4.1.1 Considerações iniciais
Num edifício residencial, as cargas verticais são determinadas somando-se o peso próprio dos elementos estruturais com as ações permanentes e variáveis, conforme indica a norma ABNT NBR 6120:1980 – Cargas para o cálculo de
estruturas de edificações. No caso do sistema Paredes de Concreto, usualmente a
estrutura é composta apenas por lajes e paredes. Portanto, deve-se somar o peso próprio desses elementos com as ações permanentes e variáveis oriundas das lajes e considerá-las atuantes nas paredes estruturais, que as transmitirão até a fundação ou a estruturas de transição.
A norma ABNT NBR 16055:2012 – Paredes de concreto moldada no local
para a construção de edificações – Requisitos e procedimentos, considera que as
cargas verticais atuam paralelamente ao plano médio das paredes de concreto. Corrêa e Ramalho (2003) ressaltam que a definição de como a ação das lajes sobre as paredes que lhe servem de apoio se realiza, e também como ocorrem as interações entre paredes, são aspectos determinantes para se obter uma análise estrutural coerente das paredes.
divididas seguindo as considerações abaixo:
• Quando a laje for armada em uma direção (Figura 4.1a):
- 0,5.L entre dois apoios do mesmo tipo;
- 0,38.L do lado apoiado e 0,62L do lado engastado; - 1,0.L do lado engastado, se a outra borda for livre.
• Quando a laje for armada em duas direções (Figura 4.1b):
- 45o entre dois apoios do mesmo tipo;
- 60o a partir do lado engastado se o outro for apoiado;
- 90o a partir de qualquer apoio se a borda vizinha for livre.
4.1.3 Espalhamento das cargas verticais
Ao se distribuírem cargas verticais nas paredes de concreto, quando elas são concentradas ou parcialmente distribuídas, pode-se assumir, conforme ABNT NBR 16055, um espalhamento ao longo da altura da parede, seguindo um ângulo limite
de 45o. Esse ângulo é definido no plano da parede sobre uma linha vertical
passando no ponto de aplicação da carga, como indica a Figura 4.2. Consequentemente, esse espalhamento gera uma uniformização de cargas.
Figura 4.2 - Espalhamento de cargas concentradas ou parcialmente distribuídas (ABNT NBR 16055).
Tal comportamento também é válido em paredes adjacentes devido à interação que ocorre entre elas, ou seja, há transferência de forças na interface comum. Essas forças, chamadas de força de interação, são causadas pela tendência de deslocamento relativo na interface vertical, e ocorrem para carregamentos diferenciados. Portanto, o espalhamento das cargas verticais, e consequente uniformização, ocorre também entre paredes adjacentes desde que haja interação entre elas (Figura 4.3). Além disso, a transferência de forças acontece somente se a tensão de cisalhamento resistente na interface vertical comum for maior que a tensão de cisalhamento induzida pelas forças de interação.
Embora sejam de menor intensidade, as forças de interação entre lintéis e paredes, sendo os lintéis definidos pelas regiões acima e abaixo de aberturas, como portas e janelas por exemplo, também contribuem no espalhamento de cargas verticais, desde que a tensão de cisalhamento seja verificada na interface comum. A Figura 4.4 exemplifica esta situação para o caso de uma abertura de janela numa parede de concreto.
Figura 4.3 - Espalhamento de cargas em paredes adjacentes (NUNES, 2011).
Figura 4.4 - Forças de interação em regiões de aberturas.
Portanto, é importante avaliar como as paredes e os lintéis vão interagir de modo a distribuir corretamente as cargas verticais nas paredes.
Hendry (1981) comenta que pode haver consideráveis diferenças na estimativa das ações atuantes nas paredes dependendo do procedimento adotado para a distribuição de cargas verticais de um edifício com um arranjo complexo de paredes.
A seguir apresentam-se os modelos de cálculo adotados neste trabalho para a distribuição de cargas verticais.
4.1.4 Paredes Isoladas (PIS)
As paredes são consideradas como elementos isolados, não havendo forças de interação entre elas. É um modelos simples e rápido em que consiste no somatório das cargas atuantes em determinada parede, contabilizando a influência de todos os pavimentos acima daquele em que a análise está sendo feita.
