RAMALHO (2003)

arga entre a parede central e a suas

abas, comprovando assim, a existência da interação e a transferência das cargas entre

Em uma recente pesquisa desenvolvida no NEPAE, SILVA (2003) estudou o

comportamento das ligações em painéis de alvenaria de blocos cerâmicos. Esse autor

concluiu que existe uma região de transferência de c

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 20

aredes ortogonais. Nesse mesmo trabalho, verificou-se que a transferência de cargas,

esmo grupo

nterligadas).

essa forma, para que haja uma uniformização das cargas ao longo da altura de um

difício, é necessário que exista uma interação entre paredes. Uma condição que,

ossivelmente, implica nessa interação é a amarração direta entre as paredes de alvenaria.

.3 Distribuição das Ações Verticais

transferência das ações verticais entre as paredes resistentes pode ser considerada de

rmas distintas. Nos itens a seguir são descritas as formas comumente empregadas.

entre paredes contrafiadas, ocorreu para os dois tipos de ligação em estudo: a direta e a

indireta.

A experiência e os resultados de alguns estudos teóricos (CAMACHO ET AL, 2001)

apontam para o fato de que nos pavimentos inferiores dos edifícios de maior altura, as

cargas verticais tendem a se uniformizar entre as paredes pertencentes ao m

.3.1 Paredes Isoladas

Uma forma de se considerar a transferência das ações verticais é supor que cada parede

seja responsável, única e exclusivamente, pelo seu peso próprio e pelas cargas

permanentes e acidentais a ela transmitida pelas lajes que nela se apóiam, ou seja,

considera-se que não haja interação entre as paredes.

Para calcular as cargas que serão aplicadas em cada parede, pode-se fazer uso dos

procedimentos convencionais para cálculo de concreto armado, subdividindo-se as lajes

em triângulos e trapézios (figura 2.3), em cada pavimento, e cuja área estará relacionada ao

quinhão de carga a ser aplicada nas paredes correspondentes, sem considerar as ligações

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 21

xistentes entre as mesmas. Dessa forma, a carga em cada parede se torna o somatório do

ue ocorre em cada pavimento, ao longo da altura do edifício até a fundação.

esmo que as cargas das lajes não carreguem as paredes de modo uniforme, estudos

renças nas cargas

plicadas tendem a desaparecer à medida que se afastam da região de aplicação.

Figura 2.3 – Transferência de cargas verticais para paredes isoladas. Adaptado de HENDRY (1981)

Paredes Isoladas

Para lajes retangulares, embora seja provável, HENDRY (1981) salienta que a distribuição

das tensões não é uniforme ao longo do comprimento da parede, sendo que na verdade

estas se concentram na região central; no entanto, nos pavimentos inferiores de edifícios,

essa não uniformidade tende a diminuir, gradualmente, ao longo da altura da parede.

realizados através de simulações teóricas, com a utilização do método dos elementos

finitos, por CORRÊA & RAMALHO (1994), indicaram que, devido aos vínculos

promovidos pelas outras paredes, associadas entre si pelas lajes, as dife

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 22

2.3.2 Grupos Isolados de Paredes

Um grupo é um conjunto de paredes que são supostas totalmente solidárias. Geralmente,

os limites dos grupos são as aberturas, sejam portas ou janelas, ou o próprio final das

paredes.

Nesse procedimento, consideram-se as cargas totalmente uniformizadas em cada grupo de

paredes considerado. Isso significa que as forças de interação em canto e bordas são

consideradas suficientes para garantir um espraiamento e uma uniformização total em uma

pequena altura. Por outro lado, desconsideram-se as forças de interação nas aberturas,

limites dos grupos. Dessa forma, cada grupo definido trabalhará isolado dos demais.

Na literatura internacional, Sutherland (1969) citado por CAMACHO (1987) propunha que

as paredes resistentes fossem subdivididas em grupos de paredes (figura 2.4), tratados

onsiderando-se também o efeito da excentricidade da resultante em relação ao centróide

avimentos, também encontrou evidências de que, em edifícios altos, há

ma tendência das tensões se uniformizarem nos pavimentos inferiores, tanto em paredes

oladas, como em grupos de paredes interligadas.

omo elemento único, com carga correspondente à área de influência do grupo,

da área do grupo de paredes.

CAMACHO (1995), através de resultados teóricos, aponta para o fato de que nos

pavimentos inferiores dos edifícios de maior altura, as cargas verticais tendem a se

uniformizar entre as paredes interligadas, pertencentes ao mesmo grupo.

STOCKBRIDGE citado por HENDRY (1981) através de ensaios realizados em um

edifício de cinco p

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 23

Grupo de Paredes

Figura 2.4 – Transferência de cargas verticais para grupo de paredes. Adaptado de HENDRY (1981)

RAMALHO e CORRÊA (2003) dizem que esse é um procedimento bem aceito na

literatura internacional, pois é simples de ser implementado, é seguro, especialmente

quando as aberturas são consideradas como limite entre grupos. Além disso, é um

procedimento bastante racional quanto à economia, resultando em especificações

adequadas de blocos. É indicado para edifícios de qualquer altura, entretanto, é

ndamental que se avalie corretamente a possibilidade de realmente ocorrerem as

mencionadas forças de interação em cantos e bordas, condição necessária para a sua

correta aplicação.

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 24

diferença entre esse procedimento e o citado anteriormente, explica ACCETTI (1998), é

es, funcionando o

acrogrupo como se fosse um único grupo. Caso a taxa seja igual a zero não haverá

enhuma transferência de ações, comportando-se como grupos isolados. Para valores

termediários, por exemplo, uma taxa de 20%, indica que 20% da diferença das ações dos

grupos e a ação média do macrogrupo são uni izadas entre os grupos componentes, ou

que 80% da diferenç aior que a média do

acrogrupo transmitem parte dessa diferença para grupos com ações menores que a

édia.

que o procedimento, quando bem empregado, é

seguro, e a economia é o seu grande atrativo, pois resulta em especificações de resistência

nore fícios de

ualquer altura, entretanto, é fundamental que se avalie corretamente a possibilidade de

2.3.3 Grupos de Paredes com Interação

Esse procedimento é uma extensão do anterior, com uma sofisticação adicional, no qual os

próprios grupos de paredes interagem entre si. Portanto, a diferença entre esse

procedimento e o anterior é a existência de forças de interação também sobre as aberturas.

que os grupos anteriormente definidos agora interagem segundo uma taxa pré-definida,

formando os macrogrupos; isso baseado no fato de que há interação de grupos quando

houver alvenaria entre a abertura e a laje.

CAPUZZO (2000) cita que a taxa de interação representa quanto da diferença de cargas

entre grupos que interagem deve ser uniformizada em cada nível. Considerar que essa taxa

seja igual a 100% significa que há a homogeneização total das açõ

form

a será mantida. Assim, grupos com uma ação m

RAMALHO e CORRÊA (2003) dizem

me s que os procedimentos descritos anteriormente. É indicado para edi

realmente ocorrerem as forças de interação, tanto em cantos e bordas como nas regiões de

aberturas. Serão essas, sem dúvida, as condições fundamentais para a sua utilização.

Capítulo 2 – Ações Verticais nas Estruturas 25

ensional em Elementos Finitos

gumas características elásticas do material alvenaria, tais como

módulo de deformação e coeficiente de Poisson.

R Ê ) e

inconvenientes: dificuldade de mont d na inter ão dos r até

m efin dos el tos qu ossam representar a alvenaria.

2.3.4 Modelo Tridim

Trata-se de modelar a estrutura discretizada com elementos de membrana ou chapa,

colocando-se os carregamentos no nível de cada pavimento (figura 2.5). Dessa forma, a

uniformização dar-se-á através da compatibilização dos deslocamentos no nível de cada nó

(RAMALHO e CORRÊA 2003).

Diferentemente dos outros modelos analíticos, o modelo tridimensional em elementos

finitos necessita de al

AMALHO e CORR A (2003 escrev m que esse

ados,

procedimento apresenta alguns

esultados, eagem dos pretaç

esmo da d ição emen e p

Figura 2.5 – Modelo em elementos finitos (SAP2000®)

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 26

3 PRODUÇÃO E CORRELAÇÃO DAS UNIDADES

reduzida e

orrelação com a escala real.

3.1 Escala Real

Os blocos na escala real com dimensões (14

x19x29 cm) foram produzidos em uma fábrica

comercial (CONCRETIC) na cidade de Nipoã – SP, localizada nas proximidades de São

José do Rio Preto – SP. O processo de fabricação foi o mesmo que a empresa utiliza para

produção de seus blocos. Tomou-se como parâmetro um traço padrão, como sendo o traço

do bloco de controle. A seguir é apresentada a tabela 3.1 com as proporções utilizadas,

bem como as massas específicas aparentes secas dos agregados e o traço equivalente a

uma parte de cimento.

Tabela 3.1 – Composição do traço utilizado em escala real

Este capítulo subdivide-se em dois itens principais: itens 3.1 e 3.2. No item 3.1, serão

descritos os materiais utilizados, o traço, a aquisição e os primeiros procedimentos para os

ensaios dos blocos na escala real. No item 3.2, serão descritos os materiais empregados,

procedimentos para produção, ensaios com os corpos-de-prova na escala

Materiais

Massa

unitária

(kg/L)

Volume

Utilizado

(L)

Massa

Umidade dos

materiais

Massa Real da

Mistura

Proporção por parte

(kg)

(%)

(kg)

de cimento

Cimento:

1,13 44,2 50 - 50 1,00

Areia:

1,48 216 320 7% 320 6,39

Pedrisco:

1,37 216 296 5% 296 5,92

Água:

1 1,02

14 14 - 51

Os materiais utilizados foram: - Cimento CPV - ARI (Cim tência

Inicial); - Areia nat araná extraída no porto de C o-SP; - Pedrisco de

origem basáltica extr ra de Monç

A aquisição das unidades foi feita na obra de um edifício de 4 (quatro) pavimentos de

alvenaria estrutural de blocos de concreto na cidade de Ilha Solteira – SP. O critério de

ento Portland Alta Resis

ural do Rio P astilh

aído da pedrei ões-SP.

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 27

s de uma inspeção visual de modo a não comprometer a

ostra com unidades deterioradas com possíveis trincas provindas do transporte ou falta

ala reduzida.

Dessa forma, foi escolhida uma amostra de vinte blocos para determinação da massa

específica aparente. Após uma regularização primária através da raspagem das faces dos

blocos, para re bricação, suas

assas foram aferidas e as unidades foram numeradas para ensaio (figura 3.1).

seleção foi realizado atravé

de controle de qualidade na produção. Depois de selecionados, foram guardados em um

galpão devidamente protegido da intervenção dos fatores climáticos.

Segundo Andolfato et al (2002), o grau de compacidade

influencia significativamente o

resultado de ensaios à compressão axial em blocos de concreto. Portanto, a massa de cada

unidade, que é um fator determinante do grau de compacidade, deve ser conhecida de

modo a facilitar a reprodução na esc

tirada de possíveis imperfeições provindas do processo de fa

Figura 3.1 – Aferição de massa

A tabela 3.2 apresenta os valores médios aferidos da massa e massa específica aparente

dos blocos a serem ensa

iados.

G pacidade é o term o pa sar a ma a específica te seca dos blo inda,

maior ou menor índice de vazios (ANDOLFATO, 2002).

rau de com o usad ra expres ss aparen cos, ou a

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 28

Tabela 3.2 – Dad s com locos em

A a sec bora Ma )

Massa específica

a e* (g/cm

)

os obtido os b escala real

mostr a em la tório ssa (g

parent

Média

9975 1,293

Desvio Padrão

134 0,02

Coef. variação

1,34% 1,34%

* Calculado em relação ao volume aparente, com as suas dimensões nominais

(14x19x29) cm

3.2 Escala Reduzida

Os blocos, na escala reduzida, foram produzidos no laboratório do Núcleo de Ensino e

Pesquisa da Alvenaria Estrutural (NEPAE), segundo traço utilizado na produção dos

blocos em escala real. Para a fabricação na escala reduzida foi utilizada uma vibro-prensa

pneumática fabricada comercialmente, e a ela foi adaptada um conjunto de forma e contra-

forma de aço, que fornecem aos blocos todas as características geométricas de seus

protótipos. A figura 3.2 apresenta a vibro-prensa que foi utilizada e a produção dos corpos-

de-prova na escala reduzida.

Figura 3.2 – Vibro-prensa e produção dos blocos na escala reduzida

Para a definição do traço a ser utilizado na produção dos blocos na escala reduzida, foram

adotados os procedimentos descritos na dissertação de mestrado de ANDOLFATO (2002).

Essas técnicas foram desenvolvidas no Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria

Estrutural – NEPAE, mesmo local onde foi realizada a pesquisa do trabalho apresentado.

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 29

A procedência dos de Andolfato é a

mesma dos que serão utilizados p fo

caracterização dos ma l p i s i od dos

os blocos em e a

O traço seco (cimento, areia e pedrisco) utilizado na fabricação dos blocos na escala

reduzida fo proporções

ncontradas.

blocos utilizados no desenvolvimento da dissertação

ara o presente trabal Deho.

mento

ssa

descr

rma, com base na

tos, fo

teriais

eduzid

já rea

izados e nos roced ram pr uzi

scala r

i o mesmo aplicado na escala real. A tabela 3.3 mostra as

Tabela 3.3 – Traço seco dos blocos na escala (1:4)

Materiais

Massa

unitária

(kg/L)

Volume

Utilizado

(L)

Massa

(kg)

Umidade dos

materiais

(%)

Massa Real da

Mistura

(kg)

Proporção por parte

de cimento

Cimento:

1,13 0,062 0,0700 - 0,070 1,

Areia:

1,48 0,302 0,4476 0% 0,448 6,39

Pedrisco:

1,37 0,302 0,4143 0% 0,414 5,92

Água:

1 0,072 0,0716 - 0,072 1,02

“A primeira condição para a semelhança física é a semelhança geométrica, mas esta não é

suficiente: um modelo não é uma simples maquete” – Prof. Fernando Lobo Carneiro.

A partir da afirmação a, é que se resolveu

utilizar o fator de escala para os ma to utilizado nos blocos.

Ou a s d o r m ala

serão reduzidas, com r u p m m iais

con do concreto. Exemplificando, quando a seção transversal tem dimensões

grandes em relação às dimensões dos grãos dos agregados, esse fator de forma têm

influência muito pequena e é diminuídas as dimensões da

seção transversal agregados, estes

passarão a exercer uma ação de perturbação no local que não será mais desprezível

Segundo HARRIS (1999), o concreto do protótipo e do modelo consiste em uma mistura

de substâncias granulares inertes mantidas juntas pelo agente cimentício. Mais

do professor Carneiro, citada no parágrafo acim

teriais constituintes do concre

seja, não pena as pro

o tamb

prieda

ém se

es ge

ão red

métric

zidas

as da

as pro

unidad

riedad

e a se

es geo

mode

étrica

lada e

s dos

esc

ater

stituintes

desconhecida, porém se forem

e não forem diminuídas as dimensões dos grãos dos

(CARNEIRO, 1996).

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 30

es pedriscos finos, pó-de-pedra),

imento, água e, possivelmente, aditivos.

u protótipo o mais fielmente possível, foi

omposta uma areia conforme as proporções em peso obtidas nos ensaios de

carac dos os dados

apresen

foi fac ua reprodução na escala reduzida. Essa é uma aproximação da areia

prove as que mais

retive

(1:4)

Porcentagem retida nas peneiras

especificamente, o concreto do protótipo é uma combinação de cimento, água e agregados

graúdos e miúdos, e possivelmente aditivos, enquanto que, normalmente, o concreto do

modelo consiste de agregados finos (e algumas vez

Para se fabricar um modelo que represente se

terização dos agregados. Na caracterização da areia, foram obti

tados na tabela 3.4. Foi ainda esquematizada uma areia de referência, cujo intuito

ilitar s

niente da fábrica, porém, utilizando valores inteiros para as quatro peneir

ram os grânulos.

Tabela 3.4 – Composição da areia na escala reduzida

Agregado

Peneira

9,50 (mm)

Peneira

4,80 (mm)

Peneira

2,38 (mm)

Peneira

1,19 (mm)

Peneira

0,59 (mm)

*Peneira

0,42 (mm)

Peneira

0,297 (mm)

Peneira

0,149 (mm)

** ra

0,105 (mm)

**Peneira

0,074 (mm)

Fundo

Penei

Areia de

referência*

- - - - 28,00 30,00 18,00 24,00 - - -

Areia na

escala (1:4)

- - - - - - - 28,00 30,00 18,00 24,00

*Areia de referência foi criada para facilitar a sua reprodução na escala reduzida

** Peneiras intermediárias. Estas não fazem parte da série normal.

Vale informar que para a produção de 700 unidades na escala reduzida, são necessários

mais de 50 dias intensos de peneiramento. Pelo fato de ser demorada a obtenção da areia

passante na peneira gerando com isso a

ento da pesquisa, a parcela de 24% de areia pertencente

ao fundo da peneira, foi substituída pelos finos provenientes do peneiramento do pó-de-

ira, pois o mesmo foi de mais rápida obtenção.

peso obtidas em estudos precedentes, para caracterização dos agregados. A tabela 3.5

apresenta a composição do pedrisco na escala (1:4), segundo o pedrisco de referência.

0,074 mm, ou seja, o fundo das peneiras, e

possibilidade de atraso no andam

pedra passante nessa mesma pene

Também para o pedrisco, com o intuito de fabricar um modelo que represente seu

protótipo o mais fielmente possível, foi composto um pedrisco conforme as proporções em

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 31

Tabela 3.5 – Composição do pedrisco na escala (1:4)

Porcentagem retida nas peneiras

Agregado

Peneira 9,50

(mm)

**Peneira

6,30 (mm)

Peneira 4,80

(mm)

Pene a 2,38

(mm)

Peneira

(mm)

a 1,19

(mm)

a 0,59

(mm)

Peneira

7 (mm)

Peneira

9 (mm)

Peneira

4 (mm)

ndo

2,00

Peneir

0,29

0,14

0,07

Pedrisco de

referência*

- - 41,00 59,00 - - - - - - -

Pedrisco na

escala (1:4)

- - - - - 41,00 59,00 - - - -

*Pedrisco de referência foi criado para facilitar a sua reprodução na escala reduzida

** Peneiras intermediárias. Estas não fazem parte da série normal.

3.2.1 Procedimentos Para Produção dos Blocos na Escala Reduzida

Definidas as composições dos agregados a serem utilizados na escala (1:4), são

apresentados a seguir, determinação de suas

aracterísticas preliminares e de execução dos ensaios.

os procedimentos para produção dos blocos,

Os procedimentos de produção dos blocos em escala reduzida (figura 3.3) foram

realizados, executando-se as seguintes etapas:

Definição da mistura seca

(semelhante à do bloco em escala real);

Definição da relação mistura seca/teor de água

e quantidade de mistura úmida

para cada

bloco;

Pesagem discriminada dos materiais em balança com precisão de 0,5g;

Mistura dos materiais secos e posteriormente a água;

Pesagem dos materiais e colocação nas formas da vibro-prensa;

Produção dos blocos e armazenamento em câmara úmida.

Mistura seca é o traço seco composto por cimento, areia e pedrisco.

Teor de água é a quantidade

Mistura úmida é a mistura se

de água que foi adicionada na mistura seca.

ca com o teor de água já adicionado.

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 32

Figura 3.3 – Produção dos blocos na escala reduzida

3.2.2 Ensaios das Unidades

mente 0,4%, foram então levados para o

apeamento (figura 3.4). O capeamento foi realizado com gesso e manteve-se o controle

Após a permanência dos blocos por quatorze dias na câmara úmida, estes foram retirados e

pesados até que suas massas se estabilizassem. Quando a variação de massa não

ultrapassou 0,6g, que corresponde a aproximada

em massa de água e gesso, sendo utilizado 12,5g de gesso e 7,5g da água para o

capeamento de cada face do bloco.

gura 3. qüência apeame oco

Para a determinação da resistên compressão dos de co foram utilizados

os procedimentos preconizados pela norma NBR-7184 (ABNT, 1992) – Blocos vazados de

concreto simples para alvenaria - Determinação da resistência à compressão. Sendo assim,

Fi 4 – Se de c nto dos bl s

cia à blocos ncreto,

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 33

para o bloco na escala (1:4), usa este trab o, a ca a velocidade

de 0,10 kN/s.

Para que o sistem ção de dados fornecesse corretamente a carga aplicada, foi

colocado, entre um atos ensa e oco, um ula de a, com capacidade

máxima de 30 ton. (figura 3.5).

do n alh rga foi introduzida à um

a de aquisi

dos pr da pr o bl a cél carg

Figura 3.5 – Ensaio a compressão dos blocos

ade dos blocos em escala real (1,29 g/cm³).

Definidos os parâmetros a essária a busca da relação

mistura seca/teor de água e ida necessária para a produção de um

bloco, de forma qu hega lta e, s e s de resistência e

grau de compacidade dos blocos na escala real.

3.2.3 Ajuste do Úmi

Conhecidos os valores de grau de compacidade e resistências a serem atingidos, de acordo

Como a resistência à compressão e deformação dos blocos em escala real eram as metas

principais a serem atingidas na fabricação dos blocos em escala reduzida, adotou-se,

inicialmente, o mesmo grau de compacid

serem alcançados, tornou-se nec

peso da mistura

sse, simu

final úm

neamente se c a eos valor stimado

Traço do

com o bloco na escala real, ajustou-se o traço úmido para produção do bloco de concreto

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 34

na escala (1:4), de forma que se chegasse a esses valores, com massa específica próxima a

1,29 g/cm³

e uma resistência média

de 7 MPa.

Desse modo, foram definidos os traços piloto apresentados na tabela 3.6, em que se fez

uma combinação entre mistura seca, teor de água e massa final úmida para a produção de

cada unidade, sendo conduzidas ao ensaio de compressão axial aos 28 dias de idade. Cada

valor de resistência média apresentada nesta tabela refere-se à ruptura de seis corpos-de-

prova.

Tabela 3.6 – Determinação do traço: ensaio piloto

Traço

Massa final

úmida por

bloco

(g)

Massa de

água

(g)

Massa

Específica

(g/cm

)

Resistência

Média

(MPa)

Tipo 1 160 72 1,233 6,10

Tipo 2 160 80 1,229 6,97

Tipo 3 160 85 1,194 5,13

Tipo 4 160 90 1,218 6,37

Tipo 5 170 95 1,249 4,46

Tipo 6 160 95 1,216 5,38

Tipo 7 168 95 1,249 4,32

Tipo 8 165 95 1,233 5,33

Tipo 9 160 100 1,229 5,67

Tipo 10 160 72 1,249 2,79

Tipo 12 165 75 1,274 4,98

Tipo 13 168 75 1,298 3,88

Tipo 14 168 82 1,285 5,29

Tipo 15 168 78 1,278 4,15

Tipo 16 168 80 1,29 4,71

Tipo 17 168 78 1,329 9,44

Estes resultados apresentaram uma significativa variação, levando à necessidade de novas

tentativas no ajuste do traço. Prosseguiram-se as tentativas, e conforme os resultados

foram se aproximando do esperado, foi possível a determinação de uma curva de grau de

compacidade

x resistência média. Através dessa curva, foi dada uma melhor visualização

a escala real foi de 7MPa e será descrita n

A resistência média dos blocos n o próximo capítulo.

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 35

para onde deveria ser focalizada a atenção para que se pudesse atingir o resultado

esp

Com os re os mo s, fo rificado quais os res qu is se

aprox do esperado e então produzidos blocos c a relaçã stura se or de

águ úmi nal pró a este orme m ado na a 3.7 e tindo

todo o processo de produção e ensaios.

erado.

base n sultad strado ram ve s valo e ma

imaram om o mi ca/te

a e massa da fi xima s, conf ostr tabel repe

Tabela 3.7 - Determinação do traço

Traço

Massa final

úmida por

bloco (g)

Massa de

água (g)

Massa

Específica

(g/cm

)

Resistência

Média

(MPa)

Tipo 18 166 85 1,282 8,33

Tipo 19 164 72 1,284 9,16

Tipo 20 160 72 1,252 6,23

Tipo 21 158 72 1,235 4,94

Ti 162 72 po 22 1,268 6,93

Com os resultados dos n 3.7 foi ível estab er uma relação entre

resistência e grau d idade, apresentada na figura 3.6.

apresenta a tabela poss elec

e compac

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

(MPa)

10,00

1,230 1,240 1,250 1,260 1,270 1,280 1,290

Grau de Compacidade (g/cc)

Resistência

Figura 3.6– Relação grau de compacidade x resistência (tabela 3.7)

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 36

Como pode ser observado nesta figura, blocos com resistência média, próxima de 7MPa

apresentaram o valor de grau de compacidade de aproximadamente 1,27 g/cm³. Para efeito

de correlação com a escala real (1,29 g/cm³), sabe-se que blocos com menor grau de

compacidade podem apresentar maior deformabilidade, desse modo foi proposto um novo

conjunto de ensaios.

