manual Alvenaria Estrutural, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Civil

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1 - Apresentação

A alvenaria estrutural é um processo construtivo em que as paredes de alvenaria e as lajes enrijecedoras funcionam estruturalmente em substituição aos pilares e vigas utilizados nos processos construtivos tradicionais, sendo dimensionado segundo métodos de cálculos racionais e de confiabilidade determinável. Neste processo construtivo, as paredes constituem- se ao mesmo tempo nos subsistemas estrutura e vedação, fato que proporciona uma maior simplicidade construtiva e conseqüentemente um maior nível de racionalização. A alvenaria estrutural tem ganhado espaço no cenário mundial da construção devido à vantagens como flexibilidade construtiva, economia e velocidade de construção. Mas sua maior notoriedade deve-se ao seu potencial de racionalização e produtividade, que possibilita a produção de construções com bom desempenho tecnológico aliado a altos índices de qualidade e economia. Muitos trabalhos de pesquisa foram desenvolvidos em alvenaria estrutural nos últimos 50 anos, melhorando a qualidade dos materiais e dos métodos de cálculo deste processo construtivo, conferindo-lhe progressos que o colocam como uma opção tecnológica moderna, econômica e de boa qualidade. No Brasil, a técnica de cálculo e execução com a l v e n a r i a e s t r u t u r a l v ê m s e d e s e n v o l v e n d o progressivamente em decorrência da abertura de novas fábricas de materiais e do surgimento de grupos de pesquisa sobre o tema.

Foto 1

Foto 2

Foto 3

Foto 3: Edifício em alvenaria estrutural de blocos cerâmicos em Amsterdã / Holanda.

Fotos 1 e 2: Canteiro de obras de uma construção em alvenaria estrutural com blocos cerâmicos.

Ilustração 1

3 - Vantagens da alvenaria estrutural

A alvenaria estrutural, após passar por adequada etapa de implantação, apresenta várias vantagens em relação aos processos construtivos tradicionais, sendo as principais:

• Simplificação dos procedimentos de execução, redução do número de etapas e redução da diversidade de materiais e mão-de-obra, que implicam diretamente na facilidade de controle do processo e facilidade de treinamento da mão-de-obra;
• Eliminação de interferências através da compatibilização de todos os projetos e facilidade de integração com outros subsistemas;

Ilustração 3 Ilustração 4 Ilustração 5

• O processo produtivo proporciona boa flexibilidade na fase de planejamento, implicando em grande facilidade de organização;
• A fase de execução também proporciona boa flexibilidade, através da possibilidade de diferentes níveis de mecanização;

Tais vantagens só serão alcançadas através da elaboração e coordenação de projetos bem estudados, da utilização de materiais e mão-de-obra qualificados e da correta organização e planejamento da obra.

A alvenaria estrutural não permite as improvisações que são comumente praticadas nas construções convencionais (compensações de prumo, alinhamento, esquadro e planicidade, efetuadas na fase de acabamento), que acabam por encarecer o custo da obra;

• Todas as vantagens acima citadas racionalizam o processo em alvenaria estrutural, tornando-o mais econômico e mais rápido que os sistemas convencionais em concreto armado.

O partido arquitetônico deverá sempre estar subordinado à concepção estrutural, de maneira a pensar sempre em arquitetura e estrutura como um todo. Isto permitirá um melhor aproveitamento da capacidade resistente da alvenaria.

Ilustrações 3 e 4: Escantilhão e régua prumo-nível (simplificação de tarefas executivas e facilidade de controle do processo). Ilustração 5: Batente-verga pré-moldado (facilidade de integração entre subsistemas).

4 - Racionaliza ção da alvenaria estrutural

“A racionalização construtiva é um processo composto pelo conjunto de todas as ações que tenham por objetivo aperfeiçoar o uso de recursos materiais, humanos, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais e financeiros disponíveis na construção em todas as suas fases”. Para atingir o efeito desejado, as medidas de racionalização devem ser adotadas inicialmente na etapa de projetos. O projeto funcionando como idealizador do empreendimento, apresenta as condições ideais para a implementação da estratégia construtiva, pois tem o potencial de agregar todos os condicionantes do processo produtivo.

