aspectos estruturais, construtivos e orÇamentÁrios...
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ASPECTOS ESTRUTURAIS,
CONSTRUTIVOS E ORÇAMENTÁRIOS PARA
CONSTRUÇÃO DE CASA POPULAR EM
BLOCOS DE CONCRETO EM SITUAÇÕES
CRÍTICAS
JOÃO PEDRO BERNARDO DE FREITAS
Projeto de Graduação apresentado ao Curso
de Engenharia Civil da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte
dos requisitos necessários à obtenção do título de
Engenheiro.
Orientador: Leandro Torres Di Gregório
Rio de Janeiro
Março de 2019
1
ASPECTOS ESTRUTURAIS, CONSTRUTIVOS E ORÇAMENTÁRIOS PARA
CONSTRUÇÃO DE CASA POPULAR EM BLOCOS DE CONCRETO EM SITUAÇÕES
CRÍTICAS
João Pedro Bernardo de Freitas
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO
DE ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO
RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL
Examinado por:
_________________________________________________
Leandro Torres Di Gregorio
________________________________________________
Eduardo Linhares Qualharini
________________________________________________
Márcio Santos Faria
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
MARÇO DE 2019
2
Freitas, João Pedro Bernardo
Aspectos estruturais, construtivos e orçamentários para construção de
casa popular em blocos de concreto em situações críticas/ João Pedro Bernardo
de Freitas – Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2019
109p. : il
Orientador: Leandro Torres Di Gregorio
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/
Curso de Engenharia Civil, 2019
Referências Bibliográficas p. 101.
1. Solução Habitacional Simples; 2. Alvenaria estrutural;
3. Blocos de concreto; 4. Tijolos de solo-cimento
3
AGRADICIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer aos meus pais, Clóvis e Luiza, por todos esses
anos de dedicação a mim. Apesar de não terem obtido as mesmas oportunidades que tive,
nunca negligenciaram nada em minha vida e sempre fizeram questão de proporcionar tudo
que estava em seu alcance para que eu pudesse atingir meus objetivos. Vocês foram e
ainda são os pilares da minha vida, me faltam palavras para descrever o quanto eu amo
vocês.
Agradecer também a luz que surgiu em minha vida num momento em que tudo
estava conturbado. Noah, apesar de eu ter me assustado no início, você agora é a
razão de tudo que faço. Não tem um momento em que eu não pense em você, me preocupe
com você ou ria por você. Te amo.
Aos meus familiares que também compartilharam comigo momentos de alegria e
também de tristeza. A todos meus avós que estão no céu, agradeço por terem feito parte
da minha vida.
A todos meus amigos que estão ao meu lado, dividindo felicidades e mágoas,
sempre buscando ajudarmos uns aos outros. Nos momentos mais difíceis são vocês que
me tiram de casa, me fazem levantar a cabeça e conseguem colocar um sorriso em meu
rosto. Serei sempre eternamente grato a todos vocês.
A Escola Politécnica da UFRJ e todos os professores que tive a oportunidade de
receber seus ensinamentos. Em especial ao professor Leandro, orientador desse trabalho,
que nos últimos anos junto com a equipe do Projeto SHS contribuíram de forma grandiosa
em minha evolução acadêmica. Graças a contribuição de vocês eu pude acreditar em meu
potencial e tenho certeza que me tornarei um profissional que lhes dará orgulho.
Seria injusto não agradecer também aquelas pessoas que passaram por minha vida,
mas agora por diversas razões não estão mais ao meu lado. As marcas e ensinamentos
que ficaram em mim jamais serão esquecidas, e todas elas serão usadas para meu
crescimento como homem e profissional. Tenham certeza que eu não esquecerei de vocês,
muito obrigado por tudo.
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Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica / UFRJ como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Aspectos estruturais, construtivos e orçamentários para construção de casa
popular em blocos de concreto em situações críticas.
Orientador: Leandro Torres Di Gregório
Curso: Engenharia Civil
A Solução Habitacional Simples é um projeto que busca fornecer as ferramentas
técnicas básicas, com o uso de recursos escassos, que auxiliem gestores públicos de locais
que sofreram com desastres. Através dessas ferramentas desenvolvidas e com auxílio de
uma orientação técnica, a comunidade pode ter um maior grau de participação e autonomia
no processo de reconstrução habitacional. O projeto do ano 2017 teve seu foco em
produção de unidades habitacionais utilizando tijolos de solo cimento.
Essa monografia tem como objetivo a adaptação do projeto anterior de solo cimento
para alvenaria estrutural de blocos de concreto, onde foi analisada a família de blocos mais
adequada, modulação, cálculo de cargas estáticas, detalhes executivos e orçamento. Com
esse trabalho, busca-se uma alternativa às construções convencionais em estruturas de
concreto armado, fornecendo o mesmo conforto, segurança e um preço de construção
ainda menor.
Palavras – chave: Solução Habitacional Simples; Alvenaria estrutural; Blocos de
concreto; Tijolos de solo-cimento
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Abstract of Undergraduate Project presented to the Polytechnic School / UFRJ as
part of the requisites required to obtain the degree of Civil Engineer.
STRUCTURAL, CONSTRUCTIVE AND BUDGETARY ASPECTS FOR CONSTRUCTION
OF POPULAR HOUSE IN CONCRETE BLOCKS IN CRITICAL SITUATIONS.
João Pedro Bernardo de Freitas
March of 2019
Advisor: Leandro Torres Di Gregorio
Course: Civil Engineering
The Simple Housing Solution is a project that seeks to provide the basic technical
tools, with the use of scarce resources, to assist public managers of places that have
suffered from disasters. Through these tools developed and with the help of a technical
orientation, the community will have a greater participation and autonomy in the process of
housing reconstruction. The project of the year 2017 had its focus on the production of
housing units using cement soil bricks.
This work will seek the adaptation of the previous cement soil bricks project to
structural masonry, where the most adequate block family, modulation, static load
calculation, executive details and budget should be analyzed. With this work, we seek an
alternative to conventional constructions in reinforced concrete structures, providing the
same comfort, safety and even a lower construction price.
Key-words: Simple Housing Solution; Structural masonry; Concrete blocks; Cement
Soil Bricks
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Sumário:
1. Introdução .................................................................................................. 13
1.1. Apresentação do Tema ........................................................................... 13
1.2. Objetivo ................................................................................................... 14
1.3. Metodologia ............................................................................................ 15
1.4. Organização do trabalho ......................................................................... 16
2. Revisão Bibliográfica .................................................................................. 17
2.1. Recuperação pós desastres e conflitos ................................................... 17
2.2. Projeto Solução Habitacional Simples ..................................................... 19
2.3. Alvenaria Estrutural ................................................................................. 20
2.3.1. Conceitos Básicos ............................................................................ 20
2.3.2. Componentes ................................................................................... 22
2.3.2.1. Bloco de concreto .......................................................................... 22
2.3.2.2. Argamassa..................................................................................... 23
2.3.2.3. Graute ............................................................................................... 24
2.3.2.4. Armadura ....................................................................................... 24
2.3.3. Coordenação Modular ...................................................................... 25
2.3.4. Cálculo estrutural .............................................................................. 30
2.3.5. Composição orçamentária ................................................................ 34
3. Adaptação entre projetos ............................................................................ 35
3.1. Arquitetura das Residências de Solo-cimento ......................................... 35
3.2 Adaptação da arquitetura para blocos de concreto ................................. 38
3.2.1 Modulação Horizontal ........................................................................ 38
3.3 Dimensionamento estrutural ................................................................... 40
3.3.1 Carregamentos .................................................................................. 40
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3.3.1.1 Carregamento Vertical ................................................................. 41
3.3.1.2 Carregamento Horizontal ............................................................ 42
3.3.2 Lajes .................................................................................................. 44
3.3.3 Vigas ................................................................................................. 51
3.3.4 Alvenarias .......................................................................................... 57
3.3.4.1 Distribuição das cargas verticais ................................................. 57
3.3.4.2 Verificação da Esbeltez ............................................................... 70
3.3.4.3 Dimensionamento à Compressão Simples .................................. 73
3.3.4.4 Dimensionamento à Flexão Simples ........................................... 76
3.3.4.5 Dimensionamento à Flexo-Compressão ...................................... 79
3.3.4.6 Dimensionamento ao Cisalhamento ............................................ 83
4. Detalhes de Execução e Orçamentação ..................................................... 86
4.1. Detalhamento Construtivo ....................................................................... 86
4.1.1 Assentamento dos blocos .................................................................. 86
4.1.2 Laje da caixa d’água .......................................................................... 88
4.1.3 Execução do Telhado ........................................................................ 91
4.2 Orçamento .............................................................................................. 92
5. Considerações Finais ................................................................................. 99
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Porto Príncipe após sismo de 2010. (Fonte: G1/Globo, 2013) .............. 17
Figura 2 - Blocos de concreto vazados (Fonte: Tauil, 2010) ................................. 22
Figura 3 - Assentamento de blocos sobre argamassa (Fonte: ABCP, 2003) ........ 23
Figura 4 - Grauteamento de colunas (Fonte: ABCP, 2003) .................................. 24
Figura 5 - Posicionamento de armaduras (Fonte: ABCI, 1990)............................. 25
Figura 6 - Família de blocos 29. (Fonte: UFRGS, 2019) ....................................... 26
Figura 7 Família de blocos 39. (Fonte: UFRGS, 2019) ......................................... 27
Figura 8 - Canto com blocos de larguras iguais. (Fonte: Ramalho e Corrêa, 2003)
........................................................................................................................................ 27
Figura 9 - Borda com bloco especial de três módulos (Fonte: Ramalho e Corrêa,
2003) ............................................................................................................................... 28