Foram então produzidos mais quatro tipos de blocos com 18 unidades para cada mistura

úmida final, de modo a avaliar, além das re es x deformações,

visando a manter a correspondência desejada com a escala real.

ada traço e de cada

istura. O novo traço seco é mostrado na tabela 3.8.

sistências, as relações tensõ

As novas misturas, utilizadas na produção, foram de apenas duas combinações, uma com

164 gramas de massa úmida final e 72 gramas de água, e outra com 162 gramas de massa

úmida final e 72 gramas de água. Entretanto, foram feitos quatro tipos de blocos, pois

utilizou-se dois traços secos distintos, o adotado durante todo o trabalho e outro com uma

proporção menor de cimento, de modo a analisar a deformação de c

Tabela 3.8 – Novo traço seco testado

Materiais

Massa

Volume

Massa

Umidade dos

Massa Real

Proporção

Específica

(kg/L)

Utilizado

(L)

(kg)

materiais

(%)

da Mistura

(kg)

por parte de

cimento

Cimento

1,13 0,071 0,0800 - 0,08 1,00

Areia

1,48 0,346 0,51 5 0% 0,51 6,39

Pedrisco

1,37 0,47 5,92

0,346 0,4735 0%

Água

1 0,082 0,0819 - 0,08 1,02

72g de água de B50 (162); blocos com o novo traço e mistura de 164g de massa úmida e

72g de água de B40 (164); blocos com o novo traço e mistura de 162g de massa úmida e

72g de água de B40 (162), a tabela 3.9 a seguir mostra essa classificação.

Sendo chamados os blocos com o traço original e mistura de 164g de massa úmida e 72g

de água de B50 (164); blocos com o traço original e mistura de 162g de massa úmida e

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 37

Água

(g)

Tabela 3.9 – Classificação final dos blocos a serem ensaiados

Blocos Traço

Massa úmida

(g)

B50 (164)

Original 164 72

B50 (162)

Original 162 72

B40 (164)

Novo 164 72

B40 (162)

Novo 162 72

Mantendo-se os procedimentos de produção, secagem e preparação, os blocos foram

ensaiados aos 21 dias, sendo que, nas unidades instrumentadas, foram coletados os

resultados por meio de um sistema de aquisição de dados instalados, apresentado na figura

3.7.

Figura 3.7 – Sistema de aquisição de dados

Os blocos foram ensaiados à compressão axial, segundo a NBR 7184 (ABNT, 1992).

Também foram instalados extensômetros

elétricos em três blocos de cada tipo, para

medida das deformações, enquanto os demais blocos foram apenas ensaiados à

ompressão, sem registro das deformações. No próximo capítulo, serão descritos os

procedimentos e posicionamentos dos extensômetros nas unidades.

Os extensômetros de resistência elétrica são elementos utilizados para obtenção das deformações nos

corpos-de-prova, tendo assim a mesma finalidade dos relógios comparadores ou transdutores elétricos

(BARRETO JR., 1998).

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 38

x deformação para

ada tipo de bloco ensaiado e também foi comparado com o gráfico da escala real. Os

Os dados obtidos foram plotados em um gráfico, expressando tensão

resultados de cada unidade são mostrados na tabela 13.1, em anexo, e o gráfico na figura

3.8 a seguir.

0,00

6,00

3,00

4,00

ão (MPa)

1,00

2,00

0,000 0,001 0,002

5,00

0,003

Deformação

Tens

Média escala real

Média B40 (164)

Média B50 (164)

Média B40 (162)

Média B50 (162)

és de testes de hipóteses para o módulo de

aram valores muito discrepantes e pouco

ódulo de deformação e um comportamento muito

distante no gráfico tensão

x deformação, tornando inviáveis essas opções. Mesmo com o

Figura 3.8 – Gráfico Tensão x Deformação

De posse dos resultados encontrados em cada amostra, foram verificadas, em relação à

escala real, as confiabilidades dos valores atrav

deformação, resistência, grau de compacidade e módulo de deformação a 40% da carga de

ruptura, que se encontram nas tabelas das amostras em anexo.

Conhecidos os comportamentos de deformação e os parâmetros citados, foi definido o

bloco, em escala reduzida, que melhor representa a escala real em estudo, o bloco B50

(162).

Os blocos B40 (162) e B40 (164) apresent

confiáveis no teste de hipótese para o m

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 39

loco B40 (164) tendo apresentado resistência média de 7MPa os fatores citados foram

eterminantes para a não escolha desse bloco.

pesar da curva de deformação do bloco B50 (164) estar muito próxima à da escala real e

u módulo de deformação ter sido o mais próximo encontrado, sua resistência é muito

istante da encontrada na escala real, o que levou a sua exclusão.

escolha do bloco B50 (162) foi devida ao seu comportamento na curva tensão

eformação, sendo possível observar que para tensões inferiores a 2MPa as curvas são

uito próximas, e, acima, mantêm-se semelhantes. A confiabilidade dos parâmetros:

ódulo de deformação e resistência foi satisfatória, e o valor do módulo de deformação a

0% ficou próximo à escala real, tornando esse bloco o mais fiel em relação ao protótipo.

Em resumo, significa dizer que, para esse bloco, os parâmetros resistência e módulo de

orm siderados diferentes em relação aos valores

a escala real.

pós a opção pelo traço B50 (162), foram produzidos os blocos na escala (1:4) em

o sendo o traço que representaria os protótipos

a uma boa

tótipos e modelos.

um novo lote de unidades.

def ação não podem ser estatisticamente con

quantidade suficiente para serem montadas e ensaiadas unidades, prismas e paredes,

seguindo-se os procedimentos de produção, cura, preparo e ensaio descrito no item 3.2.2.

3.2.4 Definição do Traço Ótimo

Depois de escolhido o traço B50 (162), com

da escala real, foi produzido um novo lote de unidades. A partir desse novo lote, foram

montados e ensaiados os corpos-de-prova de prismas e paredes. Porém, através de uma

análise dos dados obtidos, chegou-se à conclusão de que os valores não levaram

correlação entre pro

Pelo fato dos resultados das unidades da escala reduzida apresentarem discrepância

significativa em termos de resistência e deformação com a escala real, resolveu-se produzir

Capítulo 3 – Produção e Correlação das Unidades 40

va das unidades, que levou a escolha do bloco B50 (162), os

rocedimentos para reprodução em escala reduzida foram coerentemente empregados de

cordo com Andolfato (2002),

exceto, a faixa granulométrica pertencente ao fundo das

ra a de 24% de areia foi substituída pelo pó-de-pedra de mesma faixa

granulométrica, uma vez que o mesmo foi de mais rápida e fácil obtenção.

de produção, mesmo sabendo da

ora e dificuldade de obtenção.

essa maneira, o traço ótimo final para a produção das unidades foi o mesmo apresentado

m que a areia natural para a escala reduzida foi reproduzida integralmente

3.4. Os procedimentos de produção foram os mesmos descritos no

3.2.1 e os ensaios seguiram a preconização da NBR-7184 (ABNT, 1992) relatado no

Na primeira produção efeti

penei s, onde a parcel

Como a substituição dos finos da areia pelos finos do pó-de-pedra foi o único

procedimento divergente das técnicas de reprodução em escala citadas por Andolfato

(2002), resolveu-se utilizar a areia natural no processo

dem

na tabela 3.3, e

de acordo com a tabela

item

item 3.2.2. E os resultados obtidos são apresentados no item 4.3.2.

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 41

4 ENSAIO DAS UNIDADES

4.1 Generalidades

eçam as suas propriedades para o entendimento da

lvenaria como um todo. Eles devem atender aos requisitos de desempenho essenciais para

râmetro para seu controle de qualidade,

guindo os procedimentos descritos na NBR-7184 (ABNT, 1992).

Esta etapa envolveu um trabalho experimental com ensaios à compressão nos blocos de

concreto e foi desenvolvida nas dependências do Núcleo de Ensino e Pesquisa da

Alvenaria Estrutural – NEPAE. Neste capítulo estão descritos os procedimentos de ensaio

na escala real (item 4.2), na escala reduzida (item 4.3) e por fim será feita a correlação

entre as escalas (item 4.4).

4.2 Escala Real

Após a classificação, aquisição e pesagem dos blocos, estes foram capeados e ensaiados.

Os procedimentos para capeamento e ensaios que determinaram a resistência à compressão

axial e deformação são descritos neste item.

Segundo FRANCO (1987), os blocos representam normalmente de 80% a 95% do volume

total da alvenaria, sendo elemento determinante de grande parte das características desta.

Portanto, é fundamental que se conh

as unidades de alvenaria, como: resistência mecânica, durabilidade, dimensões

padronizadas, tolerância dimensional, peso, facilidade de manuseio, e outras.

A principal propriedade mecânica dos blocos vazados de concreto é a resistência à

compressão e, por isto, esta é utilizada como pa

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 42

aralelismo entre as

ces. Esse paralelismo é garantido através de uma regularização da superfície dos blocos

alizada pelo capeamento. O capeamento, segundo a norma NBR-7184 (ABNT, 1992),

pode ser feito com pastas ou argamassas à base de gesso, enxofre, cimento, pozolana ou

de 100 mm,

superior à prevista para o

loco a ensaiar. A norma ainda preconiza que a espessura média do capeamento não deve

, optou-se neste trabalho, mesmo não atendendo os requisitos da NBR-

184 (ABNT, 1992), utilizar o gesso como material de capeamento, já que o mesmo não é

pesquisa. Esse aparato fornece

orizontalidade e verticalidade para a regularização dos blocos, possibilitando assim o

paralelismo entre as faces capeadas.

O procedimento básico utilizado é untar o capeador metálico com óleo para facilitar o

desprendimento após o capeamento. Então o bloco é molhado, evitando dessa maneira a

absorção da água da pasta de gesso pelo bloco, o que pode acelerar a secagem e atrapalhar

o processo de capeamento. Após o preparo do gesso, com rigoroso controle da mistura, é

feito o capeamento da face do bloco (figura 4.1).

4.2.1 Capeamento

Existem alguns fatores relevantes para preparo dos blocos para os devidos ensaios. Para

ensaio de compressão axial nos blocos de concreto é importante o p

qualquer outro material.

A NBR-7184 (ABNT, 1992) preconiza que devem ser utilizadas pastas ou argamassas

capazes de apresentar, no momento do ensaio, resistência à compressão em corpos-de-

prova cilíndricos de diâmetro de 50 mm e altura

exceder 3 mm.

Os resultados obtidos por MAURÍCIO ET AL (2004) indicaram o gesso e o enxofre como

sendo os materiais para capeamento mais indicados para estudos experimentais de

resistência à compressão axial de blocos de concreto para alvenaria estrutural. Baseado

nesses resultados

tóxico e apresenta uma melhor trabalhabilidade em relação ao enxofre.

Para a regularização da superfície dos blocos capeados com gesso, foi utilizado um

capeador metálico usado comumente em laboratórios de

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 43

Figura 4.1 – Seqüência do capeamento

4.2.2 Determinação da Resistência à Compressão Axial

Para a determinação da resistência à compressão dos blocos de concreto foram utilizados

os procedimentos preconizados pela norma NBR-7184 (ABNT, 1992).

4.2.3 Determinação do Módulo de Deformação

Não existe norma brasileira referenciando a determinação do módulo de deformação dos

blocos vazados de concreto para alvenaria estrutural. Portanto, foi aplicada uma técnica

comum

Para a determinação das curvas tensão-deformação das unidades, foram utilizados

transdutores de deslocamento (relógios comparadores) acoplados a cantoneiras de

alumínio, que por sua vez foram coladas nos blocos. Foi também realizada em dois dos

ente utilizada nos laboratórios de ensaios.

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 44

ensaios a utilização de extensômetros elétricos junto com os transdutores de deslocamento

para verificação das diferenças de leitura que poderiam ocorrer nos diferentes tipos de

instrumentação.

As cantoneiras de alumínio foram coladas com superbonder®, utilizando-se um gabarito

que sempre as posicionavam no mesmo local, mantendo sempre o mesmo comprimento

inicial. A figura 4.2 apresenta a colagem das cantoneiras de alumínio para fixação dos

relógios comparadores utilizando um gabarito de madeira.

Figura 4.2 – Colagem das cantoneiras e fixação dos relógios de milésimo e centésimo

Os extensômetros foram instalados a meia altura das unidades, um em cada lado do bloco,

entre o septo central e as paredes laterais, sendo uma região oposta da outra (figura 4.3).

Essa disposição dos extensômetros foi concebida na intenção de adquirir médias de

eformações pontuais.

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 45

Planta

Seção Transversal

Figura 4.3 – Esquema de posicionamento dos extensômetros. Fonte: ANDOLFATO (2002)

Figura 4.4 – Blocos instrumentados com extensômetros elétricos

4.2.4 Resultados Obtidos

Resistência à compressão

Para a determinação de resistência à compressão axial e da deformação, foram ensaiadas

21 unidades. Para a obtenção da deformação, as unidades foram instrumentadas de acordo

com os procedimentos descritos no item 4.2.3 – Determinação do Módulo de Deformação

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 46

das Unidades. Os valores médios dos resultados obtidos: carga de ruptura, resistência à

compressão e deformação a 2,5 MPa, que corresponde aproximadamente a 40% da tensão

de ruptura, são mostrados na tabela 4.1. Os valores individuais são mostrados na íntegra na

tabela 13.6 e na tabela 13.7 em anexo.

Tabela 4.1 – Média dos resultados – Blocos – Escala Real

Deformação a 2,5 MPa Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Tensão*

σ (MPa)

Relógios (‰) Extensômetros (‰) Relógios (‰) Extensômetros (‰)

Média 284,4 7,01 0,35 0,28 1,69 1,97

Desv. Pad. 41,1 1,0 0,07 0,04 0,76 0,38

Coef. Var. 14,4% 14,4% 20,6% 14,7% 44,7% 19,4%

* A tensão foi calculada em relação a área bruta

Módulo de Deformação

Para a obtenção do m

utilizados 4 transdutores de deslocamento, sendo 2 relógios digitais de leituras visuais e 2

conectados ao sistema de aquisição de dados (figura 4.5). O restante das unidades foi

a com a utilização de 2 relógios digitais de leituras visuais. Vale informar que, em

2 desses ensaios, foram utilizados extensômetros elétricos.

O módulo de deformação das unidades foi calculado em relação a tensão de 2,5 MPa. Esse

valor foi estabelecido por se encontrar próximo do valor de 40% da ruptura.

ódulo de deformação, foram ensaiados 21 blocos. Em 12 deles, foram

ensaiad

Figura 4.5 – Preparação para ensaio – Sistema de aquisição de dados

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 47

Os o x

eformação das unidades (figura 4.6)

e (figura 4.7).

‰) usando relógios

omparadores e de (0,28

‰) usando extensômetros. A curva média tensão x deformação

ido.

resultados obtidos a partir dos ensaios permitem a construção do gráfico tensã

A deformação média dos blocos à tensão de 2,5 MPa, foi de (0,35

dos ensaios nas unidades simplifica a análise dos blocos no que diz respeito às

deformações. Essa curva representa a deformação média dos blocos em função da tensão a

que está submet

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

0,0000 0,0010 0,0020 0,0030 0,0040 0,0050 0,0060

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Ensaio 1 Ensaio 2

Ensaio 3 Ensaio 4

Ensaio 5 Ensaio 6

Ensaio 7 Ensaio 20

Ensaio 8 Ensaio 9

Ensaio 10 Ensaio 11

Ensaio 12 Ensaio 13

Ensaio 14 Ensaio 15

Ensaio 16 Ensaio 17

Ensaio 18 Ensaio 19

Média

Figura 4.6 – Gráfico Tensão x Deformação, uso de relógios comparadores

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 48

0,00

1,00

0,0000 0,0010 0,0020 0,0030 0,0040 0,0050 0,006

Deformação (e)

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

10,00

Tensão

7,00

8,00

9,00

) (MPa

Ensaio 21 - Extensômetro

Ensaio 3 - Extensômetro

Média

Figura 4.7 – Gráfico Tensão x Deformação, uso de extensômetros

0,00

8,00

1,00

2,00

7,00

ão

4,00

5,00

6,00

(MPa)Tens

3,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,003

Deformação (e)

Média dos Relógios

Média dos Extensômetros

Figura 4.8 – Gráfico comparativo Tensão x Deformação – média dos relógios e extensômetros

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 49

Modo de ruptura

Na figura 4.9 é possível visualizar os modos de ruptura apresentados pelos blocos de

concreto, ens tos relatados

anteriormente.

aiados à compressão axial de acordo com os procedimen

Figura 4.9 – Modos de ruptura apresentados

4.3 Escala Reduzida

s procedimentos referentes ao capeamento e determinação da resistência à compressão

axial dos blocos na escala reduzida já foram descritos no capítulo 3, no item Ensaio das

Unidades. Dessa forma, este item irá apresentar a descrição da determinação do módulo de

deformação dos blocos na escala reduzida.

4.3.1 Determinação do Módulo de Deformação

Após o ajuste do traço, produção e pesagem dos blocos, estes foram capeados e ensaiados.

Os procedimentos para a determinação do módulo de deformação nas unidades em escala

reduzida foram praticamente os mesmos apresentados para a escala real. A diferença foi

que para os blocos reduzidos não houve espaço suficiente para instalação de relógios

comparadores.

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 50

Da mesma forma que na escala real, foram empregados extensômetros elétricos que

forneceram os valores das deformações para cada incremento de tensão exercida no bloco,

permitindo assim, traçar sua curva tensão

x deformação (figura 4.10).

Figura 4.10 – Colagem de extensômetro na escala reduzida

fator importante para a determinação correta das deformações é o comprimento da

ensão do mesmo. Se for

dimensão da grade muito pequena e esse extensômetro

estiver colado em um ponto de grande rigidez localizada, no caso de um bloco de concreto,

próximo a um pedrisco, as deformações que serão lidas por este, serão as deformações do

pedrisco e não da unidade de alvenaria, invalidando assim o resultado. Porém, utilizar

extensômetros de grandes dimensões de grade também não é aconselhável, pois se estará

medindo uma aproximação das deformações que ocorrem ao longo da grade e não a

deformação do elemento em estudo.

Dessa forma, escolheu axiais com dimensão

e dez milímetros de grade para uso na escala reduzida, enquanto que na escala real

dotou-se extensômetros com dimensão de trinta milímetros de grade.

grade do extensômetro, esse comprimento determina a dim

utilizado um extensômetro com

-se trabalhar com extensômetros elétricos uni

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 51

4.3.2 Resultados Obtidos

Resistência à compressão

Para a determinação de resistência à compressão axial, aos 28 dias, foram ensaiadas 17

unidades, enquanto que para a obten

ção da deformação foram ensaiadas 6 unidades. Estas,

m instrumentadas de acordo com os procedimentos descritos no item 4.3.1

resultados obtidos: carga de ruptura, resistência à compressão e deformação são mostrados

na tabela 4.2. Os valores individuais na integra estão na tabela 13.8 em anexo.

la Reduzida

por sua vez, fora

– Determinação do Módulo de Deformação das Unidades. Os valores médios dos

Tabela 4.2 – Média dos resultados obtidos – Blocos – Esca

Deformação a 2,5 Mpa Deformação na ruptura

Carga

Resistência

Massa

Grau de

compacidade

) Extensômetros (‰)

(kN)

σ (MPa)

(g)

(g/cm³)

Extensômetros (‰

Média 19,1 7,51 153,74 1,28 0,34 2,38

Desv. Pad. 1,6 0,6 0,2 0,0

0,07 0,24

Coef. Var. 8,3% 8,3% 0,1% 0,1% 31,7% 21,4%

Módulo de Deformação

oi realizada uma seleção visual e 6 unidades foram

instrumentadas para o ensaio à com ações, e

assim, fornecer o módulo de deformação das unidades. Para isso, foram usados

extensômetros e os o s ntos podem ser

observados no item 4.3 o ulo formação.

As curvas tensões

nidad saia odem ser observadas na figura

4.11. O módulo de de 2,5 MPa foi 8.504 MPa.

Do total de 16 blocos ensaiados, f

pressão axial, possibilitando medir suas deform

létricos, e todos os métod relaci nados a e tes procedime

.1 – Determinação d Mód de De

x deformações das u es en das p

deformação a tensão

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 52

0,00

8,00

9,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

Tensão (MPa)

7,00

Bloco reduzido 01

Bloco reduzido 02

Bloco Reduzido 03

Bloco reduzido 04

Bloco reduzido 05

Bloco reduzido 07

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,003

Deformação (e)

Média Escala Reduzia

Modo de ruptura

Figura 4.11 – Gráfico Tensão x Deformação das unidades

As formas de ruptura podem ser observadas na figura 4.12.

Figura 4.12 – Forma de ruptura das unidades (1:4)

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 53

4.4 Correlação entre Unidades e Análise dos Resultados

Após os ensaios dos blo uanto da reduzida, foi desenvolvido um

estudo comparativo procurando correlacionar os resultados obtidos nas duas escalas. A

tabela 4.3 ilustra um resumo das médias e o resultado do teste estatístico de comparação de

duas médias.

Foi usado o teste “t de student” para comparar duas médias. Para fazer esse teste é preciso

estabelecer o nível de significância (

α). A escolha de α é arbitrária, para este trabalho

escolheu-se o valor de

α = 0,05 (5%). Esse nível de significância (α) fornece a

probabilidade máxima, com a qual se está disposto a correr o risco de cometer um erro de

rejeitar uma hipótese nula, quando na realidade ela é verdadeira.

A hipótese e

Hipótese nula - H0: quando não há diferença significativa entre as médias dos grupos

rença entre as médias dos grupos.

calculado

tabelado

Tabela 4.3 – Média dos Resultados e Teste t de student

cos tanto da escala real q

statística formulada para cada variável, consiste de:

estudados

- Hipótese alternativa - H1: quando há dife

A hipótese H0 será rejeitada se:

Tipo de Resultados / Escalas Real Reduzida

Verificação de

semelhança**

Resistência

(MPa)

7,01 7,51

Coef. Variação 14,4% 8,3%

Deformação a 2,5 MPa

(extensômetros) (‰)

0,28 0,34 OK

Deformação na ruptura

(extesnsômetros) (‰)

1,97 2,38 OK

Módulo de Deformação a

tensão de 2,5 Mpa

(extensômetros)

9034 8540 OK

** Se OK, as médias não podem ser consideradas diferentes a um nível de

significância (α) de 5%. Se Não OK, as médias são diferentes a este α

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 54

valor da resistência média dos blocos da

dent”,

ações a 2,5 MPa, na ruptura, e o módulo de deformação a 2,5

bém não podem ser considerados diferentes a um nível de significância de 5%.

do de alvenaria de

O teste de comparação entre duas médias foi realizado primeiramente através de uso das

tabelas de “t de student”, posteriormente realizou-se a verificação dos valores através da

utilização do software estatístico S.A.S. – Statistical Analysis System – versão 8.0 (SAS,

1999).

De acordo com os resultados apresentados, o

escala reduzida (7,51 MPa) foi superior ao da escala real (7,01 MPa). Entretanto,

estatisticamente as médias de resistência não podem ser consideradas diferentes a um nível

de significância de 5%, que é o valor comumente utilizado na engenharia civil.

Empregando o mesmo teste estatístico de comparação de duas médias, o “t de stu

evidenciou-se que as deform

MPa tam

Com isso, pode-se dizer que não foram encontradas diferenças significativas nas medidas

de resistência e deformação entre protótipo e modelo, indicando a possibilidade de se

trabalhar de forma direta com modelos físicos reduzidos para o estu

blocos de concreto.

0,00

1,00

2,00

3,00

8,00

9,0

Escala Real

Escala Reduzida

4,00

5,00

6,00

7,00

Tensão (MPa)

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Figura 4.13 – Gráfico Comparativo Tensão x Deformação

Capítulo 4 – Ensaio das Unidades 55

s deformações ocorridas em ambas as escalas também podem ser analisadas, a seguir, A

pelas curvas tensão

x deformação. Observa-se que as deformações das unidades foram

semelhantes até a tensão de 5 MPa. Acredita-se que, posteriormente a essa carga, as

unidades já tenham passado de sua fase elástica, apresentando um alto grau de dispersão

dos dados.

0,00

1,00

2,00

6,00

7,00

8.540 MPa (Reduzida)

9.034 MPa (Real)

5,00

3,00

4,00

Tensão (MPa)

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Módulo Escala Real

Módulo Escala Reduzida

Figura 4.14 – Gráfico Comparativo Módulos a 40%, uso de extensômetros

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 56

5 ENSAIO EM PRISMAS

5.1 Generalidades

uanto ao uso

e corpos-de-prova de prismas com o efeito da variação dos procedimentos de ensaio nos

resultados obtidos.

Um importante fator nesse tipo de ensaio é a relação entre altura do prisma e sua

espessura. No meio técnico é geralmente considerado que uma relação altura-espessura de

aproximadamente cinco seja necessária para eliminar os efeitos dos pratos da prensa e para

apresentar uma medida mais precisa da resistência à compressão da alvenaria.

Fatores de correção têm sido sugeridos para corpos-de-prova tendo valores mais baixos

para a relação

Os ensaios em prismas são adotados em alguns códigos e normas como a base para se

calcular a resistência de projeto da alvenaria à compressão. Esse é o caso, por exemplo, da

América do Norte, Austrália e Brasil. Inúmeros estudos têm sido conduzidos q

, mas isto é de validade duvidosa e esses seriam mais sensíveis ao tipo

de capeamento e aos pratos da prensa (MAURENBRECHER, 1980). Dessa maneira,

solveu-se trabalhar com prismas de três fiadas de altura com relação

21,4≅th

re ao invés

orme preconiza a norma utilizada neste trabalho.

.2 Escala real

presentados anteriormente.

de prismas de duas fiadas, conf

Para a determinação da resistência à compressão dos prismas de blocos de concreto foram

utilizados os procedimentos preconizados pela norma brasileira NBR 8215 (ABNT, 1983).