Foto 6

Ilustração 6 (^) Ilustração 7 Ilustração 8

Para que as vantagens da alvenaria estrutural possam ser maximizadas, é importante que haja uma coordenação geral dos projetos (fundação, estrutura, arquitetura, instalações e paisagismo). É na fase de concepção destes projetos que deverão ser indicadas as medidas de racionalização e de controle de qualidade, que permitirão a execução planejada e eficiente da obra. A qualificação da mão-de-obra através de treinamentos, o controle dos materiais e a organização da produção são também importantes medidas racionalizadoras do processo. A organização do processo produtivo racionalizado implica, entre outras coisas, na eliminação de interferências, na simplificação das seqüências executivas, no atendimento ao planejamento e na utilização de equipamentos e componentes que venham a simplificar o trabalho. Algumas medidas racionalizadoras têm sido freqüentemente utilizadas nas construções em alvenaria estrutural, podendo-se citar a modulação do projeto, a utilização de soluções de embutimento de instalações elétricas e hidráulicas que dispensam o “quebra-quebra”, e a utilização de componentes pré- fabricados para resolução dos demais subsistemas que interagem com a alvenaria. O projeto racionalizado deve estabelecer uma visão global do empreendimento, onde todas as soluções construtivas dos diversos subsistemas estejam integradas, permitindo a compatibilização entre as diversas interfaces que compõem o projeto. A boa construtibilidade aliada ao bom planejamento permitirão o alcance de bons índices de custo e qualidade.

Ilustração 6: Bisnaga para aplicação de argamassa (simplificação do processo) / Ilustração 7: Projeto modular Ilustração 8: Blocos especiais para instalações elétricas (dispensam o “quebra-quebra”).

6- Materiais constituintes da alvenaria estrutural com blocos cerâmicos

BLOCOS CERÂMICOS :

O bloco cerâmico, segundo a NBR 7171/83 é definido como sendo um componente de alvenaria que possui furos prismáticos e/ou cilíndricos perpendiculares às faces que os contêm. Define também que blocos portantes são unidades vazadas com furos na vertical, perpendiculares à face de assentamento, e são classificados de acordo com sua resistência à compressão. A qualidade das unidades cerâmicas está intimamente relacionada à qualidade das argilas empregadas na fabricação e também ao processo de produção. Podem-se obter unidades de baixíssima resistência (0,1MPa) até de alta resistência (70MPa). Devido a isto, torna-se imprescindível a realização de ensaios de caracterização das unidades. As características dos blocos cerâmicos determinam importantes aspectos da produção:

• Peso e dimensões - influenciam a produtividade;
• Formato - influencia a técnica de execução;
• Precisão dimensional - influencia os revestimentos e demais componentes. Os blocos determinam também importantes características do projeto, sendo estas a modulação, a coordenação dimensional e a passagem de tubulações. As principais características funcionais dos componentes cerâmicos a serem respeitadas são resistência mecânica, absorção total e inicial, dimensões reais e nominais, área líquida, peso unitário, estabilidade dimensional, isolamento termo-acústico e durabilidade. Os blocos cerâmicos são 40% mais leve do que blocos de concreto, facilitando o manuseio e o transporte. Além disso, apresentam maior flexibilidade para a criação de peças especiais.

Foto 6

Ilustração 11

Ilustração 12

Ilustração 11: Exemplo de pesos e dimensões de uma família de blocos cerâmicos (bloco inteiro, meio bloco, bloco e meio, bloco J e bloco canaleta). Ilustração 12: Flexibilidade para a criação de peças especiais.

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6 - Materiais constituintes da alvenaria estrutural com blocos cerâmicos

Foto 6

F o t o 6 : A r g a m a s s a p a r a assentamento dos blocos. Foto 7: Grauteamento em zona de concentração de tensões. Ilustração 13: Grauteamento.

GRAUTE:

O Graute é usado para preencher os vazios dos blocos quando se deseja aumentar a resistência à compressão da alvenaria sem aumentar a resistência do bloco. Pode ser usado como material de enchimento em reforços estruturais nas zonas de concentração de tensões e quando se necessita armar as estruturas. O graute é composto dos mesmos materiais usados para produzir concreto convencional. As diferenças estão no tamanho do agregado graúdo e na relação água/cimento. A consistência do graute deve ser coesa e a p r e s e n ta r f l u i d e z a d e q u a d a pa r a o preenchimento de todos os vazios. A retração não deve proporcionar a separação entre o graute e as paredes internas dos blocos. A resistência à compressão do graute, combinada com as propriedades mecânicas de blocos e argamassas definirão a resistência à compressão da alvenaria.

ARGAMASSAS:

As argamassas na Alvenaria Estrutural têm a função unir solidamente os blocos, distribuindo tensões uniformemente entre estes, além de acomodar as pequenas deformações destes componentes. As propriedades desejáveis das argamassas são trabalhabilidade, capacidade de retenção de água, capacidade de sustentação dos blocos, resistência inicial adequada e capacidade potencial de aderência. As propriedades desejáveis das juntas de argamassa são resistência mecânica adequada, capacidade de absorção de deformações e durabilidade.

Foto 7

Ilustração 13

7 - Projeto e Modulação

Ilustração 15: Dimensão modular. I l u s t r a ç ã o 1 6 : P r o j e t o modulado em um retículo espacial de referência.