Figura 10 - Borda sem bloco especial de três módulos (Fonte: Ramalho e Corrêa,
2003) ............................................................................................................................... 28
Figura 11 - Exemplo de grupos de paredes (Fonte: Ramalho e Corrêa, 2003) ..... 31
Figura 12 - Dispersão das ações verticais (Fonte: NBR 15961-1, 2011) .............. 32
Figura 13 - Interação entre paredes de canto (Fonte: Ramalho e Corrêa, 2003) .. 33
Figura 14 - Embrião 1 (Fonte: Di Gregorio, 2018) ................................................ 35
Figura 15 - Embriões 2 e 4 (Fonte: Di Gregório, 2018) ......................................... 36
Figura 16 - Embrião 3 - Primeiro pavimento (Fonte: Di Gregório, 2018) ............... 37
Figura 17 - Embrião 3 - Segundo pavimento (Fonte: Di Gregório, 2018) .............. 37
Figura 18 – Modulação horizontal da residência de solocimento (Fonte: Di Gregório,
2018) ............................................................................................................................... 39
Figura 19 - Modulação horizontal da residência de concreto (Fonte: Elaborada pelo
autor) ............................................................................................................................... 40
Figura 20 - Pressões de vento distribuídas para V0 = 35 m/s [kN/m²] – 0° (Fonte:
Gonçalves, 2018) ............................................................................................................. 43
9
Figura 21 - - Pressões de vento distribuídas para V0 = 35 m/s [kN/m²] – 90° (Fonte:
Gonçalves, 2018) ............................................................................................................. 43
Figura 22 - Condições de apoio (Fonte: Hampshire, 2017) .................................. 44
Figura 23 - Determinação do vão efetivo (Fonte: Hampshire, 2017) ..................... 45
Figura 24 - Direção das armaduras das lajes (Fonte: Elaborada pelo autor) ........ 46
Figura 25 - Lajes 1 e 9 subdivididas (Fonte: Elaborada pelo autor) ...................... 47
Figura 26 - Determinação do vão efetivo (Fonte: NBR 6118) ............................... 51
Figura 27 - Vigas de apoio das lajes (Fonte: Elaborada pelo autor) ..................... 53
Figura 28 - Vigas dos lintéis (Fonte: Elaborada pelo autor) .................................. 53
Figura 29 - Divisão das paredes estruturais do Embrião 3 (Fonte: Elaborada pelo
autor) ............................................................................................................................... 58
Figura 30 – Divisão das paredes estruturais da expansão do Embrião 3 (Fonte:
Elaborada pelo autor) ...................................................................................................... 58
Figura 31 – Divisão das paredes estruturais Embrião 4 (Fonte: Elaborada pelo autor)
........................................................................................................................................ 59
Figura 32 - Valores do coeficiente 𝝏 (Fonte: NBR 15961-1, 2011) ....................... 71
Figura 33 - Parâmetros para cálculo da espessura efetiva (Fonte: NBR 15961-1,
2011) ............................................................................................................................... 71
Figura 34 - Valores máximos do índice de esbeltez de paredes e pilares (Fonte: NBR
15961-1, 2011) ................................................................................................................ 71
Figura 35 - Valores de resistência ao cisalhamento característica em juntas
horizontais de parede (Fonte: NBR 15961, 2011) ............................................................ 83
Figura 36 - Posicionamento das linhas de referência para os blocos (Fonte: Tauil,
2010) ............................................................................................................................... 87
Figura 37 - Assentamento dos primeiros blocos (Fonte: Tauil, 2010) ................... 87
Figura 38 - Colocação de graute nos furos de alvenaria armada (Fonte: Tauil, 2010)
........................................................................................................................................ 88
10
Figura 39 - Detalhe do desalinhamento de nível devido a laje (Fonte: Elaborada pelo
autor) ............................................................................................................................... 89
Figura 40 – Alinhamento da modulação vertical com blocos cortados (Fonte:
Elaborada pelo autor) ...................................................................................................... 90
Figura 41 – Alinhamento da modulação vertical com lastro de concreto .............. 90
Figura 42 - Pórtico Padrão (Fonte: Gonçalves, 2018) ........................................... 91
Figura 43 - Mão francesa do telhado (Gonçalves, 2018) ...................................... 91
Figura 44 - Armação das Lajes L1=L9 e L4 ........................................................ 106
Figura 45 - Armação das Lajes L2 e L3 .............................................................. 106
Figura 46 - Armação das Lajes L5 e L6 .............................................................. 107
Figura 47 - Armação das Lajes L7 e L8 .............................................................. 107
Figura 48 - Armadura das Vigas ......................................................................... 108
Figura 49 - Detalhe do encontro de vigas ........................................................... 109
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedades geométricas das lajes .................................................... 47
Tabela 2 - Carregamentos e solicitações nas lajes............................................... 48
Tabela 3 - Áreas de aço calculadas ..................................................................... 49
Tabela 4 - Espaçamento e número de barras por metro ...................................... 50
Tabela 5 - Propriedades geométricas das vigas das lajes .................................... 52
Tabela 6 - Propriedades geométricas das vigas frontais ...................................... 52
Tabela 7 - Propriedades geométricas das vigas laterais ...................................... 52
Tabela 8 - Carregamentos e Solicitações das Vigas das Lajes ............................ 54
Tabela 9 - Carregamentos e Solicitações das Vigas das Frontais ........................ 55
Tabela 10 - Carregamentos e Solicitações das Vigas das Laterais ...................... 55
Tabela 11 - Área de aço das vigas de apoio das lajes .......................................... 56
Tabela 12 - Área de aço das vigas frontais .......................................................... 56
Tabela 13 - Área de aço das vigas laterais (Fonte: Elaborada pelo autor) ............ 57
Tabela 14 - Propriedade Geométrica das Alvenarias 1º Pav. ............................... 60
Tabela 15 - Propriedade Geométrica das Alvenarias 2º Pav. ............................... 61
Tabela 16 - Cargas de peso próprio e dos lintéis - 1º Pav .................................... 62
Tabela 17 - Cargas de peso próprio e dos lintéis - 2º Pav .................................... 63
Tabela 18 - Cargas do telhado e devido ao vento ................................................ 64
Tabela 19 - Cargas permanentes e totais 2º Pav ................................................. 65
Tabela 20 - Cargas permanentes e totais Pav. Térreo ......................................... 66
Tabela 21 - Tensões de compressão atuantes na parede – 2º Pav. ..................... 68
Tabela 22 - Tensões de compressão atuantes na parede – Pav. Térreo .............. 69
Tabela 23 - Verificação do índice de esbeltez ...................................................... 72
Tabela 24 - Verificação à compressão simples da alvenaria – 2º Pav. ................. 74
12
Tabela 25 - Verificação à compressão da alvenaria – Pav. Térreo ....................... 75
Tabela 26 - Verificação à flexão da alvenaria - 2º Pav. ......................................... 77
Tabela 27 - Verificação à flexão da alvenaria – Pav. Térreo ................................. 78
Tabela 28 - Verificação da flexo-compressão - 2ºPav .......................................... 81
Tabela 29 - Verificação da flexo-compressão – Pav. Térreo ................................ 82
Tabela 30 - Verificação do cisalhamento – 2º Pav ................................................ 84
Tabela 31 - Verificação do cisalhamento – Pav. Térreo ....................................... 85
Tabela 32 - Orçamento do Embrião 2 de solo-cimento ......................................... 93
Tabela 33 – Composição de custos da alvenaria ................................................. 95
Tabela 34 - Composição de custos de pintura ...................................................... 96
Tabela 35 - Orçamento do Embrião 2 de blocos de concreto ............................... 97
Tabela 36 - Orçamento do Embrião 2 de blocos de concreto, apenas serviços
básicos ............................................................................................................................ 98
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1. Introdução
1.1. Apresentação do Tema
O planejamento da recuperação dos danos e prejuízos pós desastres é uma tarefa
complexa e desafiadora, englobando diversas necessidades, interesses e diferentes
habilidades. O assunto assume grande importância em qualquer país sujeito a riscos de
ordem natural ou sócionatural, especialmente após um desastre, mas raramente atrai a
atenção profissional de gerentes de desastres ou analistas de gerenciamento de riscos. É
um desafio coletivo ainda maior para todas as pessoas envolvidas em operações de
recuperação para garantir que seus esforços minimizem a probabilidade de futuros
desastres, reduzindo as condições de vulnerabilidade anteriormente existentes. (UNISDR,
2007).
A motivação para o Projeto SHS – Solução Habitacional Simples se inicia no ano de
2004, onde um tsunami devastou o sul da Ásia, deixando mais de 285mil pessoas mortas.
Tal cenário se repetiu em 2010, onde um sismo de 7,0 Mw na escala Richter, devastou o
Haiti, deixando mais de 316mil mortos. Nesse momento foi percebida a necessidade de
um sistema estruturado que possibilitasse a organização básica da comunidade para a
reconstrução de residências populares, utilizando recursos escassos.
A recuperação é frequentemente compreendida na visão pública como consistindo
principalmente na reconstrução física de instalações e serviços básicos. Diversas vezes os
esforços pós-emergência são conduzidos para fornecer isso apressadamente, ou o mais
rápido possível. A reconstrução mal considerada reconstrói as condições de vulnerabilidade
que expõem as pessoas a possibilidade de novas perdas no futuro. A atenção dada aos
serviços de emergência raramente se estende a compromissos de recuperação a longo
prazo. A comunidade de assistência técnica internacional muitas vezes se vê restringida
devido aos diferentes procedimentos financeiros e atenção focada em medidas
remediadoras à curto prazo.
De acordo com o Guia para Recuperação de Desastres da Plataforma Internacional
de Recuperação (IRP, 2007), existem diversas literaturas sobre os efeitos de um desastre
natural, e um entendimento comum sobre como as ações de emergência são importantes,
entretanto, existem poucos guias práticos que orientam como gerenciar ou ações
específicas que as pessoas envolvidas no longo processo de recuperação devem tomar.
Na visão do público em geral, a recuperação pós desastres consiste principalmente na
14
reconstrução das residências, instalações e serviços básicos, muitas vezes feita de maneira
apressada. No entanto, a reconstrução rápida e mal planejada recria todo cenário de
vulnerabilidade, que expõe essa população a novas perdas no futuro.