Alguns fatores foram modificados, tal como a altura dos prismas. Isso devido aos fatos

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 57

5.2.1 Montagem dos Prismas

A B 215 NT, 19 reconiza q ara prisma

d c stos justap de dois de concr idos por e

rgamassa. O assentamento deve ser realizado à temperatura ambiente

midade relativa de 40 a 90%.

locos foram umedecidas antes do assentamento, para que estes não retirassem a

gua da junta de argamassa. Após a montagem dos prismas, eles foram cobertos por sacos

oi utilizado o capeamento de gesso assim como nos ensaios das unidades. A figura 5.1

ssim, a N R 8 (AB 83) p ue, p s não grauteados, estes

evem ser ompo pela osição blocos eto un junta d

Cº1030 ±

A argamassa deve ser colocada sobre toda a superfície superior do bloco, em quantidade

suficiente, de modo a resultar em uma superfície convexa e sem sulcos. Assim, outro bloco

deve ser colocado sobre a argamassa. As juntas devem ter espessura de

mm310 ±

. As

faces dos b

plásticos, dentro dos quais colocaram-se estopas molhadas para garantir um ambiente

úmido para sua cura. Aos 14 dias, foram retirados os sacos, e, aos 28 dias, foram levados

ao ensaio de compressão axial.

apresenta a montagem dos prismas utilizando-se gabaritos laterais para manutenção da

verticalidade e de um nível de bolha para manutenção do paralelismo das faces do corpo-

de-prova.

Figura 5.1 – Esquema de montagem dos prismas

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 58

A argamassa escolhida para execução foi a industrializada Votomassa, permitindo manter

a relação com a construção do edifício de quatro pavimentos de onde foram retiradas as

amostras de blocos de concreto. A proporção de água para preparação da argamassa seguiu

as recomendações do fabricante. Com o auxílio da bisnaga realizou-se o assentamento dos

blocos de maneira que uma pastilha de PVC garantia a junta de 1 cm sugerida pela norma.

5.2.2 Instrumentação

Assim como nos blocos, os prismas também não possuem uma norma brasileira

prescrevendo a determinação do módulo de deformação dos mesmos. Nos prismas foram

empregados transdutores de deslocamentos (relógios comparadores) e extensômetros

elétricos interligados ao sistema de aquisição de dados, assim como descrito para os

blo

ra, sendo quatro no total. Na colagem, foi utilizado um gabarito de

ma que as cantoneiras sempre apresentassem a distância de

entre seus centros

cos. A figura 5.2 apresenta o esquema do ensaio.

Para medir a deformação da alvenaria, foram coladas duas cantoneiras de alumínio para

cada ponto de leitu

cm40

for

geométricos.

Para medir a deformação no bloco, foram colados extensômetros elétricos em lados

opostos na unidade intermediária pertencente a 2º fiada, o posicionamento desses

extensômetros foi semelhante ao descrito no capítulo anterior para os blocos.

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 59

Figura 5.2 - Esquema de ensaio dos prismas

5.2.3 Resultados Obtidos

esistência à compressãoR

Tabela 5.1 – Média dos resultados obtidos – Prismas – Escala Real

Para a determinação de resistência à compressão axial e deformações, foram ensaiados 11

prismas. Os valores médios dos resultados obtidos: carga de ruptura, resistência à

compressão e deformações obtidas com relógios e extensômetros são mostrados na tabela

5.1. Os dados geradores desta tabela se encontram na tabela 13.9 e tabela 13.10 em anexo

Deformação a 2 MPa Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Resistência*

σ (MPa)

Relógios (‰) Extensômetros (‰) Relógios (‰) Extensômetros (‰)

Média 233,7 5,76 0,31 0,22 2,04 1,16

Desv. Pad. 21,9 0,5 0,05 0,04 0,45 0,40

Coef. Var. 9,4% 9,4% 17,3% 15,9% 21,9% 34,3%

* A Resistência foi calculada em relação a área bruta

Segundo RAMALHO e CORRÊA (2003), a resistência à compressão é o parâmetro mais

importante para a alvenaria estrutural. E dentre os fatores que exercem influência na

resistência à compressão dos painéis de paredes, a resistência do bloco tem caráter

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 60

predominante. De forma geral, quanto mais resistente o bloco, mais resistente será a

alvenaria.

Existe um conceito muito importante quando se trata da influência da resistência dos

blocos na resistência à compressão das paredes. É a eficiência, ou seja, a relação entre a

resistência da parede e a resistência do bloco que a compõe.

Fator de eficiência =

risma

bloco

;

De acordo com RAMALHO e CORRÊA (2003), os valores da eficiência prisma-bloco,

para a prática corrente no Brasil, variam de 0,5 a 0,9 para blocos de concreto. Dessa

maneira, os dados obtidos neste trabalho estão dentro desse intervalo, uma vez que a

resistência dos prismas foi de 5,76 MPa e a dos blocos foi de 7,01 MPa, resultando em um

valor de eficiência igual a 0,82.

Módulo de Deformação

Na tabela 5.1, encontram-se os valores das deformações, usando relógios e extensômetros.

A deformação média, na ruptura da alvenaria, medida pelos relógios, foi de (2,04

‰), e das

unidades, medidas pelos extensômetros, foi de (1,16

‰). A seguir são apresentadas as

curvas tensões

x deformações obtidas através do uso de relógios comparadores e de

extensômetros respectivamente.

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 61

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,0

7,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Tensão (MPa)

Prisma 01

Prisma 02

Prisma 03

Prisma 04

Prisma 05

Prisma 06

Prisma 07

Prisma 08

Prisma 09

Prisma 10

Prisma 11

Média Relógios

Deformação (e)

Figura 5.3 – Gráfico da média tensão

x deformação da alvenaria, uso de relógios comparadores

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Prisma 07

Prisma 08

Prisma 09

Prisma 10

Prisma 11

Média Extensômetros

Figura 5.4 – Gráfico da média tensão

x deformação das unidades intermediárias, uso de extensômetros

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 62

este momento, é importante salientar que as medidas obtidas com o uso de relógios

ar s são duas medidas que refletem comportamentos distintos,

cada qual com sua particularidade. Os relógios comparadores, devido ao seu

osicionamento transpassando as juntas de argamassa, mediram o comportamento das

r extensômetros, por se tratarem de

medidas pontuais, mediram o comportamento das deformações no bloco intermediário do

comp adores e extensômetro

deformações da alvenaria. Já as medidas feitas po

prism

Através da figura 5.5, é possível comparar as médias de deformações obtidas com o uso de

relógios comparadores e extensômetros. A partir desta figura, é possível visualizar que as

deformações da alvenaria, medidas pelos relógios comparadores, foram um pouco maiores

do que as das unidades apontadas pelos extensômetros, conforme o esperado.

0,00

1,00

2,00

6,00

7,00

3,00

4,00

são (MPa

5,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Ten )

Média dos Relógios

Média dos Extensômetros

Figura 5.5 – Gráfico da média tensão x deformação, uso de relógios e extensômetros

O gráfico com a curva tensão

x deformação e o módulo de deformação a 2 MPa, obtidos

por relógios e extensômetros, são importantes parâmetros para verificação da influência da

argamassa usada, pois quanto maior a diferença entre eles, maior será a deformação na

argamassa. O módulo de deformação a 2 MPa foi de 6.640 MPa para a alvenaria (uso de

relógios comparadores) e 9.218 MPa para as unidades (uso de extensômetros elétricos).

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 63

Modo de Ruptura:

Na figura 5.6, é possível visualizar os modos de rupturas apresentados pelos prismas

ensaiados à compressão axial de acordo com os procedimentos descritos anteriormente.

Figura 5.6 – Modo de ruptura dos prismas

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 64

ga ssas

a argamassa industrializada, vendida comercialmente, da marca

assa. Durante a montagem dos prismas e das paredes, foram moldados 12 corpos-

mensões 5 x 10 cm (diâmetro x altura). Todo o processo se

os 28 dias, os corpos-de-prova foram

io da Argamassa industrializada seguindo o traço definido pelo fabricante

Parâmetros Carga (kN) Resistência (MPa) Módulo (MPa)

5.3 Ar ma

Foi utilizada um

Votom

de-prova cilíndricos com di

baseou na NBR 5738 (ABNT, 1994), e, após

ensaiados à compressão axial de acordo com os procedimentos especificados pela NBR

7215 (ABNT, 1991).

Tabela 5.2 – Ensa

Média 11,8 6,0

Desv. Pad. 0,7 0,3

Coef. Var. 6% 6%

6500

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Argamassa 1

Argamassa 2

Figura 5.7 – Gráfico Tensão x Deformação dos corpos-de-prova de argamassa

CAMACHO (1995) chegou à conclusão de que os resultados dos ensaios nos prismas, em

raticamente os mesmos dos prismas com argamassa controlada (granulometria de areia).

scala reduzida, montados com a mesma argamassa empregada no protótipo, foram

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 65

Camacho, neste trabalho será

utilizada a mesma argamassa para ambas as escalas.

Esse comportamento indicou a não necessidade de uma seleção especial na granulometria

da areia utilizada nos modelos. Por essa conclusão de

Figura 5.8 – Modo de ruptura da argamassa

.4 Escala Reduzida

.4.1 Montagem dos Prismas na Escala (1:4)

ilares

ara os da escala real. A montagem dos prismas (figura 5.9) foi realizada com o auxílio de

um gabarito, produzido no laboratório, para garantir o nivelamento e prumo dos mesmos.

As espessuras das juntas de argamassa também foram controladas com auxílio de um

gabarito, sendo igual a

. As faces dos blocos foram umedecidas antes do

assentamento, para que estes não retirassem a água da junta de argamassa.

Os procedimentos adotados para a montagem dos prismas na escala (1:4) foram sim

mm75,05,2 ±

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 66

Após a montagem dos prismas, eles foram cobertos por sacos plásticos, dentro dos quais

colocaram-se estopas molhadas para garantir um ambiente úmido para sua cura. Aos 14

dias, foram retirados os sacos, e, aos 28 dias, foram levados ao ensaio de compressão axial.

Para o ensaio de determinação da resistência, foram adotados procedimentos semelhantes

ao da escala real que foram baseados nas preconizações da NBR 8215 (ABNT, 1983).

Figura 5.9 – Montagem e posicionamento dos transdutores de deslocamento (LVDT) nos prismas

.4.2 Instrumentação

m todos os prismas foram instalados transdutores de deslocamentos LVDT (figura 5.9),

m faces opostas, permitindo assim, traçar a curva tensão-deformação

da alvenaria. Da

esma forma que na escala real, os transdutores foram acoplados a cantoneiras de

ín ra colagem dessas

cantoneiras, de forma que elas apresentassem sempre as mesmas distâncias de

entre

us centros geométricos.

r a curva tensão-

alum io coladas nos corpos-de-prova. Foi utilizado um gabarito pa

cm10

Para a determinação das deformações da unidade, foram colados extensômetros elétricos,

em faces opostas e nos blocos correspondentes à segunda fiada do prisma. Com isso, foi

possível avaliar as deformações da unidade, permitindo assim, traça

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 67

eformação desses blocos. O esquema da colagem dos extensômetros manteve-se como o

realizado nas

5.4.3 Resultados Obti

Resistência à comp

unidades.

dos

ressão

Para a determinaçã mpr axi efor oram ensaiados 12

prismas. Os valores resulta obtidos: carga de ruptura, resistência à

compressão e defor relógios e extensômetros são mostrados na tabela

5.3. Os dados gerad a se tram tabela 1 e tabela 13.12 em

anexo.

o de resistência à co essão al e d mações, f

médios dos dos

mações obtidas com

ores desta tabel encon na 13.1

Tabela 5.3 – Média dos resultados obtidos– Prismas – Escala Reduzida

Deformação a 2 MPa Deformação na Ruptura

Carga

Resistência*

)

(kN)

σ (MPa)

Relógios (‰) Extensômetros (‰) Relógios (‰) Extensômetros (‰

Média 15,3 6,03 0,36 0,26 2,78 1,43

Desv. Pad. 2,0 0,8 0,08 0,02 0,30 0,50

Coef. Var. 13,0% 13,0% 23,1% 8,4% 10,9% 34,9%

* A Resistência foi calculada em relação à área bruta

Módulo de Deformação

As deformações nos prismas foram definidas a partir dos resultados de 12 ensaios. A

seguir são apresentados os gráficos tensões

x deformações da alvenaria (LVDT) e unidades

(extensômetros).

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 68

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Prisma 01

Prisma 02

Prisma 03

Prisma 04

Prisma 05

Prisma 06

Prisma 07

Prisma 08

Prisma 09

Prisma 10

Prisma 11

Média Escala Reduzida

Figura 5.10 – Gráfico da média tensão x formação da alvenaria, uso de LVDT de

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Prisma 06

Prisma 12

Média Escala Reduzida

Figura 5.11 – Gráfico da média tensão x deformação da unidade intermediária, uso de extensômetros

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 69

deformações no bloco são indicadas pelos extensômetros.

s deformações da alvenaria são medidas pelos relógios – LVDT’s, enquanto que as

0,00

1,00

2,00

3,00

0,0000 0,0005 0,0010

Ten

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

(MPsão

Média dos Extensômetros

Média dos Relógios LVDT

servar que as deformações na alvenaria foram

aiores que as deformações nas unidades, fato este que também foi verificado na escala

ia (LVDT) foram de 7.618

Pa e 5.946 MPa, respectivamente.

Figura 5.12 – Gráfico da média tensão x deformação, comparação relógios e extensômetros

De acordo com o gráfico, pode-se ob

real.

O módulo de deformação nos prismas foi calculado em relação à tensão de 2 MPa, valor

este estabelecido por se encontrar próximo ao valor de 40% da ruptura. Os módulos de

deformação a 2 MPa para os blocos (extensômetros) e alvenar

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 70

Modo de Ruptura:

As formas de ruptura dos prismas na escala 1:4 são mostradas na figura 5.13. Pode-se

observar que as formas de ruptura se assemelham com as da escala real (figura 5.6).

Figura 5.13 – Modo de ruptura dos prismas

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 71

5.5 Correlação entre Prismas e Análise dos Resultados

A tabela 5.4 ilustra o resumo dos resultados obtidos após os ensaios dos prismas. A

resistência média dos prismas reduzidos (6,03 MPa) ficou próxima a dos prismas em

escala real (5,76 MPa), considerando que foram utilizadas as mesmas relações para a

argamassa e espessuras de juntas, reduzidas proporcionais à escala real.

Tabela 5.4 esultados obtidos para os Prismas escala real e reduzida – R

Tipo de Resultados /

Escalas

Real Reduzida

Verificação de

semelhança

Resistência

(MPa)

5,76 6,03

Coef. Variação 9,4% 13,0%

Deformação a 2 MPa

(relógios) (‰)

0,31 0,36 OK

Deformação a 2 MPa

(extensômetros) (‰)

0,22 0,26 OK

Deformação na ruptura

(relógios) (‰)

2,04 2,78

Coef. Variação 22% 11%

NÃO OK

Deformação na ruptura

(extensômetros) (‰)

1,16 1,43 OK

Módulo a 2 MPa

(relógios)

6640 5946 OK

Módulo a 2 MPa

(extensômetros)

9218 7618 OK

** Se OK, as médias não podem ser consideradas diferentes a um nível

de significância (α) de 5%. Se NÃO OK, as médias são diferentes a este α

Todos os parâmetros contidos na tabela 5.4 se correlacionaram efetivamente, e,

estatisticamente, não podem ser considerados diferentes a um nível de significância de 5%,

exceto a deformação da alvenaria na ruptura (relógios).

pesar dos valores apresentados para deformação na ruptura (2,04‰) na escala real e

(2,78‰) na reduzida diferirem em torno de 30%, o ACI (1979) diz que mesmo assim pode

ser considerado um modelo de confiabilidade suficiente e aceitável para alguns propósitos

de projeto.

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 72

4) e (figura 5.15). A análise dos gráficos (figura 5.14) e

igura 5.15), permite concluir que o comportamento das deformações médias dos prismas

As deformações ocorridas em ambas as escalas podem ser analisadas a seguir pelas curvas

tensões

x deformações (figura 5.1

nas duas escalas está relativamente próximo, fato comprovado pelos testes estatísticos.

7,00

0,00

1,00

0,0000

2,00

6,00

0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

3,00

4,00

5,00

Tensão (MPa)

Figura 5.14 – Gráfico Comparativo Tensão x Deformação da alvenaria (LVDT)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

ão (MPa)

Escala Real

Escala Reduzida

Escala Real

Escala Reduzida

Tens

Deformação (e)

Figura 5.15 – Gráfico Comparativo Tensão x Deformação das unidades intermediárias (Extensômetro)

Capítulo 5 – Ensaios em Prismas 73

s figuras (figura 5.16) e (figura 5.17) mostram os gráficos e valores dos módulos de

deformação a 2 MPa.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Módulo Escala Real

Módulo Escala Reduzida

Figura 5.16 – Gráfico Comparativo: Módulos a 2 MPa – alvenaria (Transdutores de Deslocamentos)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

são (MPa)Ten

Módulo Escala Real

Módulo Escala Reduzida

Figura 5.17 – Gráfico Comparativo: Módulos a 2 MPa – unidades intermediárias (Extensômetro)

6.640 MPa (Escala Real)

5.946 MPa (Escala Reduzida)

9.218 MPa (Escala Real)

7.618 MPa (Escala Reduzida)

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 74

6 ENSAIOS EM PAREDES

s e convenientes de estabelecimento de suas propriedades estruturais

ENDRY, 1998). Esses ensaios incluem resistência à compressão, tração, corte, flexão, e

podem ser realiz mo os prismas,

ou em pequenos painéis de alvenaria.

press m paredes com altura de eito mais

odo, u EDGELL ET AL. (1990), foi conduzido para

estabelecer as relações ltura de um pé-direito

paredes com altura de meio pé-direito.

as prensas hidráulicas de ensaio. Isso o tornou preferível por várias

ormas internacionais, na obtenção da resistência da alvenaria.

ara a realização dos ensaios em paredes, tomou-se como base as preconizações da norma

as modificações. As figuras (figura 6.1 e figura 6.2)

tam o esquema utilizado na construção das paredes.

6.1 Generalidades

Ensaios em pequenos corpos-de-prova de alvenaria são freqüentemente tomados como

meios econômico

ados em corpos-de-prova com apenas algumas unidades, co

Ensaios de resistência à com ão e um pé-dir são

caros, e, desse m m estudo feito por

dos resultados entre ensaios de paredes com a

Uma relação linear foi encontrada entre os dois procedimentos, sendo a resistência nos

modelos mais altos, com um pé-direito de altura, igual à 0,875 da resistência na parede

com meio pé-direito. Esse último modelo foi batizado como “

wallette”, o qual pode ser

acomodado em algum

6.2 Escala Real

6.2.1 Montagem das Paredes

NBR 8949 (ABNT, 1985), com algum

apresen

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 75

das paredes, e isso exigiu alguns cuidados que

asseguraram o cuidadoso nivelamento e prumo das alvenarias.

Estudos já comprovaram que, nas paredes, qualquer carregamento excêntrico muda em

muito a resistência do conjunto (CAMACHO, 1987). Conseqüentemente, existiu uma

grande preocupação na montagem

Figura 6.1 – Escantilhões para auxiliar na construção das paredes

Figura 6.2 – Seqüência de montagem das paredes

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 76

e a argamassa utilizada foi a industrializada, seguindo o traço sugerido

elo fabricante. A execução das juntas horizontais foi feita com a meia cana e as juntas

BR 5712 (ABNT, 1982), as juntas de argamassa devem ter 10 mm de

spessura. Conseguiu-se atingir esse valor através do uso de espaçadores de plástico,

vendidos comercialmente.

Convém ressaltar qu

verticais tiveram seu preenchimento executado com a bisnaga. Usou-se também o meio

bloco para evitar junta prumo (figura 6.3).

De acordo com a N

Figura 6.3 – Execução das juntas horizontais e verticais

A NBR 8949 (ABNT, 1985), ainda preconiza que os corpos-de-prova devem ter as

dimensões que os tornem representativos da estrutura real, e que sejam minimizadas as

influências das variações das características dos materiais e mão-de-obra na resistência das

paredes. Não sendo praticável reproduzir as paredes nas suas dimensões reais, é admitido

como sendo representativos os corpos-de-prova que tenham dimensões mínimas de

(120x260)cm (

largura x altura).

Nesse ponto é que foi realizada uma modificação nos ensaios em

pela norma. Segundo ED rova se correlacionam,

nearmente, e desse modo, a altura foi modificada para

1,00m.

A largura da parede, segundo a norma é de

1,20m, pois a mesma é constituída de três

blocos de

40cm de comprimento. No entanto, os blocos utilizados na pesquisa e na

relação ao preconizado

GELL ET AL. (1990), esses corpos-de-p

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 77

ru sentam comprimento nominal de

30cm, e assim, as paredes

apresentaram largura igual à

90cm.

carregamento.

const ção dos edifícios apre

Para o ensaio, foi necessário colocar o sistema de reação perfeitamente alinhado e a prumo

de modo a evitar cargas excêntricas. O capeamento do topo da parede foi feito com gesso,

proporcionando o perfeito nivelamento da parede, garantindo não excentricidade no

A NBR 8949 (ABNT, 1985) ainda preconiza que os encurtamentos na parede devem ser

determinados por meio de, no mínimo, dois deflectômetros instalados nas laterais, cuja

sensibilidade deve ser de centésimos de milímetros. Depois da montagem das paredes,

iniciaram-se os preparativos para ensaio (figura 6.4).

Figura 6.4 – Esquema par ção nos ensaios

a utiliza

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 78

oram colados 2 extensômetros na 3º fiada nos lados opostos da parede e fixados 2

LVDT’s de maneira a medir a deformação do conjunto mediante ensaio à compressão

axial, tudo isso registrado pelo sistema de aquisição de dados (figura 6.5).

6.2.2 Instrumentação

Figura 6.5 – Extensômetro, relógio, LVDT e sistema de aquisição de dados

Optou-se por medir o deslocamento na direção perpendicular ao plano da parede, para

controle de eventuais desaprumos, isso com o auxílio de transdutores de deslocamento

(figura 6.6).

Relógio horizontal

Figura 6.6 – Posicionamento do relógio horizontal

A resistência média das paredes deve ser determinada após o ensaio de no mínimo três

corpos-de-prova. Decidiu-se, neste trabalho, ensaiar seis corpos-de-prova, melhorando

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 79

6.2.3 Resultados Obtidos

Resistência à compressão

assim a confiabilidade dos resultados. Durante a construção de cada parede, foram

moldados seis corpos-de-prova da argamassa de assentamento.

Para a determinação de resistência à compressão axial e deformações, foram ensaiados,

aos 28 dias de idade, 6 painéis de alvenaria. Os valores médios dos resultados obtidos são

mostrados na tabela 6.1. Os dados que geraram esta tabela estão na tabela 13.13 e tabela

13.14 em anexo.

Tabela 6.1 – Média dos resultados obtidos – Paredes – Escala Real

Deformação a 1,5 MPa Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Resistência*

σ (MPa)

Relógios (‰) Extensômetros (‰) Relógios (‰) Extensômetros (‰)

Média 427,8 3,43 0,35 0,24 2,10 1,50

Desv 0,07 0,01 0,33 1,03 . Pad. 29,3 0,2

C 19,4% 2,6% 15,5% 68,5% oef. Var. 6,8% 6,8%

* A Resistência foi calculada em relação a área bruta

Segundo EDGELL ET AL. (1990), a resistência de paredes com altura de um pé-direito,

correlaciona-se linearmente a um fator 0,875 da resistência na parede com meio pé-direito.

Dessa forma, a provável resis

tência de uma parede com um pé-direito seria o valor

encontrado para a de meio pé-direito (3,43 MPa), multiplicada por 0,875, resultando no

valor de 3,00 MPa.

De acordo com RAMALHO e CORRÊA (2003), os valores da eficiência parede-bloco,

d xecut blocos vazados concreto, -grauteadas e com

as is, va ira, os da tidos neste trabalho

stão dentro desse intervalo, uma vez que a resistência das paredes de altura de um pé-

para pare es e adas com de não

argamass usua riam de 0,40 a 0,60. Dessa mane dos ob

direito seria de 3,00 MPa e a dos blocos foi de 7,01 MPa, resultando em um valor de

eficiência igual a 0,43.

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 80

ódulo de DeformaçãoM

A seguir são mostrados os gráficos de tensão

x deformação da alvenaria (figura 6.7), dos

blocos (figura 6.8) e a comparação das curvas das médias entre alvenaria (LVDT’s) e

blocos (extensômetros) (figura 6.9).

0,00

1,00

2,00

3,00

Tensão (MPa)

4,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

5,00

Parede 01

Parede 02

Parede 03

Parede 04

Parede 05

Parede 06

Média Relógios

Figura 6.7 – Gráfico Tensão x Deformação – alvenaria – (LVDT)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Def mação (e)

Tensão (MPa)

Parede 02

Parede 03

Parede 04

Parede 06

Média Extensômetros

Figura 6.8 – Gráfico Tensão x Deformação – blocos da 3º fiada – (Extensômetros)

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 81

través da figura 6.9, é possível comparar as médias de deformações obtidas com o uso de A

relógios comparadores e extensômetros. A partir desta figura é possível visualizar um fato

já esperado: as deformações da alvenaria, medidas pelos relógios comparadores, foram um

pouco maiores do que as das unidades apontadas pelos extensômetros.

0,00

1,00

2,00

6,00

3,00

4,00

5,00

Tensão (MPa)

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Média dos Relógios

Média dos Extensômetros

e extensômetros, são importantes parâmetros para verificação da influência da

rgamassa usada, pois quanto maior a diferença entre eles, maior será a deformação na

argamassa. O módulo de deformação a 1,5 MPa foi de 4.413 MPa para a alvenaria (uso de

relógios comparadores) e 6.307 MPa para as unidades (uso de extensômetros elétricos).