Importantes diretrizes devem ser estabelecidas já no anteprojeto a fim de se potencializar as vantagens da alvenaria estrutural. Além das definições de paredes estruturais e paredes de vedação, devem ser definidos os tipos de blocos a serem utilizados, sendo esta escolha muito importante para a definição da coordenação modular do projeto. A coordenação modular é a técnica que permite relacionar as medidas de projeto com as medidas dos componentes através de um reticulado espacial de referência, sendo essencial para a obtenção da racionalização. A dimensão modular na alvenaria estrutural é a soma da dimensão real do bloco e da dimensão da junta de argamassa. A multiplicação do módulo por um fator numérico inteiro determina as medidas de projeto a serem utilizadas.

Ilustração 15

Ilustração 16

O anteprojeto modulado com todas as informações relevantes é o ponto de partida para a confecção dos projetos complementares (hidráulico, elétrico, etc.). Todos os projetos devem ser coordenados por um único responsável pelo projeto global, a fim de se evitar possíveis interferências. Dispondo-se de todos os projetos complementares, deve-se preparar o projeto executivo com todos os detalhamentos necessários. Para permitir o planejamento e a descrição da execução da alvenaria, deve-se realizar a paginação das paredes, descrevendo-as graficamente uma a uma com as representações de blocos utilizados, aberturas, instalações e soluções construtivas. No processo de modulação da alvenaria estrutural trabalha-se com as famílias modulares de blocos. As principais famílias utilizadas são a família 39 (módulo de 20 cm) e a família 29 cm (módulo de 15 cm). Na família de 39 o módulo básico considerado para a elaboração de projetos é de 20 cm, ou seja, o comprimento das paredes, aberturas e vãos deverão ser múltiplos desta medida. O elemento utilizado em maior escala nesta modulação é o bloco de 39x19x14, que apresenta uma largura não modular, ocasionando a necessidade de haver um elemento a mais para solucionar problemas modulares no encontro de paredes. É o caso do bloco de 34x19x14 cm. Existem modulações que utilizam blocos com largura de 19 cm e comprimento de 39 cm (bloco de 39x19x19), racionalizando a modulação no encontro de paredes. Entretanto, estes elementos possuem custo elevado, sendo utilizados somente para atender necessidades estruturais.

Ilustração 17

Ilustração 18

Ilustração 17: Paginação de uma parede. Ilustração 18: Família 39 (módulo de 20 cm).

7 - Projeto e Modulação

A melhor alternativa sob o ponto de vista estrutural e construtivo é o uso de shafts. O interessante é que o mesmo seja visitável, facilitando a execução de eventuais manutenções. A precisão dimensional com que as obras em alvenaria estrutural são executadas possibilita a utilização de Kits hidráulicos. Este recurso aumenta a produtividade da equipe de instalação, permite que as tubulações sejam testadas antes do fechamento da parede e que os custos inerentes a essa etapa da obra sejam postergados. Em paredes estruturais, os cortes horizontais devem ser evitados. Todo o trecho horizontal da instalação deverá ser projetado para passar entre a laje do teto e o forro. Quando o projeto arquitetônico permitir que se utilize uma parede comum nas áreas com instalações hidráulicas, pode-se executar um shaft visitável para os dois lados.

Ilustração 20

Foto 15

8 - A interação entre os subsistemas na a alvenaria estrutural

Ilustração 20: Bloco hidráulico. Ilustração 21: Bloco elétrico. Foto 15: Carenagem. Foto 16: Eletrodutos embutidos.

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS:

A colocação de eletrodutos para as instalações elétricas ocorre simultaneamente à elevação das paredes. Estes condutores deverão passar verticalmente dentro dos furos dos blocos. Na horizontal devem ser embutidos nas lajes ou passar pelos forros. A posição e dimensão dos quadros de distribuição de energia, caixas de interruptores e tomadas nos diversos pavimentos deverão ser previamente definidas e especificadas no projeto executivo. As caixas para quadros de distribuição e caixa de passagem devem ser projetadas em dimensões que evitem cortes nas alvenarias para sua perfeita acomodação. Sempre que necessário, são realizados reforços para que as aberturas não prejudiquem a estabilidade estrutural da parede. As caixas de tomadas podem ser previamente chumbadas nos blocos. Outra alternativa é a utilização de blocos especiais (blocos elétricos), que possuem previsões para a instalação destas caixas.

Ilustração 21 Foto 16

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8 - A interação entre os subsistemas na a alvenaria estrutural

Ilustração 22: Verga e contra-verga moldadas in loco com blocos canaletas. Ilustração 23: Verga pré-moldada e marco de argamassa armada. Foto 15: Revestimentos de pequena espessura.