“Grandes desastres movem sociedades e governos a criar sistemas e instituições de
gestão de riscos, mas em muitos casos, seus recursos, influências e força política tende a
enfraquecer quando a memória do desastre começa a desaparecer (e isso acontece muito
rapidamente) ... Mas, apesar disso, a existência desses sistemas é um avanço em termos
de provisão da sociedade para preparação e resposta a desastres, entretanto a tendência
é que, na prática, esses sistemas concentram esforços em resposta de emergência, não
em mudar as condições que criam riscos que se tornam desastres.” (WILCHES-CHAUX,
2006)
Sendo assim, iremos analisar os diversos aspectos que envolvem a construção de uma
residência em um cenário pós desastre, tendo como base a tecnologia de alvenaria
estrutural de blocos de concreto e buscando sempre utilizar os e ferramentas que
demandem o menor custo para a reconstrução dessas casas, seguindo a ideologia do
Projeto SHS, que consiste em fornecer as ferramentas necessárias para que essa
população atingida possa fazer parte do processo de recuperação.
1.2. Objetivo
O objetivo geral desse trabalho é adaptar os projetos das unidades habitacionais do
projeto Solução Habitacional Simples, atualmente pensados para a tecnologia solocimento,
para tecnologia de blocos de concreto, visando seu emprego na reconstrução comunitária
após desastres.
Os objetivos específicos consistem em:
Estudo da nova modulação que se fará necessária.
Verificações de cálculo da alvenaria.
Análise dos detalhes construtivos da alvenaria de blocos de concreto.
Análise orçamentária da construção de uma residência em blocos de
concreto e eventual comparação com a construção em tijolos de solo-
cimento.
15
1.3. Metodologia
A metodologia utilizada para a elaboração do presente trabalho consiste em
pesquisa bibliográfica a fontes relacionadas ao dimensionamento de residências em
alvenaria estrutural e reconstrução pós desastres. Foram elaboradas também as planilhas
de cálculo e orçamentárias referentes aos embriões residenciais propostos pelo Projeto
SHS, além dos aspectos construtivos dos mesmos.
A análise documental foi baseada em documentação textual, para a qual foram
consultados livros de autores referenciados no assunto, artigos publicados em meio
eletrônico, dissertações e teses de Trabalhos de Conclusão de Curso em andamento,
notícias publicadas em mídias eletrônicas e normas ABNT.
O estudo prático do trabalho foi realizado com base no projeto Solução Habitacional
Simples (SHS). O Embrião escolhido para dimensionamento foi o maior do projeto,
contendo uma área em planta de 55m² e dois pavimentos tipo. Com auxílio do software
AutoCad, iniciou-se o trabalho com a adaptação da modulação entre os blocos de solo-
cimento e blocos de concreto. Na etapa seguinte, foi estudada a norma NBR 15961:
Alvenaria Estrutural – Blocos de Concreto, e desenvolvidas as planilhas de cálculo das
alvenarias. Essas planilhas consistem na verificação dos esforços solicitantes à
compressão, flexão, flexocompressão e cisalhamento, de todas as cargas que atuam sobre
a residência, incluindo ventos.
Por fim, com todos os elementos estruturais dimensionados, deu-se início a
avaliação orçamentária da construção de um modelo residencial do projeto. Essa é uma
parte essencial desse trabalho, visto que o projeto busca realizar uma construção com
tecnologias de fácil utilização e redução dos custos. O modelo escolhido para o orçamento
é diferente do modelo dimensionado nos cálculos estruturais. Devido ao projeto de
residências de solocimento ter realizado apenas o orçamento do embrião com um
pavimento, esse trabalho fará o orçamento de apenas um pavimento também, visto que se
deseja fazer uma comparação entre esses dois orçamentos. Ainda dentro dessa planilha
orçamentária, é demonstrada também a economia do regime de mutirão em relação a
construção com mão de obra contratada.
16
1.4. Organização do trabalho
O trabalho está estruturado em cinco capítulos.
O capítulo presente é uma introdução ao trabalho, constituindo-se da apresentação
do trabalho, a sua motivação, as hipóteses, a relevância do tema e abordando seus
objetivos.
O segundo capítulo trata de uma revisão da bibliografia, no qual são apresentadas
as questões de situações de recuperação após desastres e conflitos. Na sequência são
apresentados aspectos técnicos específicos da alvenaria estrutural, como a modulação de
blocos, cálculo estrutural e aspectos construtivos. Nessa revisão apresentaremos também
o Projeto SHS, que é um dos pilares desse trabalho.
O terceiro capítulo tem como função descrever a adaptação do projeto em solo-
cimento para bloco de concreto, que inclui a modulação da arquitetura e as verificações de
cálculo para cargas estáticas em alvenaria estrutural, incluindo uma discussão sobre os
resultados encontrados.
O quarto capítulo irá apresentar a concepção dos detalhes construtivos e uma
comparação de custos entre o projeto de solocimento e bloco de concreto.
O quinto capítulo apresenta as considerações finais do trabalho e recomendações
de trabalhos futuros.
17
2. Revisão Bibliográfica
2.1. Recuperação pós desastres e conflitos
Inundações, escorregamentos, secas, furacões, entre outros, são fenômenos
naturais severos, fortemente influenciados pelas características regionais, tais como, rocha,
solo, topografia, vegetação, condições meteorológicas. Quando estes fenômenos intensos
ocorrem em locais onde os seres humanos vivem, resultando em danos (materiais e
humanos) e prejuízos (socioeconômico) são considerados como “desastres naturais”
(KOBYAMA, 2006)
Figura 1 - Porto Príncipe após sismo de 2010. (Fonte: G1/Globo, 2013)
Segundo Castro (2003), desastre é definido como a consequência de eventos
adversos, provocado pelo homem ou pela natureza, sobre um ecossistema vulnerável,
causando danos humanos, materiais e/ou ambientais e consequentes prejuízos
econômicos e sociais.
Os desastres acontecem de forma súbita e inesperada, em que dependendo de sua
magnitude, os danos causados podem atingir o patamar de milhares de feridos e mortos.
Por esse motivo um planejamento eficaz das medidas preventivas e restauradoras são
cruciais para minimizar os impactos causados pelo desastre e auxiliar na recuperação
dessa sociedade atingida.
18
Kobiyama (2004) afirma que para evitar a vulnerabilidade e obter uma vida
saudável, deve ser realizada a prevenção e a mitigação dos desastres naturais. Embora o
ideal seja o impedimento de qualquer dano, o que geraria uma prevenção perfeita, isto é,
prejuízo zero, o possível é a realização da mitigação, ou seja, a máxima redução dos
prejuízos causados pelos desastres.
De acordo com UNPD e IRP (2011), a recuperação é frequentemente entendida na
visão do público em geral como consistindo principalmente da reconstrução física de
instalações e de serviços básicos. Pode-se dizer que o termo “recuperação” remete a fazer
com que o sistema afetado se torne melhor do que era antes do evento, em diversos
aspectos. Já o termo “reconstrução” remete à recuperação física dos sistemas atingidos,
sendo, portanto, parte da recuperação num sentido mais amplo. (DI GREGORIO, 2013)
Quando instaurado o estado de emergência, o foco para as soluções rápidas e de
menor custo acabam ganhando força para uma retomada ágil da normalidade. Entretanto,
tais soluções à curto prazo acabam comprometendo as verdadeiras soluções sustentáveis
à longo prazo. Levando em conta um maior espaço de tempo para a recuperação, USA
(2011) adota quatro fases para o processo de recuperação:
− Preparação, onde são tomadas diversas providências para início da recuperação,
incluindo seu planejamento, caso o desastre tenha sido identificado antes de sua
ocorrência.
− Recuperação de curto prazo. Possui duração de alguns dias, e seu objetivo é
garantir, em estado emergencial, as condições mínimas de habitação, alimentação e
serviços básicos.
− Recuperação intermediária. Trata-se de um processo mais estruturado, situado
entre a recuperação de curto prazo e a recuperação permanente, onde as questões
habitacional, econômica e social são abordadas de forma mais consistente. Nessa etapa
também está incluída a preparação para recuperação de longo prazo.
− Recuperação de longo prazo. O objetivo desta etapa é colocar em prática o plano
de “reconstruir melhor”. Nessa fase, onde a duração pode levar de meses a anos, a
sociedade afetada pelo desastre deverá ser completamente reconstruída resiliente e com
agregação de valor.
Segundo Di Gregorio (2013), a recuperação pós desastres não deve se basear em
mecanismos de controle burocráticos e distantes da população atingida. É fundamental o
19
envolvimento dessa população em todas etapas do processo de recuperação. Tal
envolvimento representa além da aproximação da população com sua necessidade, uma
forma de redução da sua vulnerabilidade física e psicológica agravadas pelo evento.
2.2. Projeto Solução Habitacional Simples
“O processo de interação entre a sociedade comum (comunidade) e a sociedade
acadêmica (universidade) deve acontecer de forma que contribua para as transformações
da realidade local e disponibilize informações que auxiliem na melhoria da qualidade de
vida da população. Este processo deve ser de troca e comprometimento com a informação.
Uma comunidade bem informada terá a possibilidade de agir preventivamente e minimizar
a fase pós evento onde as perdas e os consequentes custos tornam-se superiores aos
custos pré-evento (KOBIYAMA, 2004) ”.
No ano de 2004, o tsunami que atingiu e devastou o sul da Ásia, matando mais de
285 mil pessoas, mostrou a necessidade de se elaborar um sistema que estruturasse e
facilitasse a reconstrução de residências populares afetadas utilizando o mínimo de
recursos. 7 anos depois, o Haiti ganhou as telas do mundo com um terremoto que deixou
mais de 300mil mortos no país. Aqui no Brasil pode-se destacar o desastre ocorrido no Vale
do Itajaí no Estado de Santa Catarina, em 2008, com 135 mortes e o da Região Serrana do
Estado do Rio de Janeiro, em 2011, com mais de 900 mortes. Tais eventos tornaram-se
motivação para a elaboração do Projeto Solução Habitacional Simples.
Esse projeto foi uma iniciativa do professor Leandro Torres Di Gregorio com o
objetivo de disponibilizar um curso que visa apresentar conhecimentos com potencial de
facilitar o processo de (re)construção em situações de desastres e conflitos. O curso tem
como proposta, reunir conhecimentos básicos que podem ser úteis na (re)construção de
unidades habitacionais, escolas e postos de saúde em regime de mutirão, a partir do
emprego de tecnologias de baixo custo.