Modo de Ruptura:

Figura 6.9 – Média Tensão x Deformação, comparando – Extensômetros e LVDT

O gráfico com a curva tensão

x deformação e o módulo de deformação a 1,5 MPa, obtidos

por relógios

Os modos de ruptura foram semelhantes na maioria das paredes, apresentando, na maioria

das vezes, a ruptura do conjunto da alvenaria, isto é, blocos e juntas de argamassa. Em

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 82

alguns casos, apareciam primeiramente as fissuras nas juntas de argamassa e em seguida a

ruptura dos blocos.

Figura 6.10 – Modo de ruptura das paredes

1 Montagem das Paredes na Escala 1:4

ala (1:4) foram construídas com três blocos de comprimento e cinco

adas de altura. As juntas horizontais e verticais foram executadas com as mesmas

dimensões (

smas.

6.3 Escala Reduzida

6.3.

As paredes na esc

mm75,05 ±

) e procedimentos empregados na fabricação dos pri

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 83

Todos os corpos-de utad ntas e gabaritos

apropriados de modo a m s da mão-de-obra, controlando assim, com

maior eficiência, parâme mo nível, o e espessura de juntas. As etapas de

montagem podem s ura

-prova foram exec

inimizar os efeito

os com o auxílio de ferrame

tros co prum

er o figbservadas na 6.11.

Figura 6.11 – Montagem das paredes

Após a montagem das paredes, estas foram cobertas por sacos plásticos e mantidas a um

ambiente úmido para curá-las por 14 dias. Após a cura, foi realizado o capeamento,

utilizando-se gesso, seguindo-se os mesmos procedimentos descritos no item 3.2.3,

tomando-se o cuidado de manter o nivelamento de toda face do capeamento.

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 84

Cura e capeamento das paredes em escala 1:4

de deformações utilizados nos prismas. Estes foram locados de modo

melhante à escala real, em faces opostas das paredes, sendo fixados pelos mesmos

nos

locos de fiada mediana (3ª fiada) e em pontos opostos nas duas faces das paredes,

Figura 6.12 –

6.3.2 Instrumentação

Vinte e oito dias após a montagem, as paredes foram ensaiadas à compressão axial, sendo

medidas as deformações na alvenaria através dos transdutores LVDT, os mesmos

medidores

gabaritos utilizados nos prismas, nos blocos correspondentes às 2ª e 4ª fiadas das paredes.

Mediram-se as deformações nos blocos através de extensômetros elétricos colados

conforme observado na figura 6.13.

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 85

LVDT

Base de concreto

extensômetro

25 cm

22,5 cm

extensômetro

LVDT

Vista superior

Figura 6.13 – Esquema de posicionamento dos instrumentos de leitura

Para a realização do ensaio, foi utilizada uma chapa metálica para a uniformização do

carregamento na parede, assentada entre o capeamento de gesso e a célula de carga. A

introdução do carregamento foi feita a

skN /10,0

, igual ao realizado nos ensaios de blocos

e prismas. Além dos extensômetros e dos LVDT, foram posicionados relógios

comparadores nas faces laterais das paredes para medir o deslocamento lateral.

(a) (b)

Figura 6.14 – (a) -Posicionamento de LVDT, relógios e extensômetros e

(b) - Esquema de ensaio e sistema de aquisição de dados

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 86

6.3.3 Resultados Obtidos

Resistência à compressão

Para determinação de resistência à compressão axial e deformações, foram ensaiados, aos

28 dias de idade, 6 painéis de alvenaria na escala 1:4. Os valores médios dos resultados

obtidos são mostrados na tabela 6.2. Os dados que geraram esta tabela estão na tabela

13.15 e tabela 13.16 em anexo.

Tabela 6.2 – Média dos resultados obtidos – Paredes – Escala Reduzida

Deformação a 1,5 Mpa Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

σ (MPa)

Relógios (‰) Extensômetros (‰) Relógios (‰) Extensôme

Resistência*

tros (‰)

Média 37,0 4,87 0,28 0,26 1,80 1,32

Desv. Pad. 1,8 0,2 0,10 0,02 0,55 0,54

Coef. Var. 37,7% 8,9% 30,4% 40,8% 4,9% 4,9%

* A Resistência foi calculada em relação a área bruta

Segundo EDGELL ET AL. (1990), a provável resistência de uma parede com altura de um

pé-direito, seria o valor encontrado para a de meio pé-direito (4,87 MPa), multiplicada por

0,875, resultando no valor de 4,26 MPa.

Dessa maneira, sabendo-se que a provável resistência das paredes de altura de um pé-

direito seria de 4,26 MPa, e que a dos blocos foi de 7,51 MPa, resultou em um valor de

eficiência igual a 0,57. Valor este que se encontra dentro do intervalo de 0,40 a 0,60

descrito por RAMALHO e CORRÊA (2003).

Módulo de Deformação

A seguir são apresentados os gráficos da média de tensão

x deformação da alvenaria

(figura 6.15 btida entre

alvenaria e blocos (figura 6.17).

), dos blocos (figura 6.16) e um gráfico comparativo da média o

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 87

0,00

1,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,003

Deformação (e)

2,00

3,00

5,00

6,00

e (

4,00

MPa)nsão

Paredinha 01

Paredinha 02

Paredinha 03

Paredinha 04

Paredinha 05

Paredinha 06

Média Relógios

Figura 6.15 – Gráfico Tensão x Deformação da alvenaria nas paredes (LVDT)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 5 0,0030 0,0035

formaç

Tensão (MPa)

P a 02aredinh

P a 04aredinh

Pa a 05redinh

0,002

De ão (e)

Média Extensômetros

Figura 6.16 – ensão x Def ão do s nas s (Ex tro) Gráfico T ormaç s bloco parede tensôme

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 88

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

MPa)

6,00

0,0 0,0020 0,0035

rmação (e)

Tensão (

000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0025 0,0030

Defo

Média Extensômetros

Média Relógi

– Gráfico comp ivo Extensômetros e LVDT

partir do gráfico da figura 6.17, é possível observar que o comportamento das curvas

nsões

x deformações da alvenaria (LVDT) e dos blocos (extensômetros) apresentaram

módulo de deformação a 1,5 MPa foi de 5.923 MPa para a alvenaria (LVDT’s), e

orém, com o acréscimo de tensões, as deformações

tenderam a se distanciar, evidenciando a deformação ocorrida nas juntas de argamassa.

Figura 6.17 arat ’s

um mesmo caminhamento, o que demonstra uma deformação similar entre blocos e

alvenaria. Esse comportamento indicou que as juntas de argamassa foram bastante rígidas,

em relação aos ensaios de prismas, e deformaram-se na mesma ordem de grandeza dos

blocos, fato demonstrado pelas formas de ruptura (figura 6.18).

5.885MPa para as unidades (extensômetros). Isso mostra que, para a tensão de 1,5 MPa, as

juntas de argamassa estavam um pouco mais rígidas que os blocos. Pelo gráfico da figura

6.17, é possível observar que para baixos valores de tensões, as deformações da alvenaria

foram semelhantes às dos blocos; p

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 89

Modo de Ruptura:

O modo de ruptura apresentado foi semelhante em todas as paredes ensaiadas, sempre

ocorreu a ruptura do conjunto, indicando que a argamassa trabalhou em conjunto com a

alvenaria.

Figura 6.18 – Modo de ruptura das paredes

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 90

6.4 Correlaçã aredes e Análise dos Resultados

A tabela 6.3 os resultados obtidos após os ensaios das paredes em

ambas as escalas.

T s obtido ra as Paredes esca

o entre P

ilustra um resumo d

abela 6.3 – Resultado s pa la real e reduzida

Tipo de Resultados /

Escalas

Real Reduzida

Verificação de

Semelhança

Resistência

(MPa)

3,43 4,87

Coef. Variação 6,8% 4,9%

NÃO OK

Deformação a 1,5 MPa

(relógios) (‰)

0,35 0,28 OK

Deformação a 1,5 MPa

(extensômetros) (‰)

0,24 0,26 OK

Deformação na ruptura

(relógios) (‰)

2,10 1,80 OK

Deformação na ruptura

(extensômetros) (‰)

1,50 1,32 OK

Módulo a 1,5 Mpa

(relógios)

4413 5923 OK

Módulo a 1,5 Mpa

(extensômetros)

6307 5885 OK

** Se OK, as médias não podem ser consideradas diferentes em um nível

de significância (α) de 5%. Se NÃO OK, as médias são diferentes a este α

Todos os parâmetros contido 4 se o elacionaram efetivamente, e,

statisticamente, não podem ser considerados diferentes em um nível de significância de

5%, exceto a resistência na escala reduzida (4,87

MPa) f ala rea Pa), e um para essa

divergência de valores foi a cura diferenciada entre as escalas.

As paredes da escala real foram montada nsaiadas anteriorme scala reduzida, e

por isso nã ensaiados

s primeiros prismas e paredes na escala 1:4, observou-se a necessidade da cura. Isso

orque quando foram repetidos os procedimentos semelhantes aos da escala real, as juntas

rompimento dessa junta

de ligação com os blocos. Sendo assim, as paredes da escala reduzida foram curadas

s na tabela 5. c rr

à compressão. A resistência das paredes

oi muito superior à da esc l (3,43 M a possível explicação

s e e nte à e

o houve a cura dessas paredes. Mais tarde, quando foram montados e

de argamassa ficaram frágeis e qualquer movimentação nos blocos durante o capeamento

ou mesmo a colocação da instrumentação já era suficiente para o

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 91

cobertas por sacos plásticos e mantidas em ambiente úmido, e, provavelmente, por esse

motivo apresentaram maiores valores de resistência.

Posteriormente, com o objetivo de avaliar a influência do tipo de cura em corpos-de-prova

de alvenaria de blocos de concreto, foi desenvolvido um estudo complementar (ANEXOII)

em que foram realizados alguns ensaios em prismas da escala real e reduzida para analisar:

¾ a influência da cura na resistência à compressão da alvenaria e

¾ a aderência entre blocos e argamassa

Nesses ensaios foram analisadas três tipos de cura diferenciadas, a saber:

cura com exposição a intempéries (condição ambiente)

cura em laboratório (com presença de umidade)

cura em câmara úmida

Para cada tipo de análise, foram montados seis corpos-de-prova. Os resultados indicaram

ue a cura em laboratório (com presença de umidade) e a cura em câmara úmida são

melhantes, e ambas diferem significativamente da cura com exposição a intempéries. As

as de ruptura e os resultados mostraram que quando a cura é realizada, existe um

cim prismas e também na aderência entre as unidades e

rgamassa.

ite

oncluir que o comportamento das deformações médias das paredes nas duas escalas está

relativamente próximo, fa teste “t de student”).

form

acrés o de resistência nos

Através desses resultados, pode-se dizer que foi confirmada a hipótese da influência da

cura nas juntas de argamassa. Os gráficos comparativos são mostrados no ANEXOII.

A análise dos gráficos das curvas tensão x deformação (figura 6.19) e (figura 6.20) perm

to comprovado pelos testes estatísticos (

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 92

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Escala Reduzida

Esc eaala R l

Figura 6.19 – Gráfico Tensão x Deformação da Alvenaria nas Paredes (LVDT)

A curva tensão

x deformação obtida pelo uso de LVDT’s (figura 6.19), apresentou um

comportamento similar de deformação até a tensão de aproximadamente 50% da ruptura

da escala real = 1,70 MPa. Para tensões superiores a esse valor, as paredes da escala real

apresentaram uma significativa diminuição de rigidez em relação à escala reduzida. Essa

, não é

sual em obras de alvenaria fazer a cura das paredes, uma vez que esse fato é inviável

essa forma, fica como proposta para futuras investigações em escala reduzida uma

os modelos. Essa argamassa deve

apresentar: uma boa retenção de água, boa trabalhabilidade e aderência. A argamassa

dustrializada, utilizada neste trabalho, apresentou uma boa trabalhabilidade, entretanto,

existe uma clara evidência de que as

reias grossas aumentam a resistência à compressão da argamassa, enquanto as finas

perda de rigidez poderia ser evitada se a parede da escala real fosse curada. Porém

economicamente.

adequação e ajuste da argamassa a ser utilizada n

foi perceptível a deficiência da aderência com as unidades da escala reduzida quando a

mesma não foi curada.

Segundo PRUDÊNCIO JÚNIOR ET AL (2002),

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 93

blocos na escala reduzida. Talvez este fato

tenha contribuído para a deficiência na aderência quando não eram curadas.

esmo apresentando valores muito distintos de resistências à compressão, a curva média

reduzem, mas aumentam a aderência, sendo por isso preferíveis. No presente trabalho, as

partículas de areias e materiais inertes que compunham a argamassa industrializada eram,

visivelmente, grandes quando se assentavam

tensão

x deformação dos blocos instrumentados (figura 6.20) mostra um comportamento

similar para tensões inferiores a 2,5 MPa. Já para tensões mais elevadas, os blocos

instrumentados das paredes da escala real apresentaram uma rigidez menor.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MP

Figura 6.20 – Gráfico Tensão x Deformação dos Blocos nas Paredes (Extensômetros)

Analisando-se os gráficos dos módulos de deformação a 1,5 MPa mostrados a seguir,

observa-se que o comportamento dos blocos e da alvenaria manteve-se próximo nas duas

escalas e as inclinações foram semelhantes.

Escala Real

Escala Reduzida

Capítulo 6 – Ensaios em Paredes 94

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Módulo Escala Real

Módulo Escala Reduzida

Figura 6.21 – Gráfico Módulo a 1,5 MPa da Alvenaria nas Paredes (LVDT)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Módulo Escala Real

Módulo Escala Reduzida

Figura 6.22 – Gráfico Módulo a 1,5 MPa dos Blocos nas Paredes (Extensômetros)

4.413 (Escala Real)

5.923 (Escala Reduzida)

6.307 (Escala Real)

5.885 (Escala Reduzida)

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 95

7 CARACTERIZAÇÃO DA ALVENARIA

Neste capítulo será mostrado um resumo geral dos resultados obtidos nos ensaios de

caracterização da alvenaria através dos ens

aios de blocos, prismas a paredes em ambas as

escalas.

al, seguidos de uma avaliação feita através da eficiência, e,

osteriormente, é mostrado um gráfico comparativo entre os elementos ensaiados. A tabela

7.1 a seguir apresenta esse resumo.

Tabela 7.1 – Resistência, deformação, módulo e coeficiente de variação

7.1 Escala Real

Este item é composto pela apresentação de um resumo dos resultados fornecidos pelos

ensaios na escala re

ESCALA REAL

Tipo de Resultados /

Escalas

Blocos Prismas Paredes Argamassa

Resistência

(MPa)

7,01 5,76 3,43 6,00

Coef. Variação 14,4% 9,4% 6,8% 5,9%

Deformação a 2,5 MPa

(relógios) (‰)

0,35 0,31 0,35 -----

Coef. Variação 20,6% 17,3% 19,4%

-----

Deformação a 2,5 MPa

(extensômetros) (‰)

0,28 0,22 0,24 -----

Coef. Variação 14,7% 15,9% 2,6%

-----

Deformação na ruptura

(relógios) (‰)

1,69 2,04 2,10 -----

Coef. Variação 44,7% 21,9% 15,5%

-----

Deformação na ruptura

(extesnsômetros) (‰)

1,97 1,16 1,50 -----

Coef. Variação 19,4% 34,3% 68,5%

-----

Módulo a X** Mpa

(relógios)

7 194 6640 4413 -----

Coef. Variação 25,4% 20,7% 17,0%

-----

Módulo a X** Mpa

(extensômetros)

9034 9218 6307 6500

Coef. Variação 14,7% 27,3% 28,3% 15,1%

Obs.: Todos os parâmetros são médias

** O valor de X é referente a aproximadamente 40% da carga de ruptura em cada

corpo-de-prova ensaiado

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 96

tabela 7.2 mostra os valores de eficiência encontrados nos ensaios em escala real. A

cia

eficiência dos prismas foi de 82% e das paredes foi de 43%, valores estes que se

encontram dentro do intervalo usual para alvenaria de blocos de concreto, citado por

RAMALHO e CORRÊA (2003).

Eficiên =

prisma

bloco

;

parede

bloco

;

parede

prisma

Tabela 7.2 – Eficiência de prismas e paredes

Relação entre Resistência de Eficiência

Valores fornecidos pela

Literatura

Prisma/Bloco 0,82 0,50 < e <0,90

Parede*/Bloco 0,43 0,40 < e <0,60

Parede*/Prisma 0,52 ≈ 0,70

* A resistência da parede foi multiplicada por 0,875, segundo EDGELL et al (1990)

Neste momento vale informar que a relação Parede/Prisma = 0,52, foi um valor baixo

quando comparado com o obtido pela escala reduzida. Este fato deve-se possivelmente ao

comportamento da argamassa nas juntas horizontais das paredes, uma vez que a mesma

apresentou um esfarelamento precoce a ruptura das unidades, fazendo com que a relação

a tivesse um valor abaixo do esperado.

Na figura 7.1, é apresentado o gráfico tensões

x deformações dos blocos, prismas e paredes

obtidos através da aquisição de dados com uso de relógios comparadores. Na figura 7.3, é

mostrado o gráfico das tensões x deformações quando os blocos dos elementos foram

instrumentados com extensômetros.

Parede/Prism

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 97

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Blocos

Prismas

Paredes

blocos, prismas e paredes (Relógios e LVDTs) Figura 7.1 – Média Tensão x Deformação de

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Blocos

Prismas

Paredes

Figura 7.2 – Mé xtensômetros)

dia Tensão x Deformação de blocos, prismas e paredes (E

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 98

7.2 Escala Reduzida

, será apresentado um resumo dos resultados obtidos através dos ensaios na

zida, e também a correlação entre esses valores avaliados pelo fator de

tado um resumo dos ensaios realizados na escala reduzida

Tabela 7.3 – Resistência, deformação, módulo e coeficiente de variação

Neste item

escala redu

eficiência. A seguir é apresen

(tabela 7.3).

ESCALA REDUZIDA

Tipo de Resultados /

Escalas

Blocos Prismas Paredes Argamassa

Resistência

(MPa)

7,51 6,03 4,87 6,00

Coef. Variação 8,3% 13,0% 4,9% 5,9%

Deformação a 2,5 MPa

(relógios) (‰)

--- 0,36 0,28 -----

Coef. Variação --- 23,1% 37,7%

-----

Deformação a 2,5 MPa

(extensômetros) (‰)

0,34 0,26 0,26 -----

Coef. Variação 31,7% 8,4% 8,9%

-----

Deformação tura na rup

(relógios) (‰)

--- 2,78 1,80 -----

Coef. Variação --- 10,9% 30,4%

-----

Deformação n tura a rup

(extesnsôm ) etros) (‰

2,38 1,43 1,32 -----

Coef. Variação 21,4% 34,9% 40,8%

-----

Módulo a X Mpa

(relógios)

--- 5946 5923 -----

Coef. Variação --- 15,1% 2,6%

-----

Módulo a X Mpa

(extensômetros)

8540 7618 5885 6500

Coef. Variação 34,6% 8,4% 9,3% 15,1%

Obs. : Todos os parâmetros são médias

** O valor de X é referente a aproximadamente 40% da carga de ruptura em cada

corpo-de-prova ensaia

A tabela 7.4 mostra os valores de eficiência encontrados nos ensaios em escala real. A

eficiência dos prismas foi de 80% e das paredes foi de 57%, valores estes que se

encontram dentro do intervalo usual para alvenaria de blocos de concreto, citado por

RAMALHO e CORRÊA (2003).

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 99

Eficiência =

prisma

bloco

;

parede

bloco

;

parede

prisma

Tabela 7.4 – Eficiência de prismas e paredes

Relação entre Resistência de Eficiência

Valores fornecidos pela

Literatura

Prisma/Bloco 0,80 0,50 < e <0,90

Parede*/Bloco 0,57 0,40 < e <0,60

Parede*/Prisma 0,71 ≈ 0,70

* A resistência da parede foi multiplicada por 0,875, segundo EDGELL et al (1990)

As figuras a seguir ilustram o comportamento estrutural de cada tipo de elemento

ensaiado, através dos gráficos das médias tensões

x deformações.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Blocos

Prismas

Paredes

Figura 7.3 – Gráfico da média Tensão x Deformação dos blocos, prismas e paredes (Extensômetros)

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 100

ma - deformação na ruptura da alvenaria

resistência à compressão.

Tabela 7.5 – Resumo dos resultados obtidos

7.3 Resumo Geral

A tabela a seguir mostra o resumo geral dos resultados obtidos pelos ensaios de

caracterização da alvenaria em ambas as escalas. Todos os parâmetros de avaliação se

correlacionaram e não podem ser considerados diferentes a um nível de significância de

5%, exceto, os valores em azuis de: no pris

(relógio), e na parede –

Elementos Blocos Prismas Paredes

Tipo de Resultados /

Escalas

Real Reduzida Real Reduzida Real Reduzida

Resistência

(MPa)

7,01 7,51 5,76 6,03 3,43 4,87

Coef. Variação 14,4% 8,3% 9,4% 13,0% 6,8% 4,9%

Deformação a 2,5 MPa

(relógios) (‰)

0,35 --- 0,31 0,36 0,35 0,28

Coef. Variação 20,6% --- 17,3% 23,1% 19,4% 37,7%

Deformação a 2,5 MPa

(extensômetros) (‰)

0,28 0,34 0,22 0,26 0,24 0,26

Coef. Variação 14,7% 31,7% 15,9% 8,4% 2,6% 8,9%

Deformação na ruptura

(relógios) (‰)

1,69 --- 2,04 2,78 2,10 1,80

Coef. Variação 44,7% --- 21,9% 10,9% 15,5% 30,4%

Deformação na ruptura

(extesnsômetros) (‰)

1,97 2,38 1,16 1,43 1,50 1,32

Coef. Variação 19,4% 21,4% 34,3% 34,9% 68,5% 40,8%

Módulo a X Mpa

(relógios)

7941 --- 6640 5946 4413 5923

Coef. Variação 25,4% --- 20,7% 15,1% 17,0% 2,6%

Módulo a X Mpa

(extensômetros)

9034 8540 9218 7618 6307 5885

Coef. Variação 14,7% 34,6% 27,3% 8,4% 28,3% 9,3%

Embasado nos testes estatísticos empregados, não se pode descartar a hipótese de que a

alvenaria na escala real está bem representada pelos modelos físicos reduzidos. Se não

fossem as incompatibilidades provocadas pela argamassa de assentamento, poder-se-ia

dizer que foram confirmadas as correlações de resistência e deformação entre protótipo e

modelo, tornando possível trabalhar de forma reta com modelos físicos reduzidos para o

estudo d

e alvenaria de blocos de concreto.

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 101

8 ENSAIOS EM PAREDES H

Este capítulo descreve a montagem, instrumentação e os resultados obtidos nos ensaios das

aredes H, deixando a análise dos resultados para o fechamento do trabalho, no capítulo X.

ade do ensaio é a investigação do comportamento estrutural de pequenos painéis

de alvenaria em formato de H e a determinação da resistência ao cisalhamento vertical da

alvenaria com amarração direta. Para tanto, foram construídos dois tipos de paredes (PH1 e

PH2), e para cada tipo, foram feitas três unidades.

A primeira forma de construção, chamada de parede PH1 (figura 8.1 (a)), a parede central

não é apoiada em sua base, e com isso todo o carregamento deve ser transferido para os

flanges.

8.1 Descrição dos Ensaios em Paredes H

A finalid

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

6,0

rebaixo

1ª

2ª

5ª

Parede PH1 (a) Parede PH2 (b)

3ª

4ª

Figura 8.1 – Tipos de paredes a serem ensaiadas

A segunda forma de construção, chamada de parede PH2 (figura 8.1 (b)), a parede central

é ap de oiada em sua base, dessa forma, pretende-se observar os efeitos de transferência

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 102

uma

parte do carregamento na parede PH2, pudessem ser transferidos às paredes laterais,

através da .2.

carga entre paredes simulando uma estrutura real, onde geralmente todas as paredes da

edificação são apoiadas em outras paredes ou em vigas baldrames.

Os ensaios consistiram em aplicar um carregamento vertical, uniformemente distribuído,

sobre a parede central, de forma que todo o carregamento, no caso da parede PH1, e

s ligações contrafiadas, conforme representação esquemática da figura 8

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

6,0

rebaixo

0,15

1,00

0,27

Laje de Reação

Viga Metálica

Cilindro ico (1000kN) Hidrául

Capeamento c/

Gesso

Base em

Concreto

Armado

Parede Central

sem apoio

ReaçãoPórtico de

Célula de Carga

Figura 8.2 – Representação esquemática do ensaio em paredes H na escala real

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 103

8.2 Escala Real

8.2.1 Montagem das Paredes H

Os corpos-de-prova na escala real (1:1) foram executados por um pedreiro experiente, com

o emprego dos equipamentos básicos para assentamento de alvenaria estrutural, tais como:

escantilhão, prumo de pedreiro, esquadro, régua metálica e o nível de bolha. A figura 8.3

mostra a disposição dos blocos nas fiadas.

Figura 8.3 – Modulação das fiadas e dimensões dos corpos-de-prova (escala real)

De acordo com a NBR 5712 (ABNT, 1982) as juntas de argamassa devem ter 10 mm de

espessura. Conseguiu-se atingir esse valor através do uso de espaçadores de plástico,

vendidos comercialmente. A argamassa utilizada foi a mesma com que foram construídos

os prismas e paredes.

(a) (b)

Figu dos ra 8.4– (a) Escantilhão e (b) assentamento de blocos instrumenta

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 104

Figura 8.5 – Seqüência de montagem das paredes H

8.2.2 Instrumentação

As paredes H foram instrumentadas com a utilização de relógios transdutores de

deslocamentos, LVDT´s e de extensômetros elétricos. A idéia inicial era de instrumentar

com extensômetros apenas 01

corpo-de-prova para cada modelo, porém, devido a uma

falha de leitura durante o ensaio da PH2-02, tornou-se necessária a instrumentação de mais

uma unidade, no caso a PH2-03.