A vantagem do modelo está na sua rapidez e simplicidade, no entanto tem como desvantagem as possíveis distorções de resultados nas cargas das paredes bem como em suas regiões de apoio, como vigas de transições e vigas baldrame. 4.1.5 Grupo Isolado de Paredes (GIP)
Segundo Corrêa e Ramalho (2003), um grupo é um conjunto de paredes que são supostas totalmente solidárias. Essa hipótese é válida devido à existência de forças de interação entre as paredes, e desde que a tensão de cisalhamento gerada por essas forças, na interface vertical do encontro das paredes, seja menor que a tensão de cisalhamento resistente.
O grupo de paredes é isolado pelo fato de o modelo considerar que não há forças de interação entre lintéis e paredes (elas existem apenas entre paredes). Assim, os grupos não interagem entre si. Portanto, geralmente os limites dos grupos são as aberturas de portas e janelas, regiões onde se encontram os lintéis.
Nesse modelo, consideram-se as cargas totalmente uniformizadas em cada grupo de paredes. A força atuante no grupo é a soma das forças atuantes em cada uma das paredes que o compõe. Para tanto, o espalhamento das cargas verticais é considerado conforme premissas das Figuras 4.2 e 4.3. O comprimento total do grupo é a soma dos comprimentos de cada parede contida nele. Dessa maneira, a carga uniformizada do grupo é definida pela razão entre a força atuante e o comprimento total dele.
O modelo é seguro e também econômico quando a escolha de grupos é feita corretamente. Contudo é fundamental que se avalie a possibilidade de ocorrerem forças de interação em cantos e bordas pela verificação da tensão de cisalhamento nas interfaces verticais do encontro de paredes, condição essencial para aplicação
mostra as leituras de deformações em uma parede do edifício durante sua construção. Conforme posição dos extensômetros 1, 2 e 3, apresentada na Figura 4.5b, era de se esperar que o ponto 1, por ter área de influência das lajes menor que o ponto 2 (como mostra a Figura 4.5c), apresentasse uma deformação consideravelmente menor que a do ponto 2, no entanto não é o que ocorre devido à uniformização de cargas verticais. Por isso a Figura 4.5a mostra que as deformações dos extensômetros 1 e 2 são praticamente iguais. A deformação do extensômetro 3 teve influência da presença do lintel xy (Figura 4.5c). No início houve uma forte atração das forças, mas quando a construção alcançou o primeiro pavimento, as deformações reduziram-se a valores próximos aos observados nos pontos 1 e 2, o que comprovou a forte tendência de uniformização de cargas verticais. Mais informações sobre resultados experimentais envolvendo o estudo do modelo Grupo Isolado de Paredes, podem ser encontradas em Oliveira (2009).
Figura 4.5 - Medidas de deformações realizadas num edifício de alvenaria estrutural com cinco pavimentos (OLIVEIRA, 2009).
Normalmente os grupos são definidos pela soma dos seguimentos de paredes até o encontro de aberturas ou vãos. Caso haja lintel na respectiva abertura ou vão, a carga atuante nele será dividida por dois e aplicada de forma concentrada no ponto de apoio dos dois grupos adjacentes ao lintel.
A fim de resumir o modelo, em que consiste na homogeneização das cargas verticais dentro de um grupo isolado de paredes, Capuzzo Neto (2000) enunciou o algoritmo da Equação (4.1): + = i i i i GIP p L P L p ( 0 . )/ (4.1) onde: GIP
p : ações homogeneizadas uniformemente distribuídas no nível
considerado; i
p0 : ações uniformemente distribuídas nas paredes do grupo no nível
considerado; i
P : ações concentradas nas paredes do grupo no nível considerado;
i
L : comprimento da parede i que constitui o grupo.
4.1.6 Modelos numéricos
O Modelo em Elementos Finitos e o Modelo Pórtico Tridimensional possibilitam a distribuição de cargas verticais e também de ações horizontais. Por isso eles são detalhados no item 4.2, relativo à distribuição de ações horizontais.