O material didático do Projeto SHS, desenvolvido por uma equipe de professores e
alunos da UFRJ, é composto por vídeo-aulas, memoriais, desenhos e slides relacionados
ao tema de construção de casas de baixo custo, participação da população na construção
e administração da obra.
Segundo Di Gregorio (2013), o regime de construção em mutirão foi escolhido para
dar maior autonomia às populações atingidas. Uma pesquisa realizada por ele na Região
20
Serrana do Rio de Janeiro apontou uma aceitação de 90% da proposta de regime de
construção em mutirão. A ideia é contribuir para que comunidades vítimas de desastres e
conflitos possam se organizar melhor pela sua própria recuperação, contando com a
orientação e supervisão de assistentes técnicos habilitados (engenheiros e/ou arquitetos a
serem contratados pela própria comunidade, poder público ou ONGs, para estes fins, sem
qualquer vinculação ou ingerência dos idealizadores do projeto).
Além da questão da autonomia dada à população pelo sistema mutirão, temos
também uma grande diminuição dos custos, dado que a mão de obra é constituída pela
população. Outro benefício relacionado ao envolver o morador na reconstrução é a melhoria
da qualidade do conjunto e das unidades habitacionais e a identificação do usuário com o
produto de seu trabalho, podendo o próprio identificar questões de uso e manutenção.
Se tratando de um tema com tamanha importância para sociedade, o Projeto SHS
conta com uma grande equipe multidisciplinar de alunos e professores da UFRJ,
subdivididos em diversos grupos de trabalho, cada um com seu objetivo específico para o
projeto. Esse Trabalho de Conclusão de Curso está inserido dentro do Grupo de Estruturas
que, como o próprio nome já incita, está responsável pelo dimensionamento estrutural das
residências, escolas e postos de saúde.
Em 2018 o grupo de estruturas focou seus esforços em concluir o dimensionamento
das residências em alvenaria estrutural de solocimento, onde o discente Gonçalves (2018)
estudou a influência de ventos fortes nessas edificações e Tenório (2019) as concepções
técnicas e detalhes construtivos que favoreçam a resistência da estrutura diante das cargas
dinâmicas de sismos. Esse presente trabalho busca adaptar esses projetos já existentes
para a tecnologia de blocos de concreto.
2.3. Alvenaria Estrutural
2.3.1. Conceitos Básicos
De acordo com Tauil (2010), alvenaria são construções formadas por blocos
industrializados de diversos materiais, suscetíveis de serem projetadas para resistirem a
esforços de compressão única ou ainda a uma combinação de esforços, ligados entre si
pela interposição de argamassa e podendo ainda conter armadura envolta em concreto ou
argamassa no plano horizontal e/ou vertical.
21
Esse conjunto coeso serve para vedar espaços, resistir a cargas oriundas da
gravidade, promover segurança, resistir a impactos, à ação do fogo, isolar e proteger
acusticamente os ambientes, contribuir para a manutenção do conforto térmico, além de
impedir a entrada de vento e chuva no interior dos ambientes (TAUIL, 2010).
A alvenaria é um sistema construtivo muito tradicional, onde vem sendo utilizada
desde as primeiras atuações do ser humano no que diz respeito a construção, para os mais
variados fins. Com a utilização de blocos de diversos materiais, como argila, pedra e outros,
a alvenaria desafiou o tempo e se manteve viva até os dias presentes. Das pirâmides
construídas a mais de 4 mil anos atrás até os arranha-céus presentes nas grandes cidades,
a alvenaria continua sendo a solução construtiva mais adotada nas construções.
Segundo Corrêa e Ramalho (2003), a chegada da alvenaria estrutural tem como
finalidade de transformar a alvenaria convencional, que possui função única e exclusiva de
vedação, em parte do sistema estrutural da edificação. A parede compõe a estrutura da
construção e sua carga se distribui linearmente ao longo das fundações, sendo considerada
portante. Desse modo, a alvenaria passa a ter uma dupla função (vedação e estrutural), o
que em princípio se resume num aspecto positivo quanto a economia tanto desejada nas
construções atuais. Entretanto, para que tal sistema funcione perfeitamente, o controle de
sua resistência é crucial para a segurança da edificação, além da demanda de um material
que possui um valor unitário mais caro que o convencional e também a necessidade de
uma mão de obra especializada.
Segundo Tauil (2010), existem três tipos de alvenarias estruturais, são elas:
Alvenaria Estrutural Armada: é o processo construtivo em que, por
necessidade estrutural, os elementos resistentes (estruturais) possuem uma
armadura passiva de aço. Essas armaduras são dispostas nas cavidades
dos blocos que são posteriormente preenchidas com o graute.
Alvenaria Estrutural Não Armada: é o processo construtivo em que nos
elementos estruturais existem somente armaduras com finalidades
construtivas, de modo a prevenir problemas patológicos (fissuras,
concentração de tensões, etc.), como o caso de vergas, portas e janelas.
Alvenaria Estrutural Protendida: é o processo construtivo em que existe uma
armadura ativa de aço comprimindo o elemento resistente.
22
2.3.2. Componentes
De acordo com Ramalho e Corrêa (2003), um componente da alvenaria se entende
por algo que compõe os elementos que, por sua vez, irão compor a estrutura. Os
componentes principais apresentados serão:
• Bloco ou unidade
• Argamassa
• Graute
•Armadura
2.3.2.1. Bloco de concreto
De acordo com a NBR 6136 (ABNT, 2014), os blocos de concreto são elementos
prismáticos com 2 ou 3 furos verticais ao longo de toda sua altura, com área útil (área
líquida) igual ou inferior a 75% da área total da seção normal aos furos das peças.
Segundo Ferreira (2015), os blocos de alvenaria, independente do material que os
compõem, devem apresentar resistência à compressão adequada, capacidade de aderir à
argamassa, possuir dimensões uniformes e aspectos homogêneos. Trincas fraturas ou
outros defeitos que possam prejudicar seu assentamento ou afetar sua resistência
mecânica e durabilidade não podem ser aceitos.
Figura 2 - Blocos de concreto vazados (Fonte: Tauil, 2010)
23
2.3.2.2. Argamassa
A norma brasileira NBR 8798 (1985) diz que a argamassa de assentamento é o
elemento utilizado na ligação entre os blocos, garantindo uma distribuição uniforme de
esforços, absorção de deformações decorrentes da alvenaria e selamento de juntas contra
penetração de água da chuva. Ela é composta de cimento, agregado miúdo, água e cal ou
outra adição destinada a conferir plasticidade e retenção de água de hidratação à mistura.
Pozzobon (2003) afirma que se deve tomar cuidado com a escolha da argamassa
em edifícios de alvenaria estrutural. Segundo ele, nem sempre a argamassa mais resistente
é a mais adequada para uso na alvenaria. Em casos onde a argamassa possua uma
resistência muito mais elevada que os blocos, os esforços tenderiam a ser resistidos por
essa argamassa. Logo, todas as premissas adotadas no dimensionamento da alvenaria
estrutural não valeriam mais. Ou seja, não há uma relação direta entre o aumento da
resistência da argamassa com o aumento da resistência da alvenaria. “Para cada
resistência de bloco existe uma resistência ótima de argamassa. Um aumento desta
resistência não aumentará a resistência da parede ” (POZZOBON, 2003).
Figura 3 - Assentamento de blocos sobre argamassa (Fonte: ABCP, 2003)
24
2.3.2.3. Graute
A norma brasileira NBR 15961-2 (ABNT, 2011) define graute como: “Elemento para
preenchimento dos vazios dos blocos e canaletas de concreto para solidarização da
armadura a estes elementos e aumento da capacidade portante, composto de cimento,
agregado miúdo, agregado graúdo, água e cal, ou outra adição destinada a conferir
trabalhabilidade e retenção de água de hidratação à mistura”.
De acordo com Faria (2017), o graute pode ser definido como um concreto ou
argamassa fluidos, lançados nos vazios dos blocos, com a finalidade de solidarizar as
ferragens à alvenaria, preenchendo as cavidades onde elas se encontram e aumentando a
capacidade de resistência à compressão da parede.
Figura 4 - Grauteamento de colunas (Fonte: ABCP, 2003)
2.3.2.4. Armadura
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), as armaduras da alvenaria estrutural são as
mesmas utilizadas em construções de concreto armado e serão sempre envoltas por
graute, com a função de combater os esforços de tração. Além disso, são também
utilizadas em vergas e contra-vergas, elementos onde sempre haverá a necessidade
de armadura longitudinal.
25
Figura 5 - Posicionamento de armaduras (Fonte: ABCI, 1990)
2.3.3. Coordenação Modular
Tauil (2010) afirma que coordenação modular se trata de você organizar ou arranjar
as peças e componentes, de forma a atenderem a uma medida de base padronizada.
A modulação é uma importante etapa do processo construtivo da alvenaria
estrutural que, quando executada de maneira correta, trará uma racionalidade e economia
para a obra. Um edifício não modulado utiliza uma grande quantidade de blocos
compensadores para fechamento das dimensões, o que não só aumenta o custo da obra,
mas também afeta o desempenho do sistema em alvenaria estrutural.
A modulação é um procedimento absolutamente fundamental para que uma
edificação em alvenaria estrutural possa resultar econômica e racional. Se as dimensões
de uma edificação não forem moduladas, como os blocos não devem ser cortados, os
enchimentos resultantes certamente levarão a um custo maior e uma racionalidade menor
para a obra em questão.
26
A NBR 6136, que estabelece os requisitos para o recebimento de blocos vazados
de concreto simples, destinados à execução de alvenaria com ou sem função estrutural,
apresenta as classificações dos blocos de acordo com diversos parâmetros. A chamada
família de blocos, são o conjunto de componentes de alvenaria que interagem
modularmente entre si e com outros elementos construtivos.
Zechmeister (2005) afirmam que as famílias mais utilizadas no Brasil são os blocos
com modulação longitudinal de 15cm e 20cm, ou seja, comprimento múltiplo de ambos. Em
sua tese, a autora diz que a modulação europeia não é adequada às normas brasileiras de
coordenação modular.