Os corpos-de-prova em que não foram colados extensômetros, caso das paredes PH1_01,

PH2_01 e PH1_03 nsdutores de

deslocam o de 20

mm.

Quatro deles fora para a obtenção

o deslocamento vertical e para verificação de um possível deslocamento diferencial da

, foram basicamente instrumentados com 07 tra

ento da marca Kyowa, com sensibilidade de 0,01 mm, com curso máxim

m instalados na parede central com ponto fixo no piso,

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 105

central, com ponto fixo no piso,

ara a verificação de possíveis deslocamentos horizontais. E os outros dois restantes foram

mesma. Um deles, o relógio R5, foi instalado na parede

instalados em diversas posições, dependendo do ensaio, para verificação do deslocamento

dos flanges. Para melhor visualização e entendimento das instrumentações utilizadas, para

cada ensaio descrito no item a seguir, será colocada uma ilustração do esquema adotado.

Figura 8.6 – Instrumentação das paredes (sem extensômetros)

Nos corpos-de-prova des PH1_02,

etros

létricos do tipo KFG - 30 - 120 - C1 - 11. A colagem desses extensômetros (figura 8.7)

i realizada antes do assentamento dos blocos, visto que os mesmos foram submetidos a

um pré-carregamento, para a realização da calibração.

que foram colados extensômetros, caso das pare

PH2_02 e PH2_03, realizaram-se a instrumentação dos blocos através de extensôm

Figura 8.7 – Detalhes da calibração das unidades instrumentadas com extensômetros

A figura 8.8 representa o detalhe esquemático da disposição dos blocos instrumentados

com extensômetros numerados de 1 a 14.

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 106

Figura 8.8 – Numeração dos extensômetros nas paredes

Figura 8.9 – Instrumentação das paredes com extensômetros

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 107

8.2.3 Resultados – Paredes H Tipo 1

Foram ensaiados 3 painéis em formato H, não apoiados em seu vão central. A

instrumentação foi empregada, diferenciando em paredes instrumentadas com

extensômetros e paredes monitoradas com apenas relógios e LVDTs. Os resultados de

carga de ruptura são apresentados na tabela a seguir.

Tabela 8.1 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 1

PH1

Carga de Fissuração

(kN)

Carga de Ruptura (kN)

Resistência ao

Cisalhamento τ (MPa)

PH1_01 --- 304 1,10

PH1_02 100 230 0,83

PH1_03 152 196 0,71

Média 126,00 243,33 0,88

Parede PH1_01

parede PH1_01 apresentou uma ruptura brusca com a carga de 304 kN. Os relógios

mparadores foram retirados na carga de aproximadamente 150 kN, a figura a seguir

stra o momento da ruptura.

ilu

(a) (b)

Figura 8.10 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH1_01)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 108

A instrumentação dessa parede foi conforme descrito no item 7.2.2, onde não foram

usados extensômetros. A figura 8.11 mostra o esquema de instrumentação dessa parede. O

gráfico da figura 8.12 mostra o comportamento do deslocamento vertical da parede central

em relação ao piso, medidos por transdutores (relógios e LVDTs).

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

LVDT 1

LVDT 2

Figura 8.11 – Detalhe dos relógios na instrumen ação da parede PH1-01 (sem extensômetros)

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

Carga (kN)

100,00

140,00

160,00

0,00 0,10 0, 0,70 1,00

120, 0

LVDT2

Relógio 2

0,20 0,30 40 0,50 0,60

Deslocamento (mm)

0,80 0,90

LVDT 1

Relógio 1

12 – Grá arga x Deslocament ontos da parede cen H1_01

Figura 8. fico C o de p tral P

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 109

través do gráfico Carga x Deslocamento da parede central, pode-se observar que essa

arede apresentou um comportamento semelhante em todos os pontos instrumentados.

ntada com extensômetros)

Parede PH1_02 (instrume

oram retirados, permitindo-se visualizar os deslocamentos até o instante da

ptura, como mostra a figura 8.15.

A parede PH1_02 apresentou fissuração a partir da carga de 100 kN e a ruptura foi brusca

com a carga de 230 kN, a figura 8.13 mostra os detalhes da ruptura. Nessa parede, os

relógios não f

Figura 8.13 – Detalhes da forma de ruptura (PH1_02)

Além dos extensômetros, essa parede foi instrumentada com relógios e LVDT, como

mostra a figura a seguir. Os dados de deformações obtidas com o uso de extensômetros são

analisados e discutidos no próximo item.

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

R1R2

LVDT 1 e 2

Figura 8.14 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH1_02 (com extensômetros)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 110

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00

Deslocamento (mm)

Carga (kN)

LVDT2

Relógio 2

LVDT1

Relógio 1

Figura 8.15 – Gráfico Carga x Deslocamento de pontos da parede central (PH1_02)

Através do gráfico Carga x Deslocamento, pode-se observar que o LVDT1, que foi

stalado na primeira fiada (figura 8.14) e tomava os deslocamentos em relação ao piso, foi

o transdutor que apresentou o maior deslocamento.

Parede PH1_03

A parede PH1_03 rompeu com a carga de 196 kN. Os relógio comparadores foram

retirados a carga de aproximadame 0 kN, a figura a seguir ilustra o momento da

ruptura.

nte 17

(a) (b)

Figura 8.16 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH1_03)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 111

A instrumentação dessa parede foi realizada conforme descrito no item 7.2.2 onde não

foram usados extensômetros. A figura 8.17 mostra o esquema de instrumentação dessa

parede.

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

LVDT

Figura 8.17 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH1-03 (sem extensômetros)

O gráfico da figura 8.18 mostra o comportamento do deslocamento vertical da parede

central em relação ao piso, medidos por transdutores (relógios e LVDTs). É possível

observar que tanto os relógios R1 e R2, como os R3 (LVDT) e R4 apresentaram um

comportamento similar com os relógios A1 e A2, respectivamente, instalados na aba.

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

Deslocamento (mm)

Carga (kN)

Relógio 1

Relógio 2

Relógio 3 LVDT

Relógio 4

Aba 1

Aba 2

Figura 8.18 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central e aba (PH1_03)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 112

.2.4 Resultados - Paredes H Tipo 2 (apoiadas)

oram ensaiados 3 painéis em formato H, apoiados em seu vão central. A instrumentação

deu conforme apresentado no item anterior, diferenciando em paredes instrumentadas

om extensômetros e paredes monitoradas com relógios e LVDTs. Os resultados de carga

e ruptura são apresentados na tabela a seguir.

Tabela 8.2 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 2 (apoiadas na base)

Carga de Fissuração

PH2

(kN)

Carga de Ruptura (kN)

PH2_01

120 564

PH2_02

277 476

PH2_03 167 490

Média 188,00 510,00

Neste momento, vale lembrar que a carga de ruptura das paredes simples foi de 427,80 kN,

dessa forma, a carga de ruptura nas paredes H tipo 2, foi maior em aproximadamente 20%.

Parede PH2_01

A pa e PH2_01 apresred entou fissuração a partir da carga de 120 kN, e a ruptura foi brusca

om a carga de 564 kN, a figura 8.19 mostra o instante e os detalhes da ruptura. c

(a) (b)

Figura 8.19 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH2_01)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 113

instrumentação utilizada nessa parede foi a mesma empregada na parede PH1_01 (figura

.11). O gráfico da figura 8.20 mostra o comportamento do deslocamento vertical de

ontos da parede central em relação ao piso, medidos por transdutores (relógios e LVDTs).

través desse gráfico, pode-se observar que a partir da carga de 100 kN as curvas

presentam uma inclinação similar, revelando que os transdutores de deslocamento

apresentaram o mesmo comportamento.

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00

Deslocamento (mm)

Carga (kN)

LVDT1

Relógio 2

LVDT2

Relógio 1

Figura 8.20 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 114

arede PH2_02 (instrumentada com extensômetros)P

A parede PH2_02 apresentou fissuração a partir ruptura foi brusca

com a carga de 476 kN, a figura 8.21 mo e os detalhes da ruptura. Nessa

parede, os relógios não foram irados, perm visualizar os deslocamentos até o

instante da ruptura como mostra igura 8.22. O ema de instrumentação foi o mesmo

empregado na parede PH1_02 (figura 8.14).

da carga de 277 kN, e a

stra o instante

ret itindo

a f esqu

(a) (b)

Figura 8.21 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de ruptura (PH2_02)

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60

Deslocamento (mm)

Carga (kN)

LVDT2

Relógio 2

LVDT1

Relógio 1

Figura 8.22 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 115

Parede PH2_03 (instrumentada com extensômetros)

A parede PH2_03 apresentou as primeiras fissuras com a carga de 167 kN e rompeu com a

carga de 490 kN. Os relógios comparadores instalados nas abas foram retirados à carga de

aproximadamente 170 kN, enquanto que os relógios instalados na parede central não foram

retirados, permitindo assim visualizar os deslocamentos até o instante da ruptura como

mostra a figura 8.25.

(a) (b)

Figura 8.23 – (a) Instante da Ruptura e (b) Detalhe da forma de u ura (PH2_02)

r pt

1ª

2ª

3ª

4ª

5ª

LVDT

Figura 8.24 – Detalhe dos relógios na instrumentação da parede PH2_03 (com extensômetros)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 116

0,00

400,00

500,00

100,00

200,00

300,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50

Deslocamento (mm)

rCa ga (kN)

Relógio 1

Relógio 2

Relógio 3 - LVDT

Relógio 4

Aba 1

Aba 2

Figura 8.25 – Gráfico Carga x Deslocamento da parede central

A partir da figura 8.25, observa-se que a parede central, instrumentada por R1, R2, R3 e

R4 apresentou um comportamento similar quanto ao deslocamento vertical em todos os

pontos medidos. Os dados de deformações, obtidos pelos extensômetros, serão mostrados

e analisados no próximo item.

É interessante mostrar que sem entados nas

rais (abas), caracterizados nesta parede pelos relógios A1 e A2. Esse fato

pre existiu o deslocamento dos pontos instrum

paredes late

mostrou que houve uma transferência de cargas da parede central para as abas.

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 117

.3 Escala Reduzida

Os corpos-de-prova na escala reduzida (1:4) foram executados com o auxílio de

ferramentas e gabaritos apropriados de modo a minimizar os efeitos da mão-de-obra,

controlando assim, com maior eficiência, parâmetros como nível, prumo e espessura de

juntas. As etapas de montagem podem ser observadas na figura 8.26.

8.3.1 Montagem das Paredes H na Escala 1:4

Figura 8.26 – Seqüência de montagem das paredes H na escala reduzida

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 118

strumentado com extensômetros apenas 01

corpo-de-prova para cada modelo.

ara melhor visualização e entendimento dos dois tipos de instrumentações utilizadas, as

icionamento dos transdutores e extensômetros.

8.3.2 Instrumentação

As paredes H na escala 1:4 foram instrumentadas de duas maneiras: (1) com a utilização

de relógios transdutores de deslocamentos, LVDT´s e (2) com o uso de extensômetros

elétricos para leitura de deformações no encontro das ligações contrafiadas. Foi

figuras a seguir mostram o pos

Figura 8.27 – Instrumentação das paredes (sem

extensômetros)

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 119

Figura 8.28 – Instrumentação das paredes com extensômetros

8.3.3 Resultados Paredes H Tipo 1

Foram ensaiados 3 painéis em formato H não apoiados em seu vão central, em que a

instrumentação foi empregada, diferenciando em parede instrumentada com extensômetros

e paredes monitoradas com relógios e LVDTs. Os resultados de carga de fissuração,

ruptura e resistência ao cisalhamento são apresentados na tabela a seguir.

Tabela 8.3 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 1

PH1

Carga de Fissuração

(kN)

Carga de Ruptura (kN)

Resistência ao

Cisalhamento τ (MPa)

PH1_01 26,5 27 1,56

PH1_02 24,7 25,5 1,47

PH1_03 25,5 25,5 1,47

Média 25,57 26,00 1,50

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 120

Formas de Ruptura PH1

Pode se dizer que a forma de ruptura apresentada para a parede H tipo 1, foi muito

semelhante à da escala real, em que ocorreu a ruptura por cisalhamento nas unidades

contrafiadas.

Figura 8.29 – Detalhe da forma de ruptura Paredes H tipo 1 – parede central não a

poiada

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 121

8.3.4 Resultados Paredes H Tipo 2 (apoiadas)

Foram ensaiados 3 painéis em formato H apoiados em seu vão central, e a instrumentação

se deu conforme apresentado no item anterior, diferenciando em paredes instrumentadas

com extensômetros e paredes monitoradas com relógios e LVDTs. Os resultados de carga

de fissuração, ruptura e resistência ao cisalhamento são apresentados na tabela a seguir.

Tabela 8.4 – Resultados dos ensaios em paredes tipo 2 (apoiadas na base)

PH2

Carga de Fissuração

(kN)

Carga de Ruptura (kN)

PH2_01

45,50 47,10

PH2_02

42,00 42,00

PH2_03 38,00 38,00

Média 41,83 42,37

abe lembrar que a carga de ruptura das paredes simples foi de 37,0 kN, e dessa forma, a

Ruptura – PH2

carga de ruptura nas paredes H tipo 2, foi maior em aproximadamente 15%.

Formas de

Capítulo 8 – Ensaios em Paredes H 122

Figura 8.30 – Detalhe da forma de ruptura Paredes H tipo 2 – apoiadas na base

As formas de ruptura apresentadas para as paredes H tipo 2 na escala reduzida foram muito

semelhantes as da escala real.

Capítulo 9 – Ensaio ao Cisalhamento nas Unidades 123

9 ENSAIO AO CISALHAMENTO NAS UNIDADES

zados com o objetivo de se obter uma

ossível correlação entre a resistência do mesmo e a resistência apresentada pelas paredes

ue a capacidade cisalhante

e paredes de alvenaria é uma propriedade indispensável à análise da distribuição de

carg

.1 Escala Real

ferenciando os procedimentos para esse tipo de ensaio,

ram ensaiados 3 blocos para uma verificação preliminar do comportamento de ruptura.

Os ensaios ao cisalhamento nos blocos foram reali

H tipo 1, onde o vão central não estava apoiado. Vale salientar q

as verticais.

Como não existe norma brasileira re

Cada bloco foi ensaiado de uma maneira diferente, classificada como mostra a figura 9.1 a

seguir.

Os ensaios tipos A, B e C, ao cisalhamento nas unidades, foram realizados com o objetivo

de identificar qual é o tipo que retrata mais fielmente o comportamento das paredes na

ruptura, tanto no modo quanto nos valores de ruptura.

Uma vez identificado o tipo de ensaio que reflete o comportamento dos blocos na ruptura

das paredes, foi tomado como padrão e reproduzido na escala reduzida.

Capítulo 9 – Ensaio ao Cisalhamento nas Unidades 124

Figura 9.1 – Tipos de ensaio ao cisalhamento de blocos

Quanto ao valor de ruptura:

A tabela a seguir mostra as cargas de ruptura obtidas no ensaio das paredes H não

apoiadas.

Tabela 9.1 – Carga de ruptura das paredes e por bloco contrafiado

Parede

Ensaiada

Carga de Ruptura

da Parede (kN)

Número de Blocos

Contrafiados

Carga de Ruptura

por Bloco

Contrafiado* (kN)

PH1_01 304 6 50,66

PH1_02 230 6 38,33

PH1_03 196 6 32,67

Média 243,33 6 40,55

* Carga de Ruptura da parede dividida pela quantidade de blocos contrafiados (6)

Capítulo 9 – Ensaio ao Cisalhamento nas Unidades 125

Quanto ao valor de ruptura, o tipo de ensaio mais indicado foi aquele em que a média da

carga de ruptura do ensaio ao cisalhamento, ficou mais próxima do valor da média da

carga de ruptura das paredes por bloco igual a 40,55 kN.

Dessa maneira, foram ensaiadas 6 unidades para cada tipo de ensaio. A tabela a seguir

mostra a média dos resultados dos ensaios ao cisalhamento das unidades.

Tabela 9.2 – Ensaio ao cisalhamento em blocos

Tipo de

Ensaio

Car

a Média de Ruptura

dos Blocos (kN)

A 46,73

B 39,79

C 28,27

Com os dados obtidos, observou-se que o ensa

valor mais próximo do ocorrido nas paredes (40,55kN). A tabela 13.17 em anexo mostra

os resultados individuais do ensaio tipo B. A área cisalhante foi de 181,41cm², e a tensão

cisalhante encontrada para o ensaio tipo B foi de 2,2 MPa.

Quanto ao modo de ruptura:

io tipo B (39,79kN) foi o que apresentou o

O comportamento de ruptura dos blocos e paredes é visualizado nas figuras a seguir.

Figura 9.2 – E saio tipo A n

Capítulo 9 – Ensaio ao Cisalhamento nas Unidades 126

Figura 9.3 – Ensaio tipo C

Figura 9.4 – Blocos ensaio tipo B

Figura 9.5 – Forma de ruptura dos blocos contrafiados das paredes H

Capítulo 9 – Ensaio ao Cisalhamento nas Unidades 127

De acordo com os valores e os modos de ruptura apresentados, pôde-se observar que o

ensaio ao cisalhamento tipo B foi o que mais se aproximou dos valores encontrados nas

paredes. Além disso, a sua forma de ruptura também foi semelhante ao das paredes;

portanto, foi considerado o mais indicado para os estudos de correlação de resistência ao

cisalhamento entre paredes contrafiadas e blocos.

9.2 Escala Reduzida

Pelo fato do ensaio ao cisalhamento tipo B ter apresentado o comportamento mais próximo

pregado para a escala reduzida. da parede, ele foi o em

ala reduzida

tabela 13.18, em anexo, mostra os resultados individuais do ensaio na escala

reduzida.

Tabela 9.3 – Ensaio ao cisalhamento em blocos na escala reduzida

Figura 9.6 – Disposição de ensaio na esc

Foram ensaiadas 11 unidades ao cisalhamento, e a tabela a seguir mostra a média dos

resultados. A

Tipo de

Ensaio

Car

a Média de Ruptura

dos Blocos (kN)

Resistência ao

Cisalhamento (MPa)

B 1,92

1,70

Capítulo 9 – Ensaio ao Cisalhamento nas Unidades 128

O valor da resistência ao cisalhamento foi de 2,2MPa para a escala real, enquanto que na

escala reduzida foi de 1,70 MPa. A diferença percentual foi de 29%.

Modo de ruptura:

O comportamento de ruptura dos blocos e paredes é visualizado nas figuras a seguir.

Figura 9.7 – Forma de ruptura das paredes H (1:4) e ensaio ao cisalhamento na unidade

Pode-se dizer que as formas de ruptura apresentadas para os blocos contrafiados nas

paredes foram semelhantes às obtidas nos ensaios das unidades ao cisalhamento.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 129

10 ANÁLISE DOS RESULTADOS

Neste capítulo serão analisados os resultad

os obtidos nos ensaios das paredes H, em escala

real e reduzida. Posteriormente, serão feitas as correlações entre escalas, e por fim, será

apresenta lacionar

os resultados experimentais da parede H tipo com um modelo de transferência de cargas.

arede em formato H tipo 1 (sem apoio na base) → Ruptura = 243,33kN

¾ Ensaio ao cisalhamento das unidades → Ruptura = 39,79kN

Como a parede central não possuía apoio algum, pôde-se correlacionar a carga de ruptura

da parede (F

PH1

) com a carga de ruptura das unidades contrafiadas (F

) que foram

ensaiadas ao cisalhamento. A figura a seguir ilustra os seis blocos contrafiados que foram

responsáveis pela determinação da resistência do painel.

Em valores numéricos pode-se exemplificar que a carga média de ruptura ao corte nos

blocos, foi de 39,79 kN, que, multiplicada por seis unidades, resulta em uma força de 239

kN. Sabe-se que o valor da carga de ruptura do painel foi de 243 kN e ficou bem próxima

aos 239kN. Dessa forma, pode-se dizer que é possível estimar a resistência ao

cisalhamento da ligação, pelo somatório das resistências ao cisalhamento das unidades

elhante a essa foi obtida por SILVA (2003), quando ensaiou

painéis em formato H com ligações diretas em blocos cerâmicos.

da uma modelagem numérica, que foi realizada com o objetivo de corre

I Escala Real

10.1 Paredes H Tipo 1

10.1.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura

As cargas de ruptura apresentadas foram:

¾ Painel de p

contrafiadas. Conclusão sem

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 130

Figura 10.1 – Parede central com 6 blocos contrafiados

PH1

= F

x N

onde N

é a quantidade de blocos contrafiados

243,33 39,79 x 6 → 243,33 238,74 (kN) ≅ ≅

Portanto, quando uma parede contrafiada não possui restrições de translação em sua base,

o que define sua resistência de ruptura é a resistência ao cisalhamento das unidades

contrafiadas. Essa afirmação é reforçada pela forma de ruptura apresentada nos blocos

contrafiados, que muito se assemelhou com a forma de ruptura das unidades ao

cisalhamento.

Figura 10.2 – Forma de ruptura parede H tipo 1

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 131

10.1.2 Deformações – Parede Central

A seguir são apresentados os gráficos obtidos através da instrumentação por extensômetros

até o momento da fissuração, a carga de aproximadamente 167 kN. Foi fixada uma carga

de leitura, e, a partir desta, tomou-se as deformações nos extensômetros de cada fiada.

Antes da Fissuração

300-250-200-150-100-50-0

Deformação

(

)

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN 70 kN 100 kN

ações nos extensômetros da parede central Figura 10.3 – Deform

Antes da Fissuração

300-250-200-150-100-50-0

Deformação (

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN 70 kN 100 kN

Figura 10.4 – Deformações nos extensômetros da parede central

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 132

arede central deformou-se

e modo semelhante nesses pontos instrumentados, com exceção do ponto correspondente

Através do gráfico da figura 10.4, é possível visualizar que as deformações ocorridas na 2ª,

3ª e 4ª fiadas foram similares, e isso foi um indicativo de que a p

a 1ª fiada, pois este não possuía restrições em sua base e não acusou deformações na

unidade.

Antes da Fissuração

300-250-200-150-100-50-0

Deformação (

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN 70 kN 100 kN

Figura 10.5 – Deformações nos extensômetros da parede central

s gráficos a seguir quantificam as deformações ocorridas nos extensômetros que estavam

O gráfico da figura 10.5 mostra as deformações nos extensômetros da parede central na

região da ligação entre as paredes.

10.1.3 Deformações – Paredes Laterais (Abas)

fixados na aba. Através desses gráficos, é possível observar que as deformações são

maiores no trecho inferior da parede, na altura correspondente a 1ª e 2ª fiadas.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 133

Antes da Fissuração

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN 70 kN 100 kN

300-250-200-150-100-50-0

Deformação (

Figura 10.6 – Deformações nos extensômetros da parede lateral

O gráfico a seguir mostra as deformações ocorridas na parede central e abas ao longo da

altura das fiadas. As linhas em verde representam as deformações ocorridas na parede

central, e nas linhas em azul, na aba, os traços mais espessos indicam a carga de

fissuração.

Parede Central e Aba - Uniformização de Tensões

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN

40 kN 50 kN 60 kN 70 kN 100 kN

aba - 6kN aba - 10kN ab 15kNa - aba - 20kN aba - 30kN

aba - 50kN aba - 60kN ab 70kNa - aba - 100kN

300-250-200-150-100-50-0

Deformação (

Figura 10.7 – Deformações nos extensômetros – parede central e abas

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 134

ado pelo

tipo de ligação contrafiada, onde se supõe que a outra metade esteja na aba conjugada. Tal

fato se evidenciou numericamente tomando como exemplo as cargas de 70kN e 85kN,

tem-se a seguinte tabela.

Tabela 10.1 – Deformações nos extensômetros da parede central e abas - 1ª e 2ª fiadas

70 kN 85 kN

Através deste gráfico, é possível observar que a deformação na 1ª fiada da aba é

aproximadamente a metade da registrada na parede central, isso pode ser explic

Deformações

Parede Central Aba Parede Central Aba

2ª Fiada

63 30 79 34

1ª Fiada

54 27 65 30

Somatória µe

117 57 144 64

De acordo com a analogia entre as cargas de ruptura e as análises das deformações nas

paredes, pode-se supor que exista uma distribuição de forças ao longo da ligação da parede

carregada com a aba lateral, sendo a resistência do bloco ao cisalhamento o parâmetro que

define a resistência final da ligação em estudo.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 135

10.2 Paredes H Tipo 2 (apoiadas)

10.2.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura

As cargas de ruptura apresentadas nas paredes ensaiadas foram:

¾ Painel de parede simples 90x100 cm → Ruptura = 427,8kN

¾ Painel de parede em formato H tipo 2 (base apoiada) → Ruptura = 510kN

20%

A carga necessária para romper a parede sim les (90x100 cm) foi de aproximadamente

428kN, enquanto que para a iferença de valores (82kN)

permite uma analogia com a resistência ao cisalhamento das unidades, que foi da ordem de

40kN. Pode-se supor que o acréscimo de 82kN, distribuiu-se de acordo com uma região

principal de transferência de cargas a 45º (figura 10.13) e solicitou ao cisalhamento, os

dois primeiros blocos que estavam efetivamente contrafiados (3ª fiada), a carga de 41kN,

levando-os a ruptura e, consequentemente, a parede como um todo. Observa-se que os dois

primeiros blocos, referentes a 5ª fiada, não estavam efetivamente contrafiados, pois as suas

disposições e o modo de aplicação de carga permitiam um giro em suas extremidades.