ESQUADRIAS:

Pode-se compatibilizar as esquadrias de portas e janelas oferecidas comercialmente com as aberturas possíveis na modulação das famílias de blocos para alvenaria estrutural, ou então providenciar aberturas especialmente designadas para a modulação utilizada. Diversas técnicas racionalizadoras podem ser utilizadas para a confecção das esquadrias na alvenaria estrutural. Dentre estas as mais usuais estão:

• Vergas e contra-vergas moldadas in loco ;
• Vergas e contra-vergas pré-moldadas;
• Batentes envolventes;
• Marco de argamassa armada;
• Marco montado in loco ;

Ilustração 22

Ilustração 23

REVESTIMENTOS:

Umas das principais vantagens da alvenaria estrutural é que a manutenção de seu prumo, devido a fatores estruturais, possibilita a execução de revestimentos com espessuras reduzidas. É totalmente viável a realização de revestimentos internos com 5 mm de espessura, diminuindo o consumo de material e a redução do tempo dispensado com mão de obra No revestimento externo o procedimento é semelhante. Porém, é necessário efetuar o chapisco prévio da alvenaria. A espessura de revestimento normalmente recomendada para fachada é de 2 cm de espessura, segundo testes realizados em laboratório. O ganho proporcionado com a redução no consumo de material e mão- de-obra utilizada para a execução dos revestimentos em obras de alvenaria estrutural é um dos fatores que agregam substancial economia a este sistema construtivo.

Foto 17

9 - A execução da alvenaria estrutural

Foto 21: Lay out do canteiro-de- obras. Foto 22: Exemplo de transporte de materiais dentro do canteiro-de- obras que deverá ser previsto no projeto.

COMUNICAÇÃO PROJETO / OBRA:

É fundamental que o projeto seja claramente interpretado na obra. Uma interpretação errada, bem como a falta de detalhes podem ocasionar atrasos nos prazos, retrabalho e diminuição da produtividade. Para que haja melhor comunicação entre o projeto e a obra, deverão ser fornecidas todas as informações necessárias, disponibilizando projetos e detalhes construtivos em locais de fácil acesso e utilização. Além disto, as alterações realizadas durante a execução da obra deverão ser comunicadas imediatamente ao escritório. Caso a alteração aconteça no escritório, o projetista deve informar as mudanças realizadas nos projetos e carimbar os mesmos depois de alterados;

Foto 21

SEQUÊNCIA EXECUTIVA E INTERDEPENDÊNCIA ENTRE ATIVIDADES:

A seqüência executiva e a interdependência entre atividades são também considerados fatores determinantes da construtibilidade e por esta razão devem ser analisadas e melhoradas. A acessibilidade e espaços adequados para o trabalho são fatores muito importantes para a construtibilidade. Se este item não receber a devida atenção, pode haver atraso no andamento da obra, redução da produtividade e aumento da necessidade de retrabalho.

LAY OUT DA OBRA:

Para se obter um nível mais elevado de racionalização e produtividade na execução dos serviços, deve-se instalar no canteiro de obras uma infra-estrutura eficiente para a execução das tarefas de produção do edifício. A organização do canteiro de obras deve ser feita através de um projeto cuidadosamente elaborado, envolvendo a execução do empreendimento como um todo, prevendo as necessidades e os condicionantes das diversas fases da obra. Devem ser previstas, por exemplo, facilidades para as diversas linhas de preparação de materiais e equipamentos. Também devem ser propiciadas condições favoráveis e humanas para o trabalhador desempenhar sua atividade.

Foto 22

9 - A execução da alvenaria estrutural

TREINAMENTO DE MÃO-DE-OBRA:

Para a implantação da alvenaria estrutural, o treinamento de mão-de-obra torna-se uma necessidade, já que nem o processo construtivo e nem os projetos são convencionais. A importância de tal treinamento aumenta em relação aos outros processos construtivos, uma vez que para paredes estruturais, é muito importante a manutenção do prumo, nivelamento e alinhamento. No treinamento devem estar presentes também preocupações com a ergonomia das atividades, orientando para posturas corretas e manuseio dos materiais e equipamentos, principalmente no carregamento e transporte dos blocos, devido ao seu elevado peso.

Foto 23 Foto 24

Foto 23: Transporte e r g o n ô m i c o d e materiais. Foto 24: Sala de aula improvisada em canteiro-de- obra para treino de mão-de-obra.

10 - Equipamentos e ferramentas para a alvenaria estrutural

Alguns equipamentos/ferramentas foram criados ou adaptados no intuito de aprimorar e agilizar as várias atividades envolvidas neste processo construtivo. As funções destes equipamentos são descritas a seguir:

Escantilhão - equipamento que permite, simultaneamente, a consecução de prumo, alinhamento e nivelamento das sucessivas fiadas que irão compor uma alvenaria.

Régua prumo-nível - instrumento utilizável para verificação de alinhamento, nivelamento e prumo de componentes, individualmente ou relativamente.

Ilustração 25: Escantilhão. Foto 25: Régua prumo-nível.

Ilustração 25

Foto 25