A Figura 2 e a Figura 3 abaixo apresentam as famílias de bloco 29 e 39
respectivamente:
Figura 6 - Família de blocos 29. (Fonte: UFRGS, 2019)
27
.
Figura 7 Família de blocos 39. (Fonte: UFRGS, 2019)
A primeira fiada será determinada pelas dimensões reais de uma edificação entre
faces dos blocos. São elas que determinam o número de módulos e juntas a serem
utilizadas naquele intervalo. As fiadas seguintes devem ser posicionadas de modo a evitar
ao máximo a criação de juntos prumo. Portanto, elas são posicionadas de modo a se
produzir a melhor organização e interação entre as juntas dos blocos. Ramalho e Correa
(2003) apresentam algumas soluções para os cantos e bordas.
Figura 8 - Canto com blocos de larguras iguais. (Fonte: Ramalho e Corrêa, 2003)
28
Figura 9 - Borda com bloco especial de três módulos (Fonte: Ramalho e Corrêa,
2003)
Figura 10 - Borda sem bloco especial de três módulos (Fonte: Ramalho e Corrêa,
2003)
29
Richter (2007) aponta para a importância do treinamento da força de trabalho que
participará das construções. Segundo o autor, treinamentos realizados por técnicos
especialistas em alvenaria estrutural auxiliaram consideravelmente na melhoria do controle
e da qualidade, além de trazer um melhor controle visual das diversas atividades
construtivas e principalmente uma percepção dos profissionais sobre as falhas técnicas.
CARVALHO (1989) destaca as vantagens, sob os mais variados pontos de vista, da
adoção da prática de execução de programas de treinamento.
Como vantagens de ordem estrutural, o treinamento permite;
O estudo e análise das necessidades de formação de toda a organização,
envolvendo a totalidade dos níveis hierárquicos da empresa;
Definir prioridades de formação, tendo em vista os objetivos setoriais da
companhia;
Caracterizar os vários tipos e formas de desenvolvimento de RH a serem
aplicados, considerando sua viabilidade, vantagens, custos e outros fatores
afins;
Elaborar planos de capacitação profissional a curto, médio e longo prazos,
integrando-os às metas globais da empresa.
Vantagens quanto ao pessoal em serviço.
Melhor aproveitamento das aptidões dos empregados;
Maior estabilidade da mão de obra;
Estimular o espírito de emulação e fortalecimento da confiança no mérito
como processo normal de melhoria funcional;
Dignificar o trabalho e buscar a elevação do moral de equipe.
As vantagens de um programa de treinamento aplicado para essas populações, com
certeza trarão grande benefícios para a qualidade das construções. Aumentando a área de
30
seus conhecimentos, corrigindo as deficiências, aumentando a segurança e a
produtividade, proporcionando uma melhor qualidade de trabalho, todos esses fatores
contribuirão para menores índices de acidentes e desperdícios e contribuirão para uma
maior qualidade dessas residências.
2.3.4. Cálculo estrutural
A verificação das cargas na alvenaria de blocos de concreto é outra etapa crucial
dentro do projeto. A NBR 15961-1 especifica os requisitos mínimos exigíveis para o projeto
de estruturas de alvenaria de blocos de concreto. A análise de uma estrutura de alvenaria
deve ser realizada considerando o equilíbrio de cada um de seus elementos, e também da
interação desses elementos que formam a estrutura.
As hipóteses básicas para o dimensionamento da estrutura são:
Seções planas permanecem planas antes e depois das deformações.
A tensão é proporcional à deformação, que é proporcional à distância da
linha neutra.
O módulo de elasticidade é constante ao longo dos elementos.
Os elementos de alvenaria combinados formam um elemento homogêneo
e isotrópico.
O elemento é linear e possui seção transversal uniforme.
As armaduras são completamente envolvidas pelo graute e pelos elementos
constituintes da alvenaria, de modo que ambos trabalhem como material
homogêneo dentro dos limites das tensões admissíveis.
Segundo Amrhein (1998) estas suposições são corretas para materiais
homogêneos e elásticos e, para materiais heterogêneos como a alvenaria armada, são
satisfatórias para os níveis normais de tensões. Ainda segundo este autor, para altos níveis
de tensões algumas dessas especificações, como a de número 2, podem não ser
aplicáveis, uma vez que a tensão pode não ser proporcional à deformação.
31
Andrade (1998) atenta para a necessidade do cumprimento da última hipótese,
especialmente pela dificuldade de execução dos procedimentos de grauteamento em obra.
O autor cita ensaios onde verificou-se que a coluna de graute de paredes armadas já
rompidas apresentavam fendas no sentido longitudinal das armaduras, evidenciando assim
o escorregamento das mesmas. Portanto, deve-se dar atenção especial para a
especificação do graute e fiscalização dos procedimentos de aplicação do mesmo.
Ramalho e Corrêa (2003) apresentam 4 tipos de distribuições de cargas, cada um
com sua vantagem e desvantagem.
O primeiro deles são as paredes isoladas. Neste procedimento cada parede é
tratada como um elemento independente. É considerado um procedimento simples, rápido
e seguro, pois na ausência de uniformização das cargas, as resistências prescritas para os
blocos resultarão sempre em resistências mais elevadas que se a uniformização fosse
considerada. O ponto negativo é a economia que será penalizada, pois esse procedimento
requer blocos de maior resistência. Recomenda-se sua utilização em edifícios de pequena
altura.
O segundo são os grupos isolados de paredes. Esse grupo tem por definição
paredes que são solidárias umas às outras. O limite desses grupos é definido pelas
aberturas, como mostra o exemplo na figura 25. Neste procedimento consideram-se as
cargas totalmente uniformizadas em cada grupo de paredes. Por outro lado,
desconsideram-se as forças de interação nas aberturas, limites dos grupos. Dessa forma,
cada grupo definido trabalhará isolado dos demais.
Figura 11 - Exemplo de grupos de paredes (Fonte: Ramalho e Corrêa, 2003)
32
O item 9.1.3 da NBR 15961-1 afirma que para o dimensionamento da estrutura é
considerado que ocorra a dispersão de qualquer ação vertical (concentrada ou distribuída)
sobre um trecho de alvenaria se dará seguindo uma inclinação de 45º ao longo de toda
alvenaria.
Figura 12 - Dispersão das ações verticais (Fonte: NBR 15961-1, 2011)
O terceiro são os grupos de paredes com interação, uma expansão do método
anterior onde os grupos de paredes interagem entre si. É necessário definir uma taxa de
interação para representar a diferença de cargas entre grupos que será uniformizada. Deve-
se especificar também quais grupos terão interação entre si.
O quarto é a modelagem tridimensional em elementos finitos. Trata-se de modelar
a estrutura com elementos de membrana ou chapa, definindo os carregamentos para cada
pavimento. Dessa forma, a uniformização se dará através da compatibilização dos
deslocamentos ao nível de cada nó.
Ramalho e Corrêa (2003) apontam também para a importância da consideração do
processo executivo quando se discute a distribuição de cargas verticais entre as diversas
paredes de um pavimento. Os autores citam algumas providências construtivas que mais
contribuem para a existência de forças de interação elevadas e portanto uma maior
uniformização das cargas verticais, em caso de cantos e bordas:
33
Amarração das paredes em cantos e bordas sem juntas a prumo;
Existência de cintas sob a laje do pavimento e à meia altura;
Pavimento em laje maciça.
Figura 13 - Interação entre paredes de canto (Fonte: Ramalho e Corrêa, 2003)
A primeira característica apresentada é a mais importante. Quando se utiliza
qualquer procedimento de amarração que não seja a colocação dos blocos de forma a se
evitar a formação de juntas a prumo, o desenvolvimento de forças de interação, o
espalhamento das cargas e logicamente a uniformização desse carregamento, torna-se um
procedimento duvidoso.
Estudos realizados por Oliveira Jr e Pinheiro (1994) mostram que as alvenarias
estruturais trabalhando em conjunto com as lajes, trazem efeitos favoráveis para a redução
das resistências necessárias dos blocos. Essa constatação baseia-se na capacidade das
lajes de redistribuir as ações, fazendo com que as paredes mais carregadas sejam aliviadas
e as menos solicitadas sofram um acréscimo de tensões.
34
Portanto, pode-se concluir que quanto maior a uniformização das cargas verticais
na edificação, maiores os benefícios para a economia, pois haverá uma tendência de
redução das resistências dos blocos a serem utilizados. Entretanto deve-se atentar para
que essa uniformização esteja garantida, pois caso ela não ocorra, pode-se ter uma
redução significativa da segurança da edificação. Logo, deve-se ter em mente esses
parâmetros para considerar a distribuição dos carregamentos verticais, de modo a não
sobrecarregar em excesso o custo da obra ao mesmo tempo em que se garante a
segurança da estrutura.
2.3.5. Composição orçamentária
Di Gregório (2018) afirma que um orçamento é uma estimativa de custo ou preço
de uma obra, onde o custo total da obra é a soma de todos os gastos necessários para a
sua completa execução.
A composição unitária do serviço refere-se ao consumo de insumos necessários à
execução de uma unidade de serviço. No caso da alvenaria, a composição unitária diz
respeito às quantidades de material, mão-de-obra e equipamentos necessárias para se
executar 1 m² de alvenaria (ANDRADE, 2002).
Cabral (1988) ressalta que a grandeza de medida do serviço deve ser a mesma
utilizada na mensuração deste. Assim, ao se avaliar m² de alvenaria a composição é por
m² de alvenaria, da mesma forma que ao se considerar metros de marcação a composição
terá o metro como unidade.
A Tabela SINAPI é utilizado como referência na elaboração de orçamentos.
Segundo a CAIXA, o índice SINAPI, que tem administração compartilhada entre a CAIXA
e o IBGE, divulga mensalmente custos e índices da construção civil a partir da especificação
de insumos, composições de serviços, projetos referenciais e pelo processamento de
dados, além da pesquisa mensal de preço, metodologia e formação dos índices.