Portanto, pode-se dizer que a ligação direta entre as paredes teve um papel fundamental

nesse acréscimo de 20% do valor da ruptura, e que os blocos contrafiados que foram

solicitados ao esforço de corte definiram a carga de ruptura da parede.

A constatação de que os blo forma significativa na carga

de ruptura do painel H pode ser evidenciada na forma de ruptura da parede, pois esses

Pode-se dizer que para a parede em forma de H houve um acréscimo de aproximadamente

no valor da carga de ruptura.

parede H foi de 510kN. Essa d

cos contrafiados contribuíram de

blocos sofreram a ruptura devido ao esforço cortante como mostra a figura a seguir.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 136

Figura 10.8 – Forma de ruptura - Blocos contrafiados cisalhados

0.2.2 Deformações – Parede Central

s gráficos a seguir ilustram as deformações ocorridas nos extensômetros colados ao

longo da altura da parede. Para melhor análise e visualização dos dados, as deformações

foram representadas em diferentes níveis de cargas, e com isso pôde-se analisar o

comportamento antes e após a fissuração. A carga de fissuração é indicada com o traço

mais forte em vermelho.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 137

Antes da Fissuração

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

100 kN 120 kN 150 kN

Após Fissuração

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN 150 kN

200 kN 250 kN 300 kN 350 kN 400 kN 450 kN 460 kN 475 kN 480 kN

Figura 10.9 – Deformações nos extensômetros da parede central

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 138

Antes da Fissuração

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN 150 kN

Após Fissuração

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN 150 kN

200 kN 250 kN 300 kN 350 kN 400 kN 450 kN 460 kN 475 kN 480 kN

Figura 10.10 – Deformações nos extensômetros da parede central

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 139

Antes da Fissuração

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN 150 kN

Após Fissuração

1,74 kN

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN

150 kN 200 kN 250 kN 300 kN 350 kN 400 kN

Figura 10.11 – Deformações nos extensômetros da parede central

De aco ficos apresentados, observa-se que as deformações no trecho inferior

a parede central, reduziram significativamente em relação ao trecho superior, tal fato

rdo com os grá

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 140

la transferência das cargas da parede central para as paredes laterais,

través dos blocos contrafiados.

uração (figura 10.11), as deformações registradas nos

argas (figura 10.13),

e 8 respectivamente), tenderam a se uniformizar.

s figuras as seguir ilustram a paridade de deformações entre os extensômetros, à carga de

100 e 275kN. Observa-se que para a carga de 100kN, houve uma semelhança de valores de

deformações entre o uma inclinação de

proximadamente 50º com a vertical, enquanto que para a carga de 275kN essa

melhança de valores ocorreu em torno de 40º.

pode ser explicado pe

Observa-se também que após a fiss

extensômetros pertencentes à área principal de transferência de c

correspondentes a 4ª e 5ª fiadas (nº 7d

s extensômetros que se encontravam a

Figura 10.12 – Bielas de compressão com inclinação aproximada de 45º

De acordo com as figuras apresentadas, observou-se que surgiram bielas de compressão a

uma inclinação de aproximadamente de 45º com a vertical (figura 10.12). A constatação

deste fato vem confirmar os resultados apresentados por SILVA (2003), em que o autor

chegou à conclusão semelhante em ensaios de painéis em formato H com blocos

cerâmicos.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 141

Figura 10.13 – Incl ferência de cargas

e deformações colados na parede

teral (aba).

inação da biela de tensões e Área principal de trans

10.2.3 Deformações – Paredes Laterais (Abas)

A figura a seguir ilustra a disposição dos medidores d

Figura 10.14 – Disposição dos extensômetros na aba

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 142

ao longo das fiadas, ocorridas nos

o em estudo. Através

e as deformações são maiores no trecho inferior da

Os gráficos a seguir quantificam as deformações

extensômetros que estavam fixados na aba lateral, próximo à ligaçã

desses gráficos, é possível observar qu

parede, na altura correspondente às 1ª e 2ª fiadas.

Antes da Fissuração

200-175-150-125-100-75-50-25-0

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN 150 kN

Após Fissuração

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 60 kN 100 kN 120 kN 150 kN

200 kN 250 kN 300 kN 35

200150-100-50-0

Deformação (

0 kN 400 kN 450 kN 460 kN 475 kN 480 kN

gura 10.15 – Deformações nos extensômetros da parede lateral (aba)

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 143

ara uma melhor visualização e interpretação dos dados obtidos, a parede H foi subdivida

a 4ª e 5ª fiadas, e o inferior referente a 1ª e 2ª fiadas.

rmação das medidas registradas pelos

em dois trechos, o superior referente

A seguir, são apresentados os gráficos carga x defo

extensômetros na parede central e na aba.

Trecho Superior

100

150

200

250

-20 80 180 280 380 480

Deformação (

Carga (kN)

3ª fiada - p.central

4ª fiada - p.central

5ª fiada - p.central

3ª fiada - aba

4ª fiada - aba

Figura 10.16 – Carga x Deformação – Gráfico comparativo – Parede central e aba

Pode-se dizer que no ça significativa entre

s deformações ocorridas na parede central e na aba. As leituras de deformações referentes

semelhança entre as deformações ocorridas na parede central e na aba. Pode-se dizer que

estabelecida a transferência de tensões da parede central para a aba, através da ligação

entre as paredes.

trecho superior da parede H houve uma diferen

a 3ª e 4ª fiadas da aba, são devidas às transferências de cargas entre as juntas verticais de

argamassa e as unidades, sendo portanto de valores pequenos quando comparados com as

obtidas na parede central.

No trecho inferior da parede H, ao contrário do ocorrido no trecho superior, houve uma

nesse trecho as deformações obtidas foram bastante próximas. Dessa forma, ficou

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 144

Trecho Inferior

100

150

200

250

-20 80 180 280 380 480

Deformação (me)

Carga (kN)

1ª fiada - p.central

2ª fiada - p.central

1ª fiada - aba

2ª fiada - aba

Figura 10.17 – Carga x Deformação – Gráfico comparativo – Parede central e aba

gráfico a seguir mostra as deformações ocorridas na parede central e abas ao longo da

altura das fiadas. As linhas em verde repres ntam as deformações ocorridas na parede

través deste gráfico, é possível observar que as deformações estão uniformizadas na base

central e nas linhas em azul, na aba, os traços mais espessos indicam a carga de fissuração.

da parede, consolidando a transferência de cargas entre paredes.

Parede Central e Abas - Uniformização de Tensões

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN

1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

40 kN

60 kN 100 kN 120 kN 150 kN 200 kN

aba - 10kN aba - 100kN aba - 150kN aba - 200kN aba - 300kN

Figura 10.18 – Deformações – Gráfico comparativo – Parede central e aba

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 145

Nota-se através das figuras (figura 10.9; figura 10.10; figura 10.11 e figura 10.15) que

existe uma grande diferença de comportamento de deformações antes e após a fissuração.

Através de uma análise quantitativa nos dados fornecidos pelos extensômetros, chegou-se

à conclusão de que existe um gradiente de transferência de cargas para as paredes laterais,

pois com o decorrer do ensaio houve uma redução da capacidade de transferência de

cargas (o acréscimo de carga reduziu a taxa de transferência

para as abas laterais).

Tal afirmação pode ser esclarecida com os valores das deformações fornecidas pelos

extensômetros. Através desses valores, entrou-se na equação do módulo de deformação da

alvenaria, obtido nos ensaios de paredes (figura 10.19) e chegou-se à tensão atuante em

cada fiada. Multiplicando-se o valor da tensão pela área da parede central, obteve-se a

carga atuante por fiada, e dessa maneira, foi avaliado o comportamento das tensões ao

longo da altura da parede.

y = 2E+09x

- 6E+06x

+ 7897,6x - 0,028

Tensão (

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

MPa)

Média Extensômetros

Polinômio (Média Extensômetros)

parede central ficavam mais próximas da carga aplicada no topo da

Figura 10.19 – Curva tensão x deformação e equação da curva (ensaio de paredes)

Essa avaliação identificou que, com o aumento do carregamento, as cargas atuantes nas

fiadas inferiores da

Taxa de Transferência de Cargas é a porcentagem que expressa de quanto da carga aplicada sobre a parede

central se transferiu para a aba

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 146

parede, e isso reve ntre as paredes, a

bela a seguir mostra as cargas atuantes na parede central e as porcentagens de

Tabela 10.2 – Cargas na parede central e transferência para as laterais

lou uma redução da capacidade de transferência e

transferência para as laterais.

Carga kN

5ª F

Transferência para

iada 1ª Fiada

Taxa de

as abas (%)

53,6 11,3 79%

80,5 17,3 78%

98,9 36,3 63%

1 9,7 45,6 5 59%

4 60,3 39,9 2 41%

4 01,7 88,7 3 38%

Através desses resultados, pode-se dizer que para a carga de serviço de aproximadamente

100kN, a taxa de transferência para as abas é da ordem de 63%.

Nos ensaios das paredes H, verificou-se que, quando a mesma não possuía apoio, a

resistência ao cisalhamento das unidades foi o fator limitador da resistência da ligação. Já

quando esta era totalmente apoiada, observou-se a existência de um gradiente de

transferência de cargas.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 147

10.

Par

form

Ele : development and execution by computer

–

mé os, contribuiu para o esclarecimento das fissuras ocorridas nas

aredes durante o ensaio e, além disso, indicando as direções das tensões principais

tuantes na parede, proporcionou uma melhor visualização das regiões de tração e de

pressão existentes.

a análise linear, utilizando-se a macro-modelagem da parede H em questão.

odelagem, a unidade, argamassa e interface são consideradas dispersas no

eio contínuo. Dessa forma, considera-se a alvenaria como um meio homogêneo,

acro-modelagem não ser a mais apropriada para uma

portamento das ligações entre as paredes, ela foi empregada apenas

o objetivo de orientar algumas questões que surgiram após os ensaios das paredes. As

2.4 1ª Simulação em Elementos Finitos

a o melhor entendimento e visualização das tensões atuantes nas paredes, o painel em

ato H, foi discretizado utilizando-se o software institucional

FEISdec – Finite

ment for Idealization of Structures

senvolvido por RODRIGUES (1996). Esse aplicativo, que usa em sua formulação o

todo dos elementos finit

com

Foi feita um

Nesse tipo de m

contínuo e isotrópico. Apesar da m

análise precisa do com

com

questões solucionadas foram

a forma de ruptura ficou compreendida com a visualização gráfica das regiões de

tração, compressão e direções principais de tensões;

as leituras indicadas pelos extensômetros em alguns pontos críticos puderam ser

visualizadas graficamente, confirmando os valores das leituras.

macro-modelagem foi utilizada por ser mais prática em relação à micro-modelagem,

reduzido e uma geração de rede mais simples.

Nes

Q -

onstant Strain Quadrilateral -, utilizando-se o valor do módulo de elasticidade da

alve foram restringidas as

anslações dos nós, e a carga foi distribuída somente sobre a parede central, assim como

apresentando um tempo de processamento

sa análise linear, as paredes foram discretizadas com o elemento de chapa

naria obtido nos ensaios das paredes. Na base do painel,

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 148

ocorreu no ensaio. A modelagem foi feita, considerando a unidade, argamassa e interface

como um só elemento, e pode ser visualizada na figura a seguir.

Figura 10.20 – Malha gerada pelo programa FEISdec

As figuras a seguir mostram as direções das tensões principais positivas e negativas. A

partir da figura 10.21, observa-se que na região central, correspondente à 2ª e 3ª fiadas,

ocorrem as maiores concentrações de tensões de tração. Observa-se também que na ligação

entre a parede central e lateral existe a formação de bielas inclinadas de tração. Essas

constatações, fornecidas pelo programa, facilitam em muito a compreensão e a

caracterização das fissuras que surgiram durante o ensaio.

partir da figura 10.22 é possível visualizar que na região superior da parede existem

de cargas entre a parede central e lateral,

to que foi evidenciado pela significativa formação de fissuras durante o ensaio.

grandes diferenças de tensões entre a parede central e aba, enquanto que, na região

inferior, ocorre a já elucidada uniformização de tensões. Observa-se também a ocorrência

de formação de bielas inclinadas de transferência

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 149

Menores Maiores

Figura 10.21 – Direções das Tensões Principais Positivas

Figura 10.22 – Direções das Tensões Principais Negativas

Maiores

Menores

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 150

10.2.5 Forma de Ruptura Apresentada

As figuras apresentadas a seguir mostram os detalhes da forma de ruptura, e

complementam as ilustrações geradas pela saída gráfica da 1ª simulação em elementos

finitos descritas no item anterior.

• 1º instante – Formação de fissuras na região da ligação entre as paredes, seguida por

esmagamento da junta de argamassa entre 3ª e 4ª fiadas.

na região da ligação

2º instante – Ruptura da ligação entre a parede central e lateral, e na região central

tre a 3ª e a 4ª fiadas. Sempre houve a ruptura ao

cisalhamento nas unidades contrafiadas.

Figura 10.23 – Formação de fissuras

•

correspondente à junta de argamassa en

Figura 10.24 – Instante da ruptura 1

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 151

te da ruptura 2

ue a transferência de cargas entre as ligações diretas existiu de forma eficiente, fato que

foi evidenciado por dois fatores:

Figura 10.25 – Instan

Para os painéis em formato H, a ruptura foi sempre frágil, caracterizando-se pelo

desprendimento total de um flange, com ou sem desmonte.

Em posse dos resultados numéricos e as formas de ruptura apresentadas, é possível dizer

uniformização das deformações na base das paredes (central e aba)

mecanismo de ruptura apresentado, que evidencia a transferência de cargas da

parede central para as laterais.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 152

10.2.6 Co

nte por fiada, e dessa maneira, foi montado o gráfico a

guir. A partir das análises anteriores, juntamente com os dados fornecidos por este

ráfico, será apresentada a descrição do comportamento experimental de transferência de

mportamento Experimental de Transferência de Cargas

Através dos valores fornecidos pelos extensômetros, entrou-se na equação do módulo de

deformação da alvenaria, obtido nos ensaios das paredes (figura 10.19), e chegou-se a

tensão atuante em cada fiada. Multiplicando-se o valor da tensão pela área da parede

central, obteve-se a carga atua

cargas entre as paredes interligadas.

Carga Atuante nas Fiadas - Resultados Experimental

200

0123

Fiadas

100

150

456

Carga (kN)

60 kN

100 kN

150 kN

Figura 10.26 – Carga atuante por fiada – Regiões de transferência

De acordo com este gráfico, ficam evidentes dois momentos bem distintos durante o

ensaio. O primeiro momento é pertencente à região superior da parede, entre a 3ª e 5ª

fiadas. Nessa região da parede, a diferença de valores entre a fiada de aplicação da carga

(5ª fiada) e a fiada intermediária (3ª fiada), indica que houve uma grande variação, ou seja,

ocorreu uma grande transferência de cargas da parede central para as abas. Essa taxa de

transferência foi da ordem de 66% para a carga de 100kN.

Região Inferior

Região Superior

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 153

O segundo momento é pertencente à região inferior da parede, até a 3ª fiada, onde as

cargas atuantes seguem uma tendência linear, próxima de uma reta. Nesse trecho, pode-se

dizer que as transferências entre as paredes já estão uniformizadas, não havendo mais

colaboração significativa das abas na parede central. A taxa de transferência para uma

carga aplicada de 100kN, foi da ordem de 36%, praticamente a metade da ocorrida no

trecho superior.

A partir das observações desse comportamento diferenciado entre a região inferior e

superior, juntamente com as constatações de que as cargas espraiam em um ângulo de

inclinação de aproximadamente 45º, e pelas analogias entre cargas de ruptura, fornecidas

pelos painéis de paredes simples e com abas, é apresentado o comportamento experimental

de transferência de cargas entre as paredes (figura 10.27):

as cargas aplicadas no vão central da parede em formato H, se espraiam segundo

um ân

principal de

transferência de cargas

. É nessa região que ocorrem as principais transferências

gulo de aproximadamente 45º, e é formada a chamada

área

de cargas para as paredes laterais, e é por esse motivo, que existe uma grande

diferença entre os valores de cargas atuantes nessas fiadas superiores;

as cargas atuantes na região inferior da parede são uniformizadas devido à

geometria da parede, e a inclinação da distribuição de cargas e

a resistência ao cisalhamento da unidade é um fator determinante nesse processo de

transferência, uma vez que foi correlacionada com a carga de ruptura do painel.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 154

Figura 10.27 – Transferência de Cargas nos Painéis

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 155

10.2.7 2ª Simulação em Elementos Finitos – Análise Linear – SAP 2000

Para validar e correlacionar o modelo experimental encontrado, foi feita uma análise

numérica, através da utilização de um software de elementos finitos, no caso, o SAP 2000.

Para tanto, foram idealizados alguns modelos e feitas várias considerações, de modo que

os resultados numéricos das discretizações refletissem, da melhor maneira possível, o

comportamento experimental da parede.

Em todos os modelos:

¾ a modelagem utilizada foi a macro modelagem, isto é, a unidade, argamassa e

interface foram consideradas como um só elemento;

¾ as translações dos nós da base do painel na direção de aplicação da carga foram

restringidas;

¾ a c e sobre a

parede central, assim como ocorreu no ensaio;

transferência efetiva como ocorreu com blocos contrafiados;

¾ coeficiente de Poisson = 0,20;

¾ espessura da parede = 14 cm

¾ as deformações foram extraídas da parede central na região próxima a ligação

contrafiada e

¾ aplicação de carga no regime elástico, antes da fissuração da alvenaria

arga foi aplicada sobre uma viga metálica de grande rigidez, soment

¾ os blocos correspondentes à 5ª fiada das paredes laterais foram retirados da

modelagem. Isso porque, no modelo experimental, a única forma de transferência

de cargas para as paredes laterais nessa 5ª fiada, era devida às juntas verticais de

argamassa, que na prática não forneciam o mínimo de resistência para um

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 156

1º Modelo (SA

lementos de discretização: Shell

da: Distribuída

onsideração entre intersecções de paredes: Totalmente interligadas

P 1):

Tipo de carga aplica

Módulo de Elasticidade*: 6307 MPa

* Esse valor foi extraído do ensaio de caracterização da alvenaria, ensaio em paredes

Figura 10.28 – Discretização 1, Elementos de Shell

2º Modelo (SAP 2):

Elementos de discretização: Shell

Tipo de carga aplicada: Distribuída

Consideração entre intersecções de paredes: Alguns blocos retirados (Parcialmente

interligadas)

Módulo de Elasticidade: 6307 MPa

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 157

Figura 10.29 – Discretização 2, Elementos de Shell

A partir de uma análise prévia entre o 1º e 2º modelo, evidenciou-se que a consideração de

es experimentais,

or nto foi desconsiderada para os próximos modelos.

3):

rligadas

ódulo de Elasticidade: 6307 MPa

odelo anterior (3º modelo) foi o módulo de elasticidade que

gora foi tomado em relação ao valor obtido pelos extensômetros no ensaio dos blocos.

intersecção de paredes, retirando alguns blocos, distanciou-se dos valor

tap

3º Modelo (SAP

Elementos de discretização: Shell

Tipo de carga aplicada: Carga Pontual Centralizada

Consideração entre intersecções de paredes: Totalmente inte

4º Modelo (SAP 4):

A única diferença para o m

Elementos de discretização: Shell

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 158

* Esse valor foi extraído do ensaio de caracterização da alvenaria, ensaio em Blocos

º Modelo (SAP 5):

Tipo de carga aplicada: Carga Pontual Centralizada

Consideração entre intersecções de paredes: Totalmente interligadas

Módulo de Elasticidade**: 9304 MPa

Elementos de discretização: Sólidos

Tipo de carga aplicada: Carga Pontual Centralizada

Consideração entre intersecções de paredes: Totalmente interligadas

Módulo de Elasticidade: 6307 MPa

Figura 10.30 – Discretização 5, Elementos de Sólido

6º Modelo (SAP 6):

Esta foi a modelagem que apresentou a melhor semelhança de deformações com as obtidas

no ensaio experimental. A única diferença deste para o modelo anterior (5º modelo) foi o

módulo de elasticidade que agora foi tomado em relação ao valor obtido pelos

extensômetros nos ensaios dos blocos.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 159

lementos de discretização: Sólidos

zada

onsideração entre intersecções de paredes: Totalmente interligadas

s blocos das fiadas superiores que estavam em condição de

nta a prumo, isso foi feito porque os mesmos não possuíam capacidade de transferência

lementos de discretização: Sólidos

Tipo de carga aplicada: Carga Pontual Centrali

Módulo de Elasticidade: 9304 MPa

7º Modelo (SAP 7):

Neste modelo, foram retirados o

de cargas, uma vez que eles estavam ligados à parede central somente pela junta vertical

de argamassa.

Tipo de carga aplicada: Carga Pontual Centralizada

Consideração entre intersecções de paredes: Totalmente interligadas

Módulo de Elasticidade: 9304 M

Figura 10.31 – Discretização 7, Elementos de Sólido

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 160

presentadas em diferentes níveis

e cargas. Procurou-se trabalhar com as cargas até o momento da fissuração, que foi em

As medidas das deformações, obtidas experimentalmente, e as fornecidas por cada modelo

discretizado, foram agrupadas em gráficos que são mostrados a seguir. Para uma melhor

análise e visualização dos dados, as deformações foram re

torno de 150kN.

Carga = 60 kN

EXPERIMENTAL SAP 1 SAP 2 SAP 3 SAP 4 SAP 5 SA

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Deformação (

P 6 SAP 7

igura 10.32 – Comparação das Deformações Experimentais e obtidas na modelagem, Carga de 60 kN F

Carga = 100 kN

0 50 100 150 200 250 300 350 400

EXPERIMENTAL SAP 1 SAP 2 SAP 3 SAP 4 SAP 5 SAP 6 SAP 7

Deformação (

Figura 10.33 – Comparação de Deformações Experimentais e obtidas na modelagem, Carga de 100 kN

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 161

Carga = 150 kN

EXPERIMENTAL SAP 1 SAP 2 SAP 3 SAP 4 SAP 5 SAP 6 SAP 7

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Deformação (

Figura 10.34 – Comparação de Deformações Experimentais e obtidas na modelagem, Carga de 150 kN

Através destes gráficos pode-se observar que a modelagem SAP 6, foi a que apresentou a

mportamento com o modelo experimental.

ura

-se o valor dessa

esentativa, pois até

esmo a taxa de transferência para as abas foi semelhante ao ensaio experimental, na

rdem de 60%.

melhor correlação de co

Através dos valores médios em cada fiada, registrados pelos extensômetros, entrou-se na

equação do módulo de deformação da alvenaria, obtido nos ensaios de paredes (fig

10.19) e chegou-se à tensão média atuante em cada fiada. Multiplicando

tensão pela área da parede central, obteve-se a carga atuante por fiada, e dessa maneira, foi

obtido o gráfico comparativo entre a modelagem SAP 6 e experimental, (figura 10.35).

Para efeito de comparação, a carga aplicada de 150 kN foi a mais repr

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 162

Exp. 60kN Exp. 100kN Exp. 150kN SAP 60 kN SAP100 kN SAP 150 kN

0 50 100 150 200 250

Carga (kN)

paração SAP 6 e Experimental, Carga Atuante nas Fiadas

ma vez estabelecida essa correlação de comportamento, entre o ensaio experimental e a

mprimento do vão central.

és dessas novas modelagens, observou-se que quando se aumenta em duas vezes o

mprimento do vão central (Vão 2X), passando de 90 cm para 180cm, as abas apresentam

aredes laterais, e devido a geometria da parede, as cargas

ndem a se uniformizar nas fiadas inferiores. O gráfico a seguir mostra as extrapolações

Figura 10.35 – Com

modelagem através do software, foi possível avaliar a influência de algumas características

geométricas da parede, tais como a altura e co

Atrav

uma menor contribuição na distribuição das cargas, e a taxa de transferência é da ordem de

36%. E quando se aumenta em quatro vezes o comprimento vão central (Vão 4X),

passando de 90 cm para 360cm, a taxa de transferência é da ordem de 28%.

Já quando se aumenta a altura da parede em duas vezes (Altura 2X), passando de 100 cm

para 200 cm, ocorre o mesmo comportamento proposto no presente trabalho, isto é, as

cargas se espraiam a 45º para as p

feitas no programa.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 163

Carga = 150kN

EXPERIMENTAL

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Deformação (

SAP 6 Vão 2X Vão 4X Altura 2X

Figura 10.36 – Extrapolações Numéricas, Carga de 150 kN

da, como foi feito para a carga de 150kN. A tabela a seguir ilustra essa

omparação.

Para um determinado nível de carregamento, a taxa de transferência pode ser estimada e

compara

Tabela 10.3 – Cargas na parede central e transferência para as laterais

Carga

150 kN

Taxa de Transferência

para as abas (%)

Experimental 59%

SAP 6 59%

Altura 2X 62%

Vão 2X 36%

Vão 4X 28%

Procurando melhor compreender o efeito da relação altura x comprimento da parede

central, na taxa de transferência do carregamento, o modelo com vão (Vão 2X) foi

ente, agora para um carregamento de 300kN, e o modelo (Vão 4X) para

carregamento de 600kN, de modo a manter o mesmo nível de tensão na 5ª fiada,

processado novam

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 164

o aplicado pouco influi na taxa final

e transferência.

partir de todos os resultados e as formas de ruptura apresentadas, foi possível observar

ue:

ambos com o modelo SAP 6. Os resultados obtidos mostraram para o modelo (Vão 2X)

uma taxa de transferência de aproximadamente 34%, e, para o modelo (Vão 4X), um valor

de aproximadamente 26%, indicando assim que para relações comprimento x altura da

parede central superiores a 2, o nível do carregament

a partir de um dado nível de carregamento, ocorreu uma uniformização das

deformações na base das paredes (central e aba);

o mecanismo de ruptura apresentado, que evidencia a transferência de cargas da parede

central para as laterais, deu-se pela formação de bielas com inclinação de

aproximadamente 45º;

foi possível reproduzir os resultados experimentais, através da modelagem numérica;

para painéis de relação comprimento x altura não superiores a dois, a Taxa de

Transferência do carregamento depende do nível da carga imposta. Além dessa

relação, a modelagem numérica empregada mostrou que a taxa de transferência

terada e

permanece praticamente inal

a taxa de transferência do carregamento depende da resistência ao cisalhamento das

unidades contrafiadas.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 165

→ Ruptura = 26kN

pesar da forma de ruptura se assemelhar com a ocorrida na escala real e também com o

des simples, talvez tenha sido o tipo de cura

mpregada para as duas escalas. O anexo II fornece os dados obtidos em um trabalho

Parede Central

ta foram tomadas as deformações nos

xtensômetros de cada fiada.

