Nos edifícios em alvenaria estrutural, as paredes são normalmente solicitadas de maneira bastante diferenciada umas das outras. Isto levaria a diversas especificações de resistências de blocos para um mesmo pavimento, o que não é recomendável por razões óbvias. Assim sendo, a parede mais carregada tenderia a definir a resistência dos blocos a serem utilizados para todas as paredes do pavimento, o que oneraria em excesso o custo da obra.
Segundo OLIVEIRA JR. & PINHEIRO (1994) estudos realizados têm mostrado que as paredes estruturais, trabalhando em conjunto com as lajes, possuem capacidade de distribuição das ações, o que conduz a efeitos favoráveis na redução das resistências necessárias e ao comportamento estrutural das mesmas, pois as mais carregadas servem das menos solicitadas para aliviarem seus excessos.
Quanto maior a uniformização das cargas verticais ao longo da altura da edificação, maior a economia obtida, pois haverá uma tendência à redução das resistências dos blocos a serem considerados. Entretanto, se a suposta uniformização não ocorrer na prática, corre-se o risco de uma redução significativa da segurança da edificação. Para que tal uniformização se dê de fato é preciso que as paredes estejam diretamente amarradas, conforme figura (3.6).
Figura 3.6 – Amarração direta de paredes
Estudos realizados demonstram que a amarração de paredes contribui na prevenção do colapso progressivo, pois provê a estrutura de caminhos alternativos para transferência de forças no caso de ocorrência de uma ruína localizada provocada por uma ação excepcional. Além disso, a amarração serve de contraventamento para as paredes.
Conforme CORRÊA & RAMALHO (1994), a distribuição das ações verticais entre as várias paredes constitui um dos problemas mais importantes a ser enfrentado durante a realização do projeto estrutural de um edifício em alvenaria estrutural. Pelo menos dois pontos devem estar bem estabelecidos para que o projetista possa desenvolver a sua análise: a) como tratar a ação das lajes sobre as paredes que lhe servem de apoio; b) como simular a interação das paredes.
Para consideração da ação das lajes sobre as paredes que lhe servem de apoio, um procedimento muito simples consiste em considerar as paredes isoladas entre si e recebendo as reações das lajes, que podem ser calculadas segundo os procedimentos convencionais utilizados para o cálculo de estruturas de concreto armado. A rigor, as lajes não carregam as paredes de maneira uniforme, havendo a tendência de aumento da taxa de distribuição nas porções centrais da região de contato. Entretanto as diferenças nas cargas aplicadas pelas lajes em uma parede tendem a desaparecer, à medida que se afasta da região de aplicação, como mostraram CORRÊA & RAMALHO 2 através de simulações teóricas com a utilização do Método dos Elementos Finitos.
Com relação aos procedimentos utilizados para se fazer a distribuição das ações verticais pode-se citar: paredes isoladas, grupos isolados de paredes e grupos de paredes com interação.
3.4.1 PAREDES ISOLADAS
Trata-se de considerar as paredes não interagindo entre si, isto é, independentes umas das outras. É um procedimento simples, rápido e seguro, porém antieconômico, pois resulta em especificação de blocos com resistências relativamente elevadas.
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Além disso, de acordo com CORRÊA & RAMALHO (1994), é fato comprovado teórica e experimentalmente a interação de paredes, mesmo que não estejam ligadas por linhas de interseção verticais providas pela amarração.
3.4.2 GRUPOS ISOLADOS DE PAREDES
SUTHERLAND (1969) 3 apud HENDRY (1981) propõe que o pavimento seja dividido em áreas de influência em torno de grupos de paredes interligadas, separados uns dos outros por aberturas. Este procedimento é bastante interessante, pois contempla o fato de que paredes interligadas interagem, com tendência de uniformização de tensões ao longo da altura do edifício.
Admitem-se as cargas totalmente uniformizadas em cada grupo de paredes considerado, mas que não interagem uns com os outros. Conforme CORRÊA & RAMALHO (1994), considera-se que qualquer carregamento que estiver atuando sobre uma parede será automaticamente distribuído sobre as demais, resultando sempre num único valor de carga média, e, portanto, numa mesma tensão.
Figura 3.7 – Grupos de paredes
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3 SUTHERLAND, R. J. M. ( 1969 ). Design engineer’s approach to masonry construction. In: DESIGNING, ENGINEERING AND CONSTRUCTING WITH MASONRY PRODUCTS. Houston, U.S.A., Ed. F. B. Johnson Gulf, p. 375-385. apud CORRÊA & RAMALHO [ 18 ] p. 314.
Também é um procedimento simples, porém mais trabalhoso que o anterior, podendo se tornar pouco econômico ou inseguro dependendo dos grupos considerados. A definição dos grupos fica a cargo do projetista, não havendo regras bem definidas que possam orientar este trabalho. Existe alguma indicação que consiste em separá-los pelas aberturas, sendo esta uma regra segura [figura (3.7)]. É muito importante nesta ocasião a experiência do profissional, pois escolhas incorretas podem resultar em especificações inadequadas de resistência de blocos.
3.4.3 GRUPOS DE PAREDES COM INTERAÇÃO (MACROGRUPOS)
A diferença entre este procedimento e o anterior é que os grupos anteriormente definidos agora interagem segundo uma taxa pré-definida, formando macrogrupos. Essa idéia é baseada no fato de que há interação de grupos quando houver alvenaria entre a abertura e a laje (lintéis), figura (3.8).
Figura 3.8 – Alvenaria entre a abertura e a laje (lintel)
A taxa de interação representa a parcela da diferença de cargas que deve ser uniformizada em cada nível entre os grupos que interagem. Ela pode ser estimada mediante modelo teórico ou por algum procedimento experimental que esteja disponível durante o desenvolvimento do projeto. Na falta deste, pode-se adotar,
para a uniformização das diferenças das cargas verticais entre os grupos, o modelo da NBR 10837 (1989), embora conservador, que é o espalhamento a 45º. Atualmente, pesquisas estão sendo desenvolvidas a fim de que taxas de interação seguras e com respaldo teórico e experimental sejam definidas.
É muito importante que se definam quais os grupos de paredes que estão interagindo, pois grupos com diferenças de cargas muito grandes não devem tê- las uniformizadas entre si.
Mais uma vez, neste procedimento é essencial a experiência do projetista, tanto na escolha dos macrogrupos como na determinação da taxa de interação, pois são fatores que levam a diferenças apreciáveis nas cargas das paredes, podendo afetar de maneira significativa a segurança e a economia.
3.4.4 MODELAGEM TRIDIMENSIONAL EM ELEMENTOS FINITOS
Consiste em modelar a estrutura com elementos de membrana ou chapa, colocando os carregamentos no nível de cada pavimento. A uniformização se dá através da compatibilização dos deslocamentos ao nível de cada andar.
O processo apresenta como inconveniente a dificuldade de montagem dos dados e de interpretação dos resultados.
É imprescindível, além de pré e pós-processadores eficientes para a manipulação de dados e resultados, um processador preciso e de grande capacidade para produzir a análise estrutural do edifício.