35
3. Adaptação entre projetos
3.1. Arquitetura das Residências de Solo-cimento
A concepção do projeto estipulou o desenvolvimento de diferentes modelos de
construção com diferentes tipos de arquitetura. Esses modelos foram denominados de
embriões. Foram desenvolvidos 4 embriões, todos obedecendo as dimensões mínimas de
uma habitação do programa do governo brasileiro “Minha Casa Minha Vida”
O embrião 1 é a residência mais básica desenvolvida pelo projeto. Ela é constituída
apenas por uma Sala de Estar (16,63m²), Cozinha (4,92m²) e Banheiro (3,94m²).
Figura 14 - Embrião 1 (Fonte: Di Gregorio, 2018)
O embrião 2 é uma expansão horizontal do embrião 1. Além da Sala de Estar,
Cozinha e Banheiro, a residência conta agora com dois quartos de 10,5m² e 12m² cada.
Os embriões 3 e 4 são as expansões verticais dos embriões 1 e 2. O embrião 3 é a
expansão do embrião, contendo dois quartos no andar superior e a instalação de uma
escada interna na sala. O embrião 4 é uma expansão do embrião 2, com o andar superior
contendo os mesmos cômodos e dimensões do andar inferior. Essa residência será
utilizada para abrigar 2 famílias, contendo um acesso ao andar superior por uma escada
exterior a casa.
36
Figura 15 - Embriões 2 e 4 (Fonte: Di Gregório, 2018)
37
Figura 16 - Embrião 3 - Primeiro pavimento (Fonte: Di Gregório, 2018)
Figura 17 - Embrião 3 - Segundo pavimento (Fonte: Di Gregório, 2018)
38
3.2 Adaptação da arquitetura para blocos de concreto
3.2.1 Modulação Horizontal
Foi necessário optar por um dos embriões para dimensionamento dentro desse
trabalho. O embrião 4 foi o escolhido, pois além de ser um dos embriões mais analisados
pelo grupo de estruturas, é aquele que possui o pior caso de carregamento a ser analisado.
O primeiro passo do trabalho foi a escolha da família de blocos a ser utilizado.
Ramalho e Corrêa (2003) afirma que o principal fator a ser considerado para a definição da
distância modular horizontal de uma edificação em alvenaria é a largura do bloco a ser
adotado, pois o ideal é que o módulo longitudinal dos blocos a serem utilizados seja igual
à largura a ser adotada. Assim podemos evitar o uso de blocos especiais e evitar também
uma série de problemas muito comuns, em especial na ligação de duas paredes, tanto em
canto quanto em bordas.
Outro fator que podemos levar em conta na escolha dos blocos é a arquitetura das
residências. Utilizar um bloco em que seu tamanho seja múltiplo do comprimento da parede
irá facilitar a modulação, além de evitar mudanças na arquitetura.
Pensando mais na filosofia do projeto SHS, que preza a utilização de materiais de
baixo custo e tecnologias de fácil utilização, para que as populações atingidas possam se
envolver no processo de reconstrução, é preciso evitar o uso de blocos especiais e
modulações mais arrojadas.
Zechmeister (2005) chegou a uma conclusão em sua tese que os edifícios com
sistema modular de 30cm tem melhores resultados de produtividade. Eles apresentam
projetos mais racionalizados, permitindo maior rapidez na execução. As ligações entre as
unidades de alvenaria são muito mais simples e efetivas do que o uso de grampos ou blocos
complementares, como normalmente é necessário na modulação com blocos da família 39.
“Os pedreiros que participaram do programa e trabalharam com ambos os sistemas
afirmam que o bloco de 30cm teve menor demanda em termos de esforço físico e mental”
(RAMOS et al., 2003).
Levando em consideração todos esses fatores, escolhemos a família de blocos de
concreto 29 para adaptação da nova arquitetura. Para tornar a modulação o mais simples
possível, faremos o uso apenas do bloco inteiro (29x14x19) e meio bloco (14x14x19).
39
Dessa maneira facilitamos o trabalho da equipe de mutirão diminuindo o número de blocos
diferentes.
Com as dimensões dos blocos já definidas, foi iniciada a adaptação da modulação
entre projeto. Procurou-se ao máximo manter as dimensões internas dos cômodos,
entretanto, devido a diferença de comprimento e espessura entre os blocos, foi inevitável
uma pequena diferença entre as dimensões arquitetônicas dos dois projetos. Por exemplo,
a Sala de Estar do novo projeto ficou com 10cm a menos na direção longitudinal e 5cm a
menos na transversal. O Quarto da Frente ficou com 5cm a menos em sua direção
longitudinal, enquanto o Quarto dos Fundos com 2,5cm a mais na direção longitudinal. A
cozinha ficou com 7,5cm a menos em sua direção transversal e 7,5cm a mais na direção
longitudinal. Segue abaixo a modulação da residência de solo-cimento e a modulação
obtida da nova residência de blocos de concreto.
Figura 18 – Modulação horizontal da residência de solocimento (Fonte: Di Gregório,
2018)
40
Figura 19 - Modulação horizontal da residência de concreto (Fonte: Elaborada pelo
autor)
3.3 Dimensionamento estrutural
Neste capítulo serão desenvolvidas a análise e o dimensionamento das peças
estruturais do embrião 4.
3.3.1 Carregamentos
As cargas que atuam na residência e devem ser consideradas para o cálculo são
classificadas em verticais e horizontais. Numa edificação em alvenaria estrutural, as
principais cargas verticais a serem consideradas são:
41
PESO PRÓPRIO DAS PAREDES
AÇÕES DA LAJE.
Aqui no Brasil, as principais ações horizontais a serem consideradas no projeto são:
VENTOS
DESAPRUMO
3.3.1.1 Carregamento Vertical
São consideradas cargas verticais de uma edificação residencial as cargas
permanentes e as cargas variáveis (sobrecargas). As cargas permanentes, por definição,
são aquelas que sofrem baixa variação durante a vida útil do elemento. As cargas
permanentes deste projeto são constituídas pelo peso próprio dos elementos estruturais, e
revestimento das lajes.
Para ambos os pavimentos, foram consideradas as seguintes cargas permanentes:
Peso específico do concreto armado = 25 kN/m³
Peso específico das paredes revestidas = 15 kN/m³
Revestimento de lajes = 1,0 kN/m²
Ao contrário da permanente, a carga variável possui uma variação considerável
durante a vida da construção. Para ambos os pavimentos, foram consideradas as seguintes
cargas variáveis:
Sobrecarga nas lajes (salas, quartos, cozinha) = 1,50 kN/m²
Área de serviço = 2,0 kN/m²
Caixa d’água = 1,0 kN/m² (Caixa d’água de 1000kg sobre a laje de
aproximadamente 10m²)
42
3.3.1.2 Carregamento Horizontal
Os carregamentos horizontais desse trabalho serão retirados de Gonçalves (2018).
Em seu trabalho ele aborda o passo a passo da elaboração dos cálculos dos esforços
devido ao vento, seguindo a norma NBR 6123/1988.
Segundo Gonçalves (2018), para o cálculo da influência dos ventos, é necessário
um conhecimento detalhado sobre a localidade em que a edificação será implementada.
No caso de seu estudo, foi considerado o nosso país Brasil, mais especificamente a região
Sudeste.
Alguns estudos relativos aos modelos de cálculo para ação horizontal em edifícios
de alvenaria podem ser encontrados em Nascimento Neto (1999 e 2000), que avaliou
diferentes tipologias de modelagem para o sistema de contraventamento de edifícios. Entre
estes estudos, destacam-se aqueles que realizam discretização das paredes e dos lintéis
empregando-se um pórtico equivalente. Segundo Nascimento Neto et al (2002), esse tipo
de modelagem é fundamental no desenvolvimento de projeto de edifícios altos, pois
representam de forma mais adequada a distribuição interna de rigidez do edifício, e
permitem a avaliação sistemática e adequada para a consideração dos lintéis no modelo
de cálculo.
Em seu trabalho de conclusão de curso, Gonçalves (2018) desenvolveu uma
planilha eletrônica em Excel para automatização de todos os cálculos das cargas
distribuídas causadas pela ação dos ventos, para todos os embriões residenciais. Dessa
forma, a influência do vento na residência tornou-se didaticamente visual. Segue abaixo as
cargas horizontais encontradas em kN/m².
43
Figura 20 - Pressões de vento distribuídas para V0 = 35 m/s [kN/m²] – 0° (Fonte:
Gonçalves, 2018)
Figura 21 - - Pressões de vento distribuídas para V0 = 35 m/s [kN/m²] – 90° (Fonte:
Gonçalves, 2018)
44
3.3.2 Lajes
O dimensionamento das lajes foi feito seguindo as orientações da NBR 6118, que
fixa os requisitos básicos para as estruturas de concreto armado. Foi utilizada também
como apoio a Apostila de Concreto Armado do professor Sérgio Hampshire.
Inicialmente foi necessário determinar a espessura das lajes. Utilizando o
dimensionamento à flexão simples determinamos a espessura mínima requerida pela laje
através da seguinte relação:
𝑑𝑀𝐼𝑁 = √γ𝑓 × 𝑀
𝑓𝑐𝑑 × 𝑏 × 𝐾𝑚𝑑,𝑚𝑎𝑥
As lajes serão armadas em apenas uma direção, visando a filosofia de
maior economia do projeto. Sendo assim, as lajes contínuas armadas em uma direção
podem ser calculadas como vigas contínuas. Considerando-as perfeitamente engastadas
e apoiadas, os momentos fletores são obtidos através da expressão, 𝑀 = (𝑔 + 𝑞) ×
𝑙²/𝛽 , sendo 𝛽 os valores devido as condições de apoio mostrados abaixo:
Figura 22 - Condições de apoio (Fonte: Hampshire, 2017)
𝑀+ =(0,13 × 25 + 1 + 1,5) × 3,88²
8= 10,82 𝑘𝑁𝑚/𝑚
dmin = √1,4 × 10,82
(100001,4⁄ ) × 1 × 0,251
= 0,092𝑚
45
Com o máximo momento fletor determinado, podemos calcular a espessura
mínima da laje, substituindo esse momento na expressão da Figura 16 . Em nosso projeto
determinamos um 𝑓𝑐𝑘 de 10Mpa devido as baixas condições de construção dos locais
visados. Desse modo temos uma espessura mínima de 9,2cm.