II Escala Reduzida

10.3 Paredes H Tipo 1

10.3.1 Analogia entre as Cargas de Ruptura

As cargas de ruptura apresentadas foram:

¾ painel de parede em formato H tipo 1 (sem apoio na base)

¾ ensaio ao cisalhamento das unidades → Ruptura = 1,92kN

ensaio ao cisalhamento nas unidades reduzidas, não foi possível obter uma correlação

numérica similar à obtida em escala real. Um fator que pode ter influenciado essa

diferença, a exemplo do ocorrido nas pare

complementar para verificação da influência da cura da argamassa.

10.3.2 Deformações na

A seguir são apresentados os gráficos, obtidos através da instrumentação por

extensômetros até o momento da fissuração interna, à carga de aproximadamente 15 kN.

Foi fixada uma carga de leitura e a partir des

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 166

Antes da Fissuração

5 kN 7,5 kN 10 kN 12,5 kN 15 kN

300-100-

1100-900-700-500-

eformação (

Figura 10.37 – Deformações nos extensômetros da parede central

as juntas verticais de argamassa que foram curadas e

presentaram maior resistência ao cisalhamento.

s gráficos a seguir quantificam as deformações ocorridas nos extensômetros que estavam

O comportamento dessa parede foi diferente do ocorrido na escala real, isso pode ser

justificado pela influência d

10.3.3 Deformações nas Paredes Laterais (Abas)

fixados na aba. Através desses gráficos, é possível observar que as deformações são

maiores no trecho inferior da parede, principalmente na 1ª fiada.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 167

Antes da Fissuração

5 kN 7,5 kN 10 kN 12,5 kN 15 kN 20 kN 22,5 kN

900-700-500-300-100-

Deformação (

1100-

Figura 10.38 – Deformações nos extensômetros da parede lateral

ocorridas na parede

entral, e nas linhas em azul, na aba, os traços mais espessos indicam a carga de fissuração

O gráfico a seguir mostra as deformações ocorridas na parede central e abas ao longo da

altura das fiadas. As linhas em verde representam as deformações

interna.

Parede Central e Abas - Uniformização de Tensões

1100-900-700-500-300-100-

central - 5 kN

central - 7,5 kN

central - 10 kN

central - 12,5 kN

central - 15 kN

aba - 5 kN

aba - 7,5 kN

aba - 10 kN

aba - 12,5 kN

aba - 15 kN

aba - 20 kN

Deformação (

Figura 10.39 – Deformações nos extensômetros – parede central e abas

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 168

0.3.4 Correlação entre Escalas – Paredes H tipo 1

as para as duas escalas não

onduzem ao mesmo nível de tensão aplicada nas paredes.

Deve ser observado, na figura a seguir, que as cargas indicad

Antes da Fissuração

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN

70 kN 100 kN 5 kN 7,5 kN 10 kN

600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

1100-1000-900-800-700-

12,5 kN 15 kN

Antes da Fissuração

6 kN 10 kN 15 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN

70 kN 100 kN 5 kN 7,5 kN 10 kN 12,5 kN 15 kN

1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-0

Deformação (

Figura 10.40 – Deformações nos extensômetros – parede central e abas

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 169

a entre as Cargas de Ruptura

¾ painel de parede em formato H tipo 2 (base apoiada) → Ruptura = 42,4 kN

oi um valor equivalente à resistência ao cisalhamento de dois

locos contrafiados, pertencentes à área de transferência de cargas (ver figura 10.27). Para

2 kN). Contudo, existem

essa área de carga blocos ligados por juntas verticais de argamassa, que no caso da escala

10.4 Paredes H Tipo 2 (apoiadas)

10.4.1 Analogi

As cargas de ruptura apresentadas foram:

¾ painel de parede simples → Ruptura = 37kN

Pode-se dizer que para a parede em forma de H houve um acréscimo de aproximadamente

15% no valor da carga de ruptura.

Para a escala real, o acréscimo de resistência, em função da presença das abas, foi de

aproximadamente 20%, que f

a escala reduzida, esse acréscimo foi superior à contribuição da resistência dos dois blocos

contrafiados existentes na área de transferência de carga (2x1,9

reduzida, devem ter apresentado maior poder de ligação do que o da escala real, em função

do tipo de cura.

A constatação de que os blocos contrafiados contribuíram no comportamento do painel H

pode ser evidenciada na forma de ruptura da parede, já que estes blocos sofreram a ruptura

devido ao esforço cortante como mostra a figura a seguir.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 170

Figura 10.41 – Detalhe da forma de ruptura – blocos cisalhados

10.4.2 Deformações na Parede Central

A seguir, são apresentados os gráficos obtidos através da instrumentação por

extensômetros. Foi fixada uma carga de leitura, e, a partir desta, foram tomadas as

deformações nos extensômetros de cada fiada. A linha de tracejado mais forte foi,

provavelmente, o momento que a alvenaria deixou o seu comportamento elástico.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 171

1100-900-700-50300-

De (

0-100-

formação

5 kN 7,5 kN 10 kN 12,5 kN 15 kN 20 kN 25 kN 30 kN 35 kN

Figura 10. – Deformação dos extensômetros na Parede Central (P 2_03)

De modo semelhant ao o real, o serva-se que as

deformaç es, no trec nferi e duz i em relação

ao trecho superior; t fato pod r explic pela tr ncia das cargas da parede

central pa e aterais.

10.4.3 eformaç nas Pa s Later Abas)

O gráfic a seguir tra as deformações ridas a o da da parede nos

extensôm fixa a aba l l, próx ligação studo. Através

desse gráfico, é possível observar que as de ações iores no trecho inferior da

parede, n altura ente e 2ª fiad

42 H

e corrido na parede H da escala b

õ h io or d reda pa cen , retral ir gnam si ficativa entem

al e se ado ansferê

ra as pared s l

D ões rede ais (

o mos ocor o long altura

etros que estavam dos n atera imo à em e

form são ma

a correspond a 1ª as.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 172

1100-900-300-100-

700-500-

Deformação (

5 kN 7,5 kN 10 kN 12,5 kN 15 kN 20 kN 25 kN 30 kN 35 kN

Fig 0.43 – et (

O gráfico da figura 10.44 mos deform s ocorr a pare ntral e abas ao

longo da ltura das fi as. As li na cor v repres

na cor azul, a aba, e os traços m rossos indicam a carga de suposta fissuração. Através

desse gráfico, observa-se que formações estão uniformizadas na base da parede,

consolidando a trans ncia de

u 1ra De açãoform dos sômexten ro ba s na A PH2_03)

tra as açõe idas n de ce

a ad nhas erde entam a parede central, e as linhas

ais g

as de

ferê cargas entre paredes.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 173

Parede Central e Abas - Uniformização de Tensões

1100-900-700-500-300-100-

Deformação (

c- 5 kN c- 7,5 kN c- 10 kN c- 12,5 kN c- 15 kN c- 20 kN c- 25 kN

c- 30 kN c- 35 kN a- 5kN a- 7,5kN a- 10kN a- 12,5kN a- 15kN

a- 20kN a- 25kN a- 30kN

Figura 10.44 – Deformação dos extensômetros na Parede central e Aba

Do mesmo modo ocorrido na escala real, através de uma análise quantitativa nos dados

fornecidos pelos extensômetros, chegou-se à conclusão de que existe uma diminuição no

valor da taxa de transferência de carga à medida que o carregamento imposto aumenta.

Tal afirmação pode ser esclarecida por meio dos valores das deformações fornecidas pelos

extensômetros. Através desses valores, juntamente com a equação do módulo de

deformação da alvenaria, obtido nos ensaios de paredes, chegou-se à carga atuante por

fiada, e dessa maneira, foi avaliado o comportamento das tensões ao longo da altura da

parede.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 174

y = -6E+08x

- 1E+06x

+ 6054,7x + 0,0089

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Deformação (e)

Tensão (MPa)

Média Extensômetros

Polinômio (Média Extensômetros)

Figura 10.45 – Curva tensão x deformação e equação da curva em escala reduzida

Esta avaliação identificou que, com o aumento do carregamento, as cargas atuantes nas

fiadas inferiores da parede central ficavam mais próximas da carga aplicada no topo da

parede, e isso revelou uma redução da capacidade de transferência entre as paredes, a

tabela a seguir mostra as cargas atuantes na parede central e as porcentagens de

transferência para as abas.

Tabela 10.4 – Cargas na parede central e transferência para as laterais

Carga (kN)

5ª Fiada 1ª Fiada

% Transferência

para as abas

8,6 1,3 85%

12 2,8 77%

14,8 4,7 68%

18,1 12,6 30%

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 175

10.4.4 Correlação entre Escalas – Paredes H tipo 2

I – Analogia entre as Cargas de Ruptura

Através de uma analogia entre as cargas de ruptura das paredes simples e paredes H,

obteve-se um modelo de transferência de cargas semelhante entre as escalas em estudo, tal

modelo pode ser visualizado na figura a seguir. Neste esquema ilustrativo, as paredes em

escala reduzida foram desenhadas no mesmo tamanho da escala real para melhor

visualização. Acredita-se que essa forma de distribuição esteja relacionada diretamente

com a geometria do painel, isto é, com o vão e altura da parede em que esta sendo aplicado

o carregamento.

Figura 10.46 – Relação entre Cargas de ruptura de parede simples e painéis H

A carga de ruptura ocorrida nos painéis H da escala real pode ser estimada a partir da carga

de ruptura, fornecida pela parede simples e pelas unidades ao cisalhamento. Para a escala

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 176

reduzida, deve ser considerada também a resistência ao cisalhamento das juntas verticais

de argamassa. A ordem de grandeza dos valores encontrados ficou próxima, e a forma de

ruptura apresentada em ambas as escalas também foi muito similar.

(a) (b)

Figura 10.47 – Formas de ruptura – (a) escala reduzida (b) escala real

II – Deformações

As deformações registradas pelos extensômetros, colados nas paredes, revelam que existiu

um comportamento similar entre escala real e reduzida. As figuras a seguir ilustram essa

relação entre escalas, a cor azul é a escala real enquanto que a cor vermelha é a escala

reduzida, e os traços mais fortes são referentes às cargas de fissuração.

Na figura 10.49, observa-se que o comportamento foi similar, entretanto, a escala reduzida

se deformou mais que a escala real. Essa ocorrência foi possivelmente devido à atuação

das juntas verticais de argamassa, que a exemplo do ocorrido nas paredes simples da escala

reduzida se comportaram de maneira a influenciar nos resultados.

Deve ser observado, na figura a seguir, que as cargas indicadas para as duas escalas não

conduzem ao mesmo nível de tensão aplicada nas paredes.

Capítulo 10 – Análise dos Resultados 177

Antes da Fissuração

1100-900-700-500-300-100-

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN

40 kN 60 kN 100 kN 120 kN

150 kN 5 kN - Reduzida 7,5 kN - Reduzida 10 kN - Reduzida

15 kN - Reduzida 20 kN - Reduzida 25 kN - Reduzida 30 kN - Reduzida

Figura 10.48 – Deformação dos extensômetros na Parede central

1100-900-700-500-300-100-

Deformação (

1,74 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN

60 kN 100 kN 120 kN 150 kN 5 kN - Reduzida

10 kN - Reduzida 15 kN - Reduzida 20 kN - Reduzida 25 kN - Reduzida

Figura 10.49 – Deformação dos extensômetros na Aba

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 178

11 COMENTÁRIOS FINAIS E CONCLUSÕES

Aspectos gerais

Um ajuste adequado do traço sempre se faz necessário para aproximar a escala reduzida

com a escala real. Para isso, deve-se levar em consideração um traço seco similar ao da

escala real, com as respectivas reduções de seus agregados.

O assentamento da argamassa industrializada, nos blocos da escala reduzida, é facilitado

quando se umedecem as faces dos mesmos, melhorando a trabalhabilidade. A aderência da

argamassa com as unidades, na escala reduzida, foi garantida quando as juntas de

argamassa foram curadas.

Alguns fatores que influenciam de forma significativa os resultados dos ensaios e devem

ser levados em conta, para efeito de obtenção de resultados apropriados, são: a verificação

de prumo e verticalidade no momento da montagem dos prismas e paredes, o paralelismo

entre as faces capeadas em blocos e prismas, o capeamento dos topos das paredes, a

centralização dos corpos-de-prova na prensa e colagem dos extensômetros, entre outros.

Ensaios de Caracterização da Alvenaria

No primeiro lote de blocos ensaiados, a escala reduzida apresentou uma diferença

significativa em relação à escala real, porém, identificado a possível origem da

discrepância, foi produzido um novo lote de unidades reduzidas, que, depois de ensaiadas,

revelaram um valor de resistência que não pode ser considerado diferente da escala real,

segundo a aplicação do teste estatístico t de student.

A eficiência para a escala real e reduzida, tanto para os prismas como para as paredes,

estão compreendidos dentro dos limites normais para alvenaria de blocos de concreto.

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 179

As resistências médias dos blocos e prismas na escala real, estatisticamente, não podem ser

consideradas diferentes das resistências médias dos blocos e prismas na escala reduzida,

uma vez que isso foi confirmado através da aplicação do teste t de student com nível de

significância pré-fixado.

As curvas tensões versus deformações dos blocos, prismas e paredes, apresentaram um

comportamento semelhante em ambas as escalas. Vale salientar que para cargas no regime

de serviço, a 20% da ruptura, houve correlação entre todas as comparações.

Para os ensaios em paredes na escala reduzida, as curvas tensão x deformação da alvenaria

e da unidade demonstraram praticamente nenhuma diferença, conforme pode-se observar

na figura 6.17. Isso indica que a argamassa foi extremamente rígida nesses ensaios, e esse

fato pode ter ocasionado a discrepância com os valores da escala real.

Já para os ensaios realizados em prismas em ambas as escalas, pode-se observar que a

argamassa usada no assentamento influenciou pouco o comportamento da alvenaria,

indicando que a rigidez da mesma é semelhante à do bloco.

Estudo das Ligações diretas em Paredes H

Modo de transferência do carregamento para as abas

O modo de transferência do carregamento para as abas representa a forma com a qual o

carregamento aplicado na parede central se transfere para as abas, ao longo da altura (H)

da parede (através da ligação).

De uma forma geral, essa transferência para as abas sofreu significativa alteração de

comportamento após o surgimento de um estado de fissuração, apresentando as seguintes

características:

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 180

- nas paredes H sem apoio central, o fluxo de cargas para as abas foi menor nas fiadas

superiores, sendo mais intenso nas primeiras fiadas. Após o surgimento das fissuras esse

comportamento foi acentuado;

- nas paredes H com apoio central, esse fluxo apresentou comportamento inverso, sendo

mais intenso nas fiadas superiores. Após o surgimento das fissuras esse comportamento

também foi acentuado;

- para as duas paredes, identificou-se a formação de bielas com inclinação de

aproximadamente 45º da parede central para as abas. A formação dessas bielas foi

comprovada através das leituras dos extensômetros elétricos, conforme já indicado no

trabalho e do aspecto de ruptura das paredes e

- de um modo geral, nas paredes H na escala reduzida 1:4, a transferência do carregamento

para as abas apresentou um comportamento semelhante ao mencionado para a escala real.

Taxa de transferência do carregamento para as abas

Entende-se como taxa de transferência do carregamento para as abas, a parcela do

carregamento aplicado na parede central que é absorvido pelas abas laterais. Para as

paredes H apoiadas, observou-se basicamente o seguinte:

- A taxa de transferência depende do nível de carga aplicada na parede central, variando de

modo inverso à aplicação desse carregamento. Para as duas escalas estudadas, essa taxa de

transferência foi de aproximadamente 60% para as cargas de fissuração;

- Analisando as cargas de ruptura dos painéis simples e das paredes H, na escala real e

reduzida, é possível concluir que a taxa de transferência foi de 20% e 15%,

respectivamente.

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 181

Carga de ruptura

Parede H sem apoio

A carga de ruptura das paredes H sem apoio (FPH1) correspondeu à aproximadamente a

carga média de ruptura ao cisalhamento das unidades contrafiadas (Fcu):

FPH1 = Fcu x Nb; onde Nb é a quantidade de blocos contrafiados

243,33

39,79 x 6 → 243,33 238,74 (kN)

Para a escala reduzida, essa relação não se confirmou, pois:

FPH1 = Fcu x Nb → 26,75 ≠ 1,92 x 6 → 26,75 ≠ 11,52 (kN)

Em estudos complementares, tem-se percebido que o tipo de cura dos corpos-de-prova tem

grande influência na resistência dos mesmos. Desse modo, pode-se entender que,

provavelmente, essa diferença de comportamento esteja associada a esse fato, uma vez que

para os vários blocos pertencentes à região da ligação parede-aba, a junta vertical de

argamassa dever ter resistido à parcela do carregamento imposto, fato que certamente não

se verificou para a escala real, sujeita a uma condição desfavorável de cura.

Parede H com apoio

≅ ≅

Pode-se dizer que para a parede em forma de H com apoio houve um acréscimo de

aproximadamente 15% no valor da carga de ruptura para a escala reduzida, já para a escala

real este foi de 20%, sendo um valor equivalente à resistência ao cisalhamento de dois

blocos contrafiados, pertencentes à área de transferência de cargas (ver figura 10.27).

Para a escala reduzida, esse acréscimo foi superior à contribuição da resistência dos dois

blocos contrafiados existentes na área de transferência de carga (2x1,70 kN), contudo,

existem nessa área de carga, blocos ligados por juntas verticais de argamassa, que no caso

da escala reduzida, devem ter apresentado maior poder de ligação do que escala real, em

função do tipo de cura.

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 182

Formas de ruptura

- as formas de ruptura apresentados por todos os elementos que foram ensaiados (blocos,

prismas, painéis simples e paredes H) foram semelhantes para a escala real e reduzida;

- nas paredes H ficou evidente a formação de bielas nas paredes centrais;

- os blocos que se encontravam contrafiados na região de ligação parede-aba, apresentaram

o mesmo aspecto de ruptura dos blocos individuais, ensaiados ao cisalhamento, indicando

que o ensaio de cisalhamento proposto para o bloco, é capaz de representar seu

comportamento, quando inserido na região de ligação entre as paredes.

Análise numérica

- dos modelos matemáticos adotados para estudo comparativo com os ensaios

experimentais nas paredes H com apoio, o modelo SAP6 foi o que apresentou os melhores

resultados. Para tanto foi utilizado o elemento de sólido (solids), com o módulo de

deformação da alvenaria obtido em ensaios de unidades simples, instrumentadas através de

extensômetros elétricos, com o emprego da macro-modelagem e a retirada de alguns

elementos da 5ª fiada;

- esse modelo representou, satisfatoriamente, o modo de transferência das cargas para as

abas, para diferentes níveis de carga antes da fissuração da alvenaria;

- a taxa de transferência do carregamento imposto para as abas, para diferentes níveis de

carga, também apresentou valores muito próximos dos obtidos experimentalmente;

Escala reduzida

- a utilização da modelagem física em escala reduzida pode ser adotada para a

representação dos protótipos em escala real, desde que:

- os blocos representem fielmente as características físicas e geométricas dos

empregados na escala real;

Capítulo 7 – Caracterização da Alvenaria 183

- os modelos apresentem resultados que não difiram significativamente do protótipo a

um nível de significância pré-estabelecido; e

- o comportamento do gráfico tensão x deformação deve estar próximo ao da escala

real.

Embasado nos testes estatísticos empregados para efeito de comparação entre escala real e

reduzida, não se pode descartar a hipótese de que a alvenaria na escala real está bem

representada pelos modelos físicos reduzidos. Se não fossem as incompatibilidades

provocadas pela argamassa de assentamento, poder-se-ia dizer que foram confirmadas

todas as correlações de resistência e deformação entre protótipo e modelo, tornando

possível trabalhar de forma direta com modelos físicos reduzidos para o estudo de

alvenaria de blocos de concreto.

Dessa forma, como resultado final deste trabalho, pode-se observar que, a partir dos

resultados obtidos, é possível manter uma boa correlação no comportamento da alvenaria

nas duas escalas, valores estes caracterizados pelos resultados fornecidos pelos blocos,

prismas, paredes e paredes H.

Sugestão para futuras investigações

Ensaios em bases mais flexíveis, simulando a rigidez das paredes inferiores.

Nos ensaios realizados neste trabalho, as paredes foram assentadas sobre bases de concreto

armado, que por sua vez estavam apoiadas sobre uma laje de reação, impondo uma rigidez

muito grande ao sistema de ensaios. Para uma melhor correlação com as estruturas

convencionais, em que geralmente as paredes são apoiadas sobre outras paredes, seria

interessante realizar ensaios em bases que não fossem tão rígidas, mas que apresentassem

uma certa flexibilidade, simulando o efeito das estruturas convencionais de apoio sobre

outras paredes.

Variar a relação comprimento x altura da parede central.

Será de grande importância para verificação da formação da área de transferência de

cargas.

Capítulo 11 – Comentários Finais e Conclusões 184

Estudo das propriedades da argamassa de assentamento para a escala reduzida.

Algumas variações perceptíveis nos resultados dos ensaios foram influenciadas pela

argamassa de assentamento, o que indica a necessidade de que, em trabalhos futuros, haja

um estudo mais rigoroso sobre a adequação da mesma para a escala em estudo. É

necessário adequar uma argamassa que se enquadre e reflita fielmente todos os parâmetros

da utilizada em escala real.

Variação na quantidade e disposição dos blocos contrafiados na ligação parede-aba.

Para este trabalho, utilizou-se para a ligação entre paredes o recurso do bloco em trânsito,

isso porque não existiam blocos especiais de amarração. Acredita-se que com o emprego

desses blocos, a transferência para as abas ocorra de uma forma mais efetiva, inclusive nas

fiadas superiores.

Para a elaboração de um modelo de transferência, ou seja, para uma caracterização

completa do mecanismo de transferência de cargas entre paredes, ainda se faz necessário

mais pesquisas experimentais, complementadas de análises numéricas, estudando o

comportamento antes e após fissuração da alvenaria.

Capítulo 12 – Referências 185

12 REFERÊNCIAS

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brickwork and masonry structures. Garston: Building Research Station, 1956. 30 p.

Editora Comunication 9322.

ANEXOS 191

13 ANEXOS I

TABELAS DE RESULTADOS DOS ENSAIOS

Tabela 13.1– Resultados dos blocos B50 (162)

Dimensões

(

)

Características do Tra

Com

r.: 7

25 Materiais Volume* Peso**

Lar

ura: 3

5 Areia/Pedrisco 1

00 1

Altura: 4

75 Cimento/A

ado 10

24% 8

12%

Área: 25

375 Á

ua/Mat. Secos

(

A/Ms

)

75% 7

69%

Volume: 120

53125 Á

ua/Cimento

(

A/C

)

115

65% 102

35%

Materiais

Massa

Específica

(

)

Volume

Utilizado (L)

Massa(kg)

Umidade dos

materiais (%)

Massa Real da

Mistura(kg)

Proporção por

parte de

cimento

Cimento: 1

13 0

071 0

0800 - 0 1

Areia: 1

48 0

346 0

5115 0% 1 6

Pedrisco: 1

37 0

346 0

4735 0% 0 5

ua: 1 0

082 0

0819 - 0 1

* Em rela

ão a fabrica

ão não com

utando as umidades do

edrisco e da areia

** Em rela

ão a massa real da mistura

Resultados Obtidos do Ensaio B50

(

162

)

CP Car

(

)

Res.

(

MPa

)

Massa

(g)

M.Es

/cm³

)

1 1760 6

80 153

97 1

277

2 1720 6

65 154

51 1

282

3 1600 6

18 154

88 1

285

4 1960 7

57 153

82 1

276

5 1640 6

34 153

42 1

273

6 2200 8

50 154

66 1

283

7 1940 7

50 153

33 1

272

8 1880 7

26 153

39 1

273

9 2080 8

04 153

33 1

272

10 2260 8

73 153

33 1

272

11 1960 7

57 153

49 1

273

12 1380 5

33 152

264

13 1840 7

11 153

39 1

273

14 1860 7

19 152

71 1

267

15 1400 5

41 152

23 1

263

16 2250 8

69 152

29 1

263

17 1990 7

69 151

98 1

261

18 1740 6

72 152

66 1

267

Média 1859 7

18 153

32 1

272

Desv. Pad. 257 0

99 0

85 0

Coef. Var. 13

82% 13

82% 0

55% 0

55%

Resultados do teste de hi

ótese

Módulo 44

42%

Resistência 57

81%

Com

acidade 0

00%

40% Ru

tura real 2

Mód. Def. 40%

(

real

)

5235

ANEXOS 192

Tabela 13.2 – Resultados dos blocos B50 (164)

Dimensões

(

)

Características do Tra

Com

r.: 7

25 Materiais Volume* Peso**

Lar

ura: 3

5 Areia/Pedrisco 1

00 1

Altura: 4

75 Cimento/A

ado 10

24% 8

12%

Área: 25

375 Á

ua/Mat. Secos

(

A/Ms

)

75% 7

69%

Volume: 120

53125 Á

ua/Cimento

(

A/C

)

115

65% 102

35%

Materiais

Massa

Específica

(

)

Volume

Utilizado (L)

Massa(kg)

Umidade dos

materiais (%)

Massa Real da

Mistura(kg)

Proporção por

parte de

cimento

Cimento: 1

13 0

071 0

0800 - 0 1

Areia: 1

48 0

346 0

5115 0% 1 6

Pedrisco: 1

37 0

346 0

4735 0% 0 5

ua: 1 0

082 0

0819 - 0 1

* Em rela

ão a fabrica

ão não com

utando as umidades do

edrisco e da areia

** Em rela

ão a massa real da mistura

Resultados Obtidos do Ensaio B50

(

164

)

CP Car

(

)

Res.