A NBR 6118, no seu item 14.7.2.2, define as dimensões dos vãos teóricos
como as distâncias entre os centros dos apoios, não sendo, no entanto, necessário
considerar valores superiores ao vão livre acrescido, em cada apoio, do menor valor entre
a largura do apoio vezes 0,5 e a espessura da laje no meio do vão vezes 0,3.
Figura 23 - Determinação do vão efetivo (Fonte: Hampshire, 2017)
Vão L4:
𝐿𝑒𝑓𝑓 = 3,88 + 2(0,3 × 0,12) = 3,95𝑚 ; 𝑏
2=
0,14
2= 0,07 > 0,3ℎ = 0,3 × 0,12 = 0,036
Determinadas as direções das armaduras das lajes foi feita a primeira
tabela com as propriedades geométricas de cada laje.
46
Figura 24 - Direção das armaduras das lajes (Fonte: Elaborada pelo autor)
Deve se observar alguns detalhes sobre a disposições das lajes nos
embriões. As lajes L1 e L9 foram subdivididas em duas lajes, L1A, L1B, L9A e L9B, como
mostra a figura abaixo. Isso se fez necessário para auxiliar no cálculo do carregamento
sobre as alvenarias, entretanto, o cálculo das armaduras principais e a disposição das
armaduras foram feitas considerando a laje inteira
47
Figura 25 - Lajes 1 e 9 subdivididas (Fonte: Elaborada pelo autor)
Tabela 1 - Propriedades geométricas das lajes
As cargas atuantes nas lajes, em geral, são definidas pela NBR 6118, em seu item
11. Deve ser considerada a influência das cargas permanentes e variáveis e de todas as
ações que possam produzir esforços importantes. Simbolicamente pode ser representada
48
por 𝑝 = 𝑔 + 𝑞 + ℇ (carga total = carga permanente + carga variável + carga devida a
deformações próprias e impostas).
Os momentos fletores são obtidos pela equação 𝑀 = (𝑔 + 𝑞) × 𝑙²/𝛽. Para
compatibilizar os momentos negativos em lajes vizinhas, considera-se como momento
para o dimensionamento, a média entre os momentos negativos nas lajes calculadas,
desde que este valor não seja inferior a 80 % do maior dos dois momentos.
As reações de apoio são obtidas através da expressão 𝑅 = (𝑔 + 𝑞) × 𝑙 × ψ,
onde os valores de ψpodem ser obtidos na Figura 1 (entre parênteses).
Laje L4:
𝑝 = (3 + 1 + 1,5) = 5,5𝑘𝑁/𝑚²
𝑀+ =5,5 × 3,95²
8= 10,74 𝑘𝑁𝑚/𝑚
𝑅 = (3 + 1 + 1,5) × 3,95 × 0,5 = 10,87 𝑘𝑁/𝑚
Tabela 2 - Carregamentos e solicitações nas lajes
O dimensionamento das armaduras de laje foi feito utilizando o método da flexão
simples. Com os momentos de todas as lajes calculados, pode-se chegar aos índices Kmd,
Kx e Kz, obtendo em seguida as áreas de aço necessária.
49
Laje L4:
𝑀𝑑 = 𝛾𝑓 × 𝑀𝑠 = 1,4 × 10,74 = 15,03 𝑘𝑁𝑚/𝑚
𝐾𝑚𝑑 =𝑀𝑑
𝑏 × 𝑑² × 𝑓𝑐𝑑
=15,03
1 × 0,095² × 100001,4⁄
= 0,233
𝐾𝑥 =1 − √
1 − 2 × 𝐾𝑚𝑑𝛼𝑐
γ =
1 − √1 − 2 × 0,233
0,85
0,8= 0,410
𝐾𝑧 = 1 −𝛾
2 × 𝐾𝑥= 1 −
0,8
2 × 0,410= 0,836
𝐴𝑠 =𝑀𝑑
𝐾𝑧 × 𝑑 × 𝑓𝑦𝑑=
15,03
0,828 × 0,095 × 501,15⁄
= 4,35 𝑐𝑚2/𝑚
Tabela 3 - Áreas de aço calculadas
Em lajes, a determinação do espaçamento das barras, em função da área de
aço total calculada e da área de 1 barra do diâmetro escolhido é facilitada pela
expressão abaixo:
50
𝑒𝑠𝑝(𝑐𝑚) =𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 1 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 (𝑐𝑚²)
𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎(𝑐𝑚2
𝑚)
× 100
Laje 4: bitola de 10mm
𝑒𝑠𝑝(𝑐𝑚) =0,785
4,35× 100 = 18,04𝑐𝑚 = ∅10 𝑐15
Tabela 4 - Espaçamento e número de barras por metro
A armadura secundária, ou de distribuição, serve como complemento às armaduras
principais, posicionada no sentido transversal e longitudinal, para a distribuição das tensões
oriundas de cargas concentradas e para o controle da fissuração.
Em lajes armadas em uma só direção, a armadura positiva secundária pode ser de 1/2
da armadura mínima básica, mas deve ter no mínimo 1/5 da área da armadura principal da
laje, com pelo menos 0,9 cm² por metro (correspondente a Ø5c20).
As armaduras mínimas para cada seção de laje é dada através de expressão :
𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0,15% × 𝑏𝑤 × ℎ = 0,0015 × 100 × 12 = 1,8𝑐𝑚2/𝑚
51
3.3.3 Vigas
O dimensionamento das lajes foi feito seguindo as orientações da NBR 6118, que
fixa os requisitos básicos para as estruturas de concreto armado. Foi utilizada também
como apoio a Apostila de Concreto Armado do professor Henrique Longo.
A NBR 6118, no seu item 14.6.2.4, define as dimensões dos vãos teóricos como
o vão inicial acrescido, em cada apoio, do menor valor entre a largura do apoio vezes
0,5 e a espessura da viga no meio do vão vezes 0,3.
Figura 26 - Determinação do vão efetivo (Fonte: NBR 6118)
Viga V1:
𝐿𝑒𝑓𝑓 = 0,9 + 2(0,3 × 0,12) = 0,97𝑚 ; 𝑡
2=
0,14
2= 0,07 > 0,3ℎ = 0,3 × 0,12 = 0,036
52
Tabela 5 - Propriedades geométricas das vigas das lajes
Tabela 6 - Propriedades geométricas das vigas frontais
Tabela 7 - Propriedades geométricas das vigas laterais
53
Figura 27 - Vigas de apoio das lajes (Fonte: Elaborada pelo autor)
Figura 28 - Vigas dos lintéis (Fonte: Elaborada pelo autor)
54
As cargas que atuam sobre as vigas são as reações de apoio das lajes da varanda
sobre as mesmas, calculadas na Tabela 2.
Viga V1 (viga de apoio da laje):
𝑀𝑠 =𝑞 × 𝑙²
8=
10,72 × 0,97²
8= 1,26 𝑘𝑁𝑚
𝑀𝑑 = 𝛾𝑓 × 𝑀𝑠 = 1,4 × 1,26 = 1,76 𝑘𝑁𝑚
Viga V16 (viga dos lintéis):
As pressões de vento foram obtidas no trabalho de Gonçalves (2018) e
apresentadas no capítulo 3.3.1.2. O comprimento das vigas laterais dos lintéis é reduzido
devido ao modelo de pórtico adotado:
𝑞 =𝑄 × ℎ
4=
0,63 × 3,57
4= 0,57
𝑘𝑁
𝑚²
𝑀𝑠 =𝑞 × 𝑙2
8=
0,57 × 1,22
8= 0,10 𝑘𝑁𝑚
Tabela 8 - Carregamentos e Solicitações das Vigas das Lajes
55
Tabela 9 - Carregamentos e Solicitações das Vigas das Frontais
Tabela 10 - Carregamentos e Solicitações das Vigas das Laterais
O dimensionamento das armaduras das vigas foi feito utilizando o método da flexão
simples. Com os momentos de todas as lajes calculados, pode-se chegar aos índices Kmd,
Kx e Kz, obtendo em seguida as áreas de aço necessária.
Viga V1 (viga de apoio da laje):
𝐾𝑚𝑑 =𝑀𝑑
𝑏 × 𝑑² × 𝑓𝑐𝑑
=1,76
1 × 0,095² × 100001,4⁄
= 0,182
𝐾𝑥 =1 − √
1 − 2 × 𝐾𝑚𝑑𝛼𝑐
γ =
1 − √1 − 2 × 0,182
0,85
0,8= 0,306
56
𝐾𝑧 = 1 −𝛾
2 × 𝐾𝑥= 1 −
0,8
2 × 0,410= 0,878𝐴𝑠 =
𝑀𝑑
𝐾𝑧 × 𝑑 × 𝑓𝑦𝑑
=1,76
0,828 × 0,095 × 501,15⁄
= 0,49 𝑐𝑚2
Tabela 11 - Área de aço das vigas de apoio das lajes
Tabela 12 - Área de aço das vigas frontais
57
Tabela 13 - Área de aço das vigas laterais (Fonte: Elaborada pelo autor)
O detalhamento das armaduras das vigas e lajes podem ser encontradas no
Apendice A.
3.3.4 Alvenarias
3.3.4.1 Distribuição das cargas verticais
O dimensionamento das alvenarias estruturais foi feito seguindo as orientações da
NBR 15961-1, que especifica os requisitos mínimos exigíveis para o projeto de estruturas
de alvenaria de blocos de concreto. Foi utilizado também como apoio o projeto de alvenaria
estrutural em blocos de solo-cimento do Projeto SHS (Di Gregório, 2018). O primeiro passo
do dimensionamento da alvenaria é a definição da distribuição das cargas verticais, onde
no item 2.4.3 da Revisão Bibliográfica deste trabalho foram apresentados os procedimentos
utilizados.