(

MPa

)

Massa

(g)

M.Es

/cm³

)

1 2000 7

73 156

81 1

301

2 2080 8

04 156

88 1

302

3 2060 7

96 155

78 1

292

4 2270 8

77 156

24 1

296

5 2080 8

04 155

292

6 2140 8

27 155

39 1

289

7 2320 8

96 156

68 1

300

8 2160 8

35 154

56 1

282

9 2410 9

31 155

86 1

293

10 1980 7

65 155

95 1

294

11 2220 8

58 156

09 1

295

12 2040 7

88 157

24 1

305

13 2140 8

27 157

04 1

303

14 2240 8

65 156

84 1

301

15 2060 7

96 157

21 1

304

16 2000 7

73 157

45 1

306

17 2150 8

31 157

22 1

304

18 2350 9

08 156

81 1

301

Média 2150 8

31 156

43 1

298

Desv. Pad. 127 0

49 0

78 0

Coef. Var. 5

93% 5

93% 0

50% 0

50%

Resultados do teste de hi

ótese

Módulo 69

93%

Resistência 0

00%

Com

acidade 27

63%

40% Ru

tura real 2

Mód. Def. 40%

(

real

)

6356

ANEXOS 193

Tabela 13.3 – Resultados dos blocos B40 (162)

Dimensões

(

)

Características do Tra

Com

r.: 7

25 Materiais Volume* Peso**

Lar

ura: 3

5 Areia/Pedrisco 1

00 1

Altura: 4

75 Cimento/A

ado 8

19% 6

50%

Área: 25

375 Á

ua/Mat. Secos

(

A/Ms

)

95% 7

81%

Volu

e: 120

53125 Á

ua/Cimento

(

A/C

)

144

57% 127

93%

Materiais

Massa

Específica

(

)

Volume

Utilizado (L)

Massa(kg)

Umidade dos

materiais (%)

Massa Real da

Mistura(kg)

Proporção por

parte de

cimento

Cimento: 1

13 0

058 0

0650 - 0 1

Areia: 1

48 0

351 0

5195 0% 1 7

Pedrisco: 1

37 0

351 0

4809 0% 0 7

ua: 1 0

083 0

0832 - 0 1

* Em rela

ão a fabrica

ão não com

utando as umidades do

edrisco e da areia

** Em rela

ão a massa real da mistura

Resultados Obtidos do Ensaio B40

(

162

)

CP Car

(

)

Res.

(

MPa

)

Massa

(g)

M.Es

/cm³

)

1 1780 6

88 151

31 1

255

2 1580 6

10 150

38 1

248

3 1640 6

34 151

21 1

255

4 2120 8

19 150

74 1

251

5 1640 6

34 152

24 1

263

6 1700 6

57 151

13 1

254

7 1600 6

18 149

41 1

240

8 1600 6

18 151

41 1

256

9 1640 6

34 150

250

10 1600 6

18 150

69 1

250

11 2020 7

80 150

252

12 1800 6

95 152

05 1

261

13 1160 4

48 150

57 1

249

14 1720 6

65 151

72 1

259

15 1900 7

34 153

276

16 1660 6

41 151

28 1

255

17 1880 7

26 151

96 1

261

18 2520 9

74 151

98 1

261

Média 1753 6

77 151

30 1

255

Desv. Pad. 281 1

08 0

94 0

Coef. Var. 16

00% 16

00% 0

62% 0

62%

Resultados do teste de hi

ótese

Módulo 1

40%

Resistência 52

19%

Com

acidade 0

00%

40% Ru

tura real 2

Mód. def. 40%

(

real

)

3361

ANEXOS 194

Tabela 13.4 – Resultados dos blocos B40 (164)

Dimensões

(

)

Características do Tra

Com

r.: 7

25 Materiais Volume* Peso**

Lar

ura: 3

5 Areia/Pedrisco 1

00 1

Altura: 4

75 Cimento/A

ado 8

19% 6

50%

Área: 25

375 Á

ua/Mat. Secos

(

A/Ms

)

95% 7

81%

Volume: 120

53125 Á

ua/Cimento

(

A/C

)

144

57% 127

93%

Materiais

Massa

Específica

(

)

Volume

Utilizado (L)

Massa(kg)

Umidade dos

materiais (%)

Massa Real da

Mistura(kg)

Proporção por

parte de

cimento

Cimento: 1

13 0

058 0

0650 - 0 1

Areia: 1

48 0

351 0

5195 0% 1 7

Pedrisco: 1

37 0

351 0

4809 0% 0 7

ua: 1 0

083 0

0832 - 0 1

* Em rela

ão a fabrica

ão não com

utando as umidades do

edrisco e da areia

** Em rela

ão a massa real da mistura

Resultados Obtidos do Ensaio B40

(

164

)

CP Car

(

)

Res.

(

MPa

)

Massa

(g)

M.Es

/cm³

)

1 1740 6

72 154 1

278

2 1680 6

49 154

38 1

281

3 1540 5

95 153

275

4 2260 8

73 153

37 1

272

5 1340 5

18 154

33 1

280

6 1820 7

03 153

57 1

274

7 1980 7

65 153

92 1

277

8 1280 4

95 153

05 1

270

9 2020 7

80 153

43 1

273

10 1300 5

02 152

94 1

269

11 2460 9

50 153

33 1

272

12 1810 6

99 153

84 1

276

13 1610 6

22 152

77 1

267

14 2000 7

73 152

88 1

268

15 1840 7

11 153

84 1

276

16 1920 7

42 153

41 1

273

17 2040 7

88 153

37 1

272

18 1960 7

57 153

41 1

273

Média 1811 7

00 153

53 1

274

Desv. Pad. 318 1

23 0

46 0

Coef. Var. 17

56% 17

56% 0

30% 0

30%

Resultados do teste de hi

ótese

Módulo 2

40%

Resistência 99

86%

Com

acidade 0

01%

40% Ru

tura real 2

Mód. def. 40%

(

real

)

3798

ANEXOS 195

Tabela 13.5 – Resultados dos blocos na escala real

Dimensões

(

)

Características do Tra

Com

r.: 29 Materiais Volume* Peso**

Lar

ura: 14 Areia/Pedrisco 1

00 1

Altura: 19 Cimento/A

ado 10

24% 8

12%

Área: 406 Á

ua/Mat. Secos

(

A/Ms

)

94% 7

69%

Volume: 7714 Á

ua/Cimento

(

A/C

)

64% 102

35%

Materiais

Massa

Específica

(

)

Volume

Utilizado (L)

Massa(kg)

Umidade dos

materiais (%)

Massa Real da

Mistura(kg)

Proporção por

parte de

cimento

Cimento: 1

13 44

2 50 - 50 1

Areia: 1

48 216 320 7% 320 6

Pedrisco: 1

37 216 296 5% 296 5

ua: 1 14 14 - 51 1

* Em rela

ão a fabrica

ão não com

utando as umidades do

edrisco e da areia

** Em rela

ão a massa real da mistura

Resultados Obtidos do Ensaio à Com

ressão

CP Car

(

)

Res.

(

MPa

)

Massa

(g)

M.Es

/cm³

)

1 26500 6

40 9780 1

268

2 36500 8

81 9910 1

285

3 24500 5

92 10030 1

300

4 31000 7

49 10095 1

309

5 31500 7

61 9870 1

279

6 33500 8

09 9985 1

294

7 27500 6

64 9940 1

289

8 23200 5

60 10135 1

314

9 29500 7

12 9760 1

265

10 33500 8

09 10105 1

310

11 26500 6

40 9945 1

289

12 20800 5

02 9935 1

288

13 35000 8

45 10130 1

313

14 31500 7

61 10055 1

303

15 26000 6

28 10020 1

299

16 26500 6

40 10050 1

303

17 25000 6

04 9965 1

292

18 32500 7

85 9665 1

253

19 26000 6

28 10180 1

320

20 32500 7

85 9935 1

288

21 30000 7

24 9975 1

294

Média 28975 7

01 9975 1

293

Desv. Pad. 4293 1

04 134 0

Coef. Var. 14

44% 14

44% 1

34% 1

34%

40% Ru

tura 2

Módulo def. 40%

[

MPa

]

7713

Valores esperados para os

blocos na escala reduzida

uivalentes a este tra

Car

(

)

Peso

)

1811 155

ANEXOS 196

Tabela 13.6 – Resultados obtidos – Blocos – Escala Real – Deformação a 2,5 MPa

Deformação a tensão de 2,50 MPa (40% da ruptura)

CP Carga (kN)

Resistência

σ (MPa)

Deformação

reló

ios di

itais

(ε)

Relógios do

Sist.Aquisição (ε)

Média

relógios (ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 259,7 6,4 0,00023 0,00043 0,00033 -

2 357,7 8,8 0,00024 0,00033 0,00029 -

3 240,1 5,9 0,00058

0,00026

0,00042 0,00031

4 303,8 7,5

0,00012

0,00038 0,00025 -

5 308,7 7,6 0,00019 0,00032 0,00026 -

6 328,3 8,1

0,00021

0,00035 0,00028 -

7 269,5 6,6 0,00040 0,00044 0,00042 -

8 227,4 5,6 0,00041 0,00049 0,00045 -

9 289,1 7,1 0,00021 0,00048 0,00035 -

10 328,3 8,1 0,00041 0,00030 0,00036 -

11 259,7 6,4 0,00030 0,00053 0,00041 -

12 203,8 5,0 0,00033 0,00053 0,00043 -

13 343,0 8,4 0,00028 ---------- ---------- -

14 308,7 7,6 0,00043 ---------- ---------- -

15 254,8 6,3

0,00030

---------- ---------- -

16 259,7 6,4

0,00022

---------- ---------- -

17 245,0 6,0

0,00029

---------- ---------- -

18 318,5 7,8

0,00034

---------- ---------- -

19 254,8 6,3

0,00035

---------- ---------- -

20 318,5 7,8 0,00019 ---------- ----------

21 294,0 7,2 ---------- ---------- ---------- 0,00025

Média 284,4 7,01 0,00030 0,00040 0,00035 0,00028

Desv. Pad. 41,1 1,0 0,00011 0,00009 0,00007 0,00004

Coef. Var. 14,44% 14,44% 35,8% 22,8% 20,6% 14,7%

ANEXOS 197

Tabela 13.7 – Resultados obtidos – Blocos – Escala Real – Deformação na Ruptura

Deformação média na Ruptura

CP Carga (kN)

Tensão

σ (MPa)

Deformação

reló

ios di

itais

(ε)

Relógios do

Sist.Aquisição (ε)

Média dos

relógios (ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 259,7 6,4 0,00193 0,00211 0,00202 ----------

2 357,7 8,8 0,00251 0,00424 0,00338 ----------

3 240,1 5,9 0,00243 0,00042 0,00143 0,00170

4 303,8 7,5 0,00107 0,00051 0,00079 ----------

5 308,7 7,6 0,00120 0,00045 0,00082 ----------

6 328,3 8,1 0,00212 0,00127 0,00170 ----------

7 269,5 6,6 0,00209 0,00155 0,00182 ----------

8 227,4 5,6 0,00138 0,00078 0,00108 ----------

9 289,1 7,1 0,00155 0,00186 0,00171 ----------

10 328,3 8,1 0,00203 0,00347 0,00275 ----------

11 259,7 6,4 0,00153 0,00139 0,00146 ----------

12 203,8 5,0 0,00097 0,00172 0,00135 ----------

13 343,0 8,4 0,00214 ---------- ---------- ----------

14 308,7 7,6 0,00153 ---------- ---------- ----------

15 254,8 6,3

0,00198

---------- ---------- ----------

16 259,7 6,4

0,00113

---------- ---------- ----------

17 245,0 6,0

0,00259

---------- ---------- ----------

18 318,5 7,8

0,00254

---------- ---------- ----------

19 254,8 6,3

0,00302

---------- ---------- ----------

20 318,5 7,8 0,00558 ---------- ---------- ----------

21 294,0 7,2 ---------- ---------- ---------- 0,00224

Média 284,4 7,01 0,00207 0,00165 0,00169 0,00197

Desv. Pad. 41,1 1,0 0,00101 0,00119 0,00076 0,00038

Coef. Var. 14,44% 14,44% 48,7% 72,1% 44,7% 19,4%

ANEXOS 198

Tabela 13.8 – Resultados obtidos – Blocos – Escala Reduzida

Deformação a

tensão de 2,5 MPa

Deformação na

ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Massa

(g)

Massa

Específica

(g/cm³)

Extensômetro (e) Extensômetro (e)

1 18,82 7,42 153,91 1,28 0,00035

0,00257

2 21,37 8,42 153,80 1,28 0,00027

0,00213

3 21,37 8,42 153,63 1,27 0,00045

0,00251

4 19,02 7,50 153,36 1,27 0,00040

0,00263

5 20,59 8,11 153,80 1,28 0,00030

0,00239

6 17,65 6,95 153,63 1,27 ---------- ----------

7 19,41 7,65 153,78 1,28 0,00029 0,00204

8 19,41 7,65 153,68 1,28 ---------- ----------

9 20,39 8,04 153,96 1,28 ---------- ----------

10 17,06 6,72 153,98 1,28 ---------- ----------

11 18,04 7,11 153,64 1,27 ---------- ----------

12 18,43 7,26 153,73 1,28 ---------- ----------

13 16,86 6,65 153,61 1,27 ---------- ----------

14 20,98 8,27 153,76 1,28 ---------- ----------

15 16,47 6,49 153,96 1,28 ---------- ----------

16 19,12 7,53 153,68 1,28 ---------- ----------

Média 19,1 7,51 153,74 1,28 0,00034 0,00238

Desv. Pad. 1,6 0,6 0,2 0,0 0,00007 0,00024

Coef. Var. 8,3% 8,3% 0,1% 0,1% 20,3% 10,2%

Tabela 13.9 – Resultados – Deformações a tensão de 2 MPa – Prismas – Escala Real

Deformação a 2 MPa ≈ 40% ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição (ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 237,3 5,8 0,00036 ----------

2 257,8 6,4 0,00030 ----------

3 203,9 5,0 0,00020 ----------

4 194,1 4,8 0,00036 ----------

5 250,0 6,2 0,00035 ----------

6 227,5 5,6 0,00029 ----------

7 268,6 6,6 0,00025 0,00023

8 231,4 5,7 0,00031 0,00027

9 227,5 5,6 0,00033 0,00023

10 245,1 6,0 0,00028 0,00018

11 227,5 5,6 0,00038 0,00019

Média 233,7 5,76 0,00031 0,00022

Desv. Pad. 21,9 0,5 0,00005 0,00004

Coef. Var. 9,4% 9,4% 17,3% 15,9%

ANEXOS 199

Tabela 13.10 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Prismas – Escala Real

Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição (ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 237,3 5,8 0,00307 ----------

2 257,8 6,4 0,00181 ----------

3 203,9 5,0 ---------- ----------

4 194,1 4,8 0,00193 ----------

5 250,0 6,2 0,00167 ----------

6 227,5 5,6 0,00187 ----------

7 268,6 6,6 0,00207 0,00132

8 231,4 5,7 0,00211 0,00173

9 227,5 5,6 0,00173 0,00117

10 245,1 6,0 ---------- 0,00081

11 227,5 5,6 ---------- 0,00076

Média 233,7 5,76 0,00204 0,00116

Desv. Pad. 21,9 0,5 0,00045 0,00040

Coef. Var. 9,4% 9,4% 21,9% 34,3%

Tabela 13.11 – Resultados obtidos – Deformações a tensão de 2 MPa – Prismas – Escala Reduzida

Deformação a 2 Mpa ≈ 40% ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição

(ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 17,5 6,9 0,00025 ----------

2 16,5 6,5 0,00033 ----------

3 14,6 5,8 0,00039 ----------

4 12,9 5,1 0,00045 ----------

5 14,5 5,7 0,00042 ----------

6 17,4 6,8 0,00040 0,00028

7 18,6 7,3 0,00021 ----------

8 16,3 6,4 0,00036 ----------

9 12,4 4,9 0,00047 ----------

10 13,1 5,2 0,00033 ----------

11 15,3 6,0 0,00030 ----------

12 14,5 5,7 ---------- 0,00025

Média 15,3 6,03 0,00036 0,00026

Desv. Pad. 2,0 0,8 0,00008 0,00002

Coef. Var. 13,0% 13,0% 23,1% 8,4%

ANEXOS 200

Tabela 13.12 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Prismas – Escala Reduzida

Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição

(ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 17,5 6,9 0,0034 ----------

2 16,5 6,5 0,0025 ----------

3 14,6 5,8 0,0030 ----------

4 12,9 5,1 0,0027 ----------

5 14,5 5,7 0,0028 ----------

6 17,4 6,8 0,0022 0,0018

7 18,6 7,3 0,0029 ----------

8 16,3 6,4 0,0028 ----------

9 12,4 4,9 0,0028 ----------

10 13,1 5,2 0,0025 ----------

11 15,3 6,0 0,0030 ----------

12 14,5 5,7 ---------- 0,0011

Média 15,3 6,03 0,00278 0,00143

Desv. Pad. 2,0 0,8 0,00030 0,00050

Coef. Var. 13,0% 13,0% 10,9% 34,9%

Tabela 13.13 – Resultados obtidos – Deformações a tensão de 1,5 MPa – Paredes – Escala Real

Deformação a 1,5 MPa ≈ 40% ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição (ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 444,1 3,56 0,00047

----------

2 443,1 3,56 0,00035 0,00024

3 439,2 3,53 0,00031 0,00024

4 417,6 3,35 0,00030 0,00023

5 450,0 3,61 0,00038

----------

6 372,5 2,99 0,00029 0,00025

Média 427,8 3,43 0,00035 0,00024

Desv. Pad. 29,3 0,2 0,00007 0,00001

Coef. Var. 6,8% 6,8% 19,4% 2,6%

ANEXOS 201

Tabela 13.14 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Paredes– Escala Real

Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição (ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 444,1 3,56 0,00193

----------

2 443,1 3,56 0,00153 0,00106

3 439,2 3,53 0,00220 0,00303

4 417,6 3,35 0,00226 0,00081

5 450,0 3,61 0,00226

----------

6 372,5 2,99 0,00244 0,00110

Média 427,8 3,43 0,00210 0,00150

Desv. Pad. 29,3 0,2 0,00033 0,00103

Coef. Var. 6,8% 6,8% 15,5% 68,5%

Tabela 13.15 – Resultados obtidos – Deformações a 40% – Paredes – Escala Reduzida

Deformação a 1,5 Mpa ≈ 40%

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição

(ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 40,2 5,3 0,00022 ----------

2 37,0 4,9 0,00032 0,00027

3 35,8 4,7 0,00021 ----------

4 37,3 4,9 0,00025 0,00027

5 34,8 4,6 0,00047 0,00023

6 37,3 4,9 0,00020 ----------

Média 37,0 4,87 0,00028 0,00026

Desv. Pad. 1,8 0,2 0,00010 0,00002

Coef. Var. 4,9% 4,9% 37,7% 8,9%

ANEXOS 202

Tabela 13.16 – Resultados obtidos – Deformações na Ruptura – Paredes– Escala Reduzida

Deformação na Ruptura

Carga

(kN)

Resistência

σ (MPa)

Relógios do

Sist.Aquisição

(ε)

Extensômetro

Aquisição (ε)

1 40,2 5,3 0,0024 ----------

2 37,0 4,9 0,0018 0,00174

3 35,8 4,7 0,0011 ----------

4 37,3 4,9 0,0016 0,00150

5 34,8 4,6 0,0025 0,00071

6 37,3 4,9 0,0014 ----------

Média 37,0 4,87 0,00180 0,00132

Desv. Pad. 1,8 0,2 0,00055 0,00054

Coef. Var. 4,9% 4,9% 30,4% 40,8%

Tabela 13.17 – Ensaio ao cisalhamento – Tipo B – Escala Real

Ensaio

Tipo B

Carga de Ruptura

(kN)

1 35,00

2 38,00

3 44,00

4 36,50

5 54,00

6 36,00

Média 40,58

Desv.Pad. 7,310

Coef.Var. 18%

ANEXOS 203

Tabela 13.18 – Ensaio ao cisalhamento –Escala Reduzida

Ensaio

Tipo B

Carga de Ruptura

(kN)

1,83

1,80

1,52

1,91

2,33

1,52

1,99

1,95

2,23

2,64

1,83

Média

1,96

Desv.Pad.

0,33

Coef.Var.

17%

ANEXOS 204

14 ANEXOS II

ESTUDO COMPLEMENTAR:

INFLUÊNCIA DO TIPO DE CURA DA ARGAMASSA

Com o objetivo de avaliar a influência do tipo de cura em corpos-de-prova de alvenaria de

blocos de concreto, foi desenvolvido um estudo complementar em que foram realizados

alguns ensaios em prismas da escala real e reduzida para analisar:

¾ a influência da cura na resistência à compressão da alvenaria e

¾ a aderência entre blocos e argamassa

Nesses ensaios foram analisadas três tipos de cura diferenciadas, a saber:

cura com exposição a intempéries (condição ambiente)

cura em laboratório (com presença de umidade) e

cura em câmara úmida

Cura com exposição a intempéries (condição ambiente) – TIPO 1

Este tipo de cura visa reproduzir as características e condições existentes em uma obra de

alvenaria estrutural. Os corpos-de-prova permaneceram os 28 dias de cura a exposição dos

fatores climáticos.

Cura em laboratório (com presença de umidade) – TIPO 2

Depois de montados, os corpos-de-prova ficaram envoltos em sacos plásticos onde foram

inseridas estopas umedecidas com o objetivo de evitar a perda de umidade excessiva para o

ambiente.

ANEXOS 205

Cura em câmara úmida – TIPO 3

Os corpos-de-prova imediatamente após a sua montagem, foram levados para a câmara úmida,

onde permaneceram até completar os 28 dias.

Tabela 14.1 – Quantitativo de corpos-de-prova

Número de Corpos-de-prova ( Compressão axial e Aderência)

ESCALAS

TIPO 1 TIPO 2 TIPO 3

REAL

6 6 6

REDUZIDA

6 6 6

Para cada tipo de análise, foram montados seis corpos-de-prova. Os resultados indicaram que

a cura em laboratório (com presença de umidade) e a cura em câmara úmida são semelhantes,

e, ambas, diferem significativamente, da cura com exposição a intempéries. As formas de

ruptura e os resultados mostraram que quando a cura é realizada (TIPO 2 e TIPO3), existe um

acréscimo de resistência nos prismas e também na aderência entre as unidades e argamassa.

Através desses resultados, pode-se dizer que foi confirmada a hipótese da influência da cura

nas juntas de argamassa. Os gráficos e tabelas comparativas são mostrados a seguir:

ANEXOS 206

ENSAIOS EM PRISMAS – ESCALA REDUZIDA – COMPRESSÃO AXIAL

5,69 MPa

6,02 MPa

4,50 MPa

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

RESISTÊNCIA - τ (MPa)

Ensaio de Compressão Axial - Prisma 1:4

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

Figura 14.1 – Gráfico comparativo

Os dados que geraram este gráfico são apresentados nas tabelas a seguir

Tabela 14.2 – Ensaio à compressão axial – Prismas – Escala Reduzida

Cura Tipo

CARGA

(kN)

RESISTÊNCIA

(MPa)

11,40 4,50

15,30 6,00

14,40 5,70

ANEXOS 207

ENSAIOS EM PRISMAS – ESCALA REAL – COMPRESSÃO AXIAL

5,76 MPa

3,17 MPa

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

RESISTÊNCIA - τ (MPa)

Ensaio de Compressão Axial - Prisma 1:1

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

Figura 14.2 – Gráfico comparativo

Tabela 14.3 – Ensaio à compressão axial – Prismas – Escala Real

Cura Tipo

CARGA

(kN)

RESISTÊNCIA

(MPa)

128,9 3,17

233,70 5,76

ANEXOS 208

ENSAIOS DE ADERÊNCIA DA ARGAMASSA – ESCALA REDUZIDA

0,92 MPa

0,70 MPa

0,07 MPa

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

RESISTÊNCIA - τ (MPa)

Ensaio de Aderência - Prisma 1:4

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

Figura 14.3 – Gráfico comparativo

Tabela 14.4 – Ensaio de Aderência – Escala Reduzida

Cura Tipo

CARGA

(kN)

RESISTÊNCIA

(MPa)

0,47 0,07

5,77 0,90

5,90 0,92

ANEXOS 209

Algumas fotos dos ensaios de aderência são mostradas a seguir

Figura 14.4 – Corpos-de-prova para ensaio de aderência

ANEXOS 210

ASSINATURAS:

Ilha Solteira 20 de Março de 2005.

Rodrigo Menossi Maurício Jefferson Sidney Camacho

Orientado Orientador

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