Di Gregório (2018) optou pela primeira opção de distribuição de cargas para
dimensionamento das alvenarias, apresentadas no item 2.3.4 desse trabalho, as paredes
isoladas. Esse método foi adotado devido à prerrogativa de maior facilidade e rapidez na
construção. Além disso, segundo Ramalho e Corrêa (2003), recomenda-se a utilização
desse método em edificações de altura pequena, onde os seus efeitos negativos são
minimizados. Definido o método, foi realizada a divisão das paredes estruturais. Enumerou
–se as paredes horizontais, separadas pelas aberturas, com números ímpares, da
esquerda para a direita e de cima para baixo respectivamente. As paredes verticais foram
enumeradas com números pares, de baixo para cima, da esquerda para direita
respectivamente. Segue abaixo a divisão encontrada:
58
Figura 29 - Divisão das paredes estruturais do Embrião 3 (Fonte: Elaborada pelo
autor)
Figura 30 – Divisão das paredes estruturais da expansão do Embrião 3 (Fonte:
Elaborada pelo autor)
59
Figura 31 – Divisão das paredes estruturais Embrião 4 (Fonte: Elaborada pelo autor)
Definido o esquema estrutural da residência, pode-se montar a tabela com as
propriedades geométricas das alvenarias por andar. A NBR 15961-1 traz consigo uma
especificação para determinação de pilares na estrutura. Segundo ela, o pilar na alvenaria
estrutural é todo elemento linear que resista predominantemente a cargas de compressão
e cuja a maior dimensão da seção transversal exceda cinco vezes a menor dimensão.
60
Tabela 14 - Propriedade Geométrica das Alvenarias 1º Pav.
Pavimento Parede L (m) Espessura (m) H (m) Pilar? Área (m2)
1
P1 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P2 2,550 0,140 2,67 NÃO 0,36
P3 0,450 0,140 2,67 SIM 0,06
P4 0,450 0,140 2,67 SIM 0,06
P5 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P6 2,700 0,140 2,67 NÃO 0,38
P9 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P10 2,700 0,140 2,67 NÃO 0,38
P11 0,750 0,140 2,67 SIM 0,11
P13 0,900 0,140 2,67 NÃO 0,13
P14 4,800 0,140 2,67 NÃO 0,67
P15 0,450 0,140 2,67 SIM 0,06
P16 2,700 0,140 2,67 NÃO 0,38
P17 0,900 0,140 2,67 NÃO 0,13
P18 3,450 0,140 2,67 NÃO 0,48
P19 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P20 4,050 0,140 2,67 NÃO 0,57
P21 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P23 0,450 0,140 2,67 SIM 0,06
P25 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P27 3,000 0,140 2,67 NÃO 0,42
P29 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
P31 0,450 0,140 2,67 SIM 0,06
P33 0,300 0,140 2,67 SIM 0,04
61
Tabela 15 - Propriedade Geométrica das Alvenarias 2º Pav.
Pavimento Parede L (m) Espessura (m) H (m) Pilar? Área (m2)
2
P1 0,300 0,150 3,44 SIM 0,04
P2 2,550 0,150 3,17 NÃO 0,36
P3 0,450 0,150 3,44 SIM 0,06
P4 0,450 0,150 3,97 SIM 0,06
P5 0,300 0,150 3,44 SIM 0,04
P6 2,700 0,150 3,97 NÃO 0,38
P9 0,300 0,150 2,67 SIM 0,04
P10 2,700 0,150 2,67 NÃO 0,38
P11 0,750 0,150 2,67 SIM 0,11
P13 0,900 0,150 2,67 NÃO 0,13
P14 4,800 0,150 3,65 NÃO 0,67
P15 0,450 0,150 2,67 SIM 0,06
P16 2,700 0,150 3,97 NÃO 0,38
P17 0,900 0,150 2,67 NÃO 0,13
P18 3,450 0,150 3,52 NÃO 0,48
P19 0,300 0,150 2,67 SIM 0,04
P20 4,050 0,150 4,07 NÃO 0,57
P21 0,300 0,150 3,44 SIM 0,04
P23 0,450 0,150 3,44 SIM 0,06
SIM
P25 0,300 0,150 3,44 SIM 0,04
P27 3,000 0,150 2,67 NÃO 0,42
P29 0,300 0,150 2,67 SIM 0,04
P31 0,450 0,150 2,67 SIM 0,06
P33 0,300 0,150 2,67 SIM 0,04
62
Para o cálculo do peso próprio das paredes e dos lintéis, foi considerado o peso
específico da parede como 15kN/m³. Para carga distribuída das alvenarias bastou
multiplicar o peso específico pela altura e espessura. Já para os lintéis é necessário
descontar a altura da abertura na altura total para se obter a carga distribuída.
Tabela 16 - Cargas de peso próprio e dos lintéis - 1º Pav
Paredes
PP (kN/m)
PP (kN)
h abertura (m)
PP dos lintéis (kN/m)
Larguras de influência
das aberturas
vizinhas (m)
PP dos lintéis (kN)
P1 5,88 1,76 0,60 4,62 0,500 2,31
P2 5,88 14,99 2,10 1,47 0,450 0,66
P3 5,88 2,65 0,70 4,41 0,750 3,31
P4 5,88 2,65 2,10 1,47 0,900 1,32
P5 5,88 1,76 1,67 2,37 0,700 1,66
P6 5,88 15,88 2,10 1,47 0,450 0,66
P9 5,88 1,76 2,10 1,47 0,450 0,66
P10 5,88 15,88 0,00 5,88 0,000 0,00
P11 5,88 4,41 2,10 1,47 0,900 1,32
P13 5,88 5,29 2,10 1,47 0,450 0,66
P14 5,88 28,22 0,00 5,88 0,000 0,00
P15 5,88 2,65 1,20 3,36 0,500 1,68
P16 5,88 15,88 0,00 5,88 0,000 0,00
P17 5,88 5,29 1,63 2,46 0,950 2,34
P18 5,88 20,29 0,00 5,88 0,000 0,00
P19 5,88 1,76 2,10 1,47 0,450 0,66
P20 5,88 23,81 0,00 5,88 0,000 0,00
P21 5,88 1,76 1,20 3,36 0,500 1,68
P23 5,88 2,65 1,20 3,36 1,000 3,36
P25 5,88 1,76 1,20 3,36 0,500 1,68
P27 5,88 17,64 0,00 5,88 0,000 0,00
P29 5,88 1,76 1,20 3,36 0,500 1,68
P31 5,88 2,65 1,20 3,36 1,000 3,36
P33 5,88 1,76 1,20 3,36 0,500 1,68
63
Tabela 17 - Cargas de peso próprio e dos lintéis - 2º Pav
Paredes PP (kN/m) PP (kN) h abertura
(m)
PP dos lintéis
(kN/m)
Larguras de influência
das aberturas
vizinhas (m)
PP dos lintéis (kN)
P1 7,50 2,25 0,60 6,24 0,500 3,12
P2 6,93 17,67 2,10 2,52 0,450 1,13
P3 7,50 3,37 0,70 6,03 0,750 4,52
P4 8,61 3,87 2,10 4,20 0,900 3,78
P5 7,50 2,25 1,67 3,99 0,700 2,79
P6 8,61 23,25 2,10 4,20 0,450 1,89
P9 5,88 1,76 2,10 1,47 0,450 0,66
P10 5,88 15,88 0,00 5,88 0,000 0,00
P11 5,88 4,41 2,10 1,47 0,900 1,32
P13 5,88 5,29 2,10 1,47 0,450 0,66
P14 7,94 38,10 0,00 7,94 0,000 0,00
P15 5,88 2,65 1,20 3,36 0,500 1,68
P16 8,61 23,25 0,00 8,61 0,000 0,00
P17 5,88 5,29 1,63 2,46 0,950 2,34
P18 7,67 26,44 0,00 7,67 0,000 0,00
P19 5,88 1,76 2,10 1,47 0,450 0,66
P20 8,82 35,72 0,00 8,82 0,000 0,00
P21 7,50 2,25 1,20 4,98 0,500 2,49
P23 7,50 3,37 1,20 4,98 1,000 4,98
P25 7,50 2,25 1,20 4,98 0,500 2,49
P27 5,88 17,64 0,00 5,88 0,000 0,00
P29 5,88 1,76 1,20 3,36 0,500 1,68
P31 5,88 2,65 1,20 3,36 1,000 3,36
P33 5,88 1,76 1,20 3,36 0,500 1,68
64
As outras cargas verticais a serem consideradas no dimensionamento da estrutura
são as cargas de peso próprio do telhado, as ações verticais de vento nas paredes e as
cargas verticais dos outros elementos estruturais dimensionados anteriormente (lajes e
vigas). O peso próprio do telhado foi dividido em carga distribuída para as paredes que não
apresentam pórtico e carga concentrada nos pórticos para as paredes que recebem o
mesmo. Já as ações características devido ao vento foram obtidas do dimensionamento do
Embrião 4 em solocimento (Di Gregório, 2018), dado que as condições para obtenção
dessas cargas de vento foram as mesmas.
Tabela 18 - Cargas do telhado e devido ao vento
Ações características de PP no telhado
Ações características devido ao
vento
Paredes
Comprimento de influência
do telhado (m)
PP distribuído do telhado
(kN/m)
PP concentrado do telhado
(kN)
Cargas concentradas verticais de vento nas
paredes (kN) - Pressão
Cargas concentradas verticais de vento nas
paredes (kN) - Sucção
P1 1,40 3,73
P2 8,28 3,84 -13,13
P3 1,40 3,73
P4 4,14 1,92 -6,56
P5 1,40 4,67
P6 8,28 3,84 -13,13
P9
P10
P11
P13
P14 9,06 10,33 -16,72
P15 2,00 4,22
P16 4,53 5,16 -8,36
P17 2,00 4,11
P18 5,63 8,92 -11,36
P19 2,00 5,00
P20 5,63 8,92 -11,36
65
Paredes
Comprimento de influência
do telhado (m)
PP distribuído do telhado
(kN/m)
PP concentrado do telhado
(kN)
Cargas concentradas verticais de vento nas
paredes (kN) - Pressão
Cargas concentradas verticais de vento nas
paredes (kN) - Sucção
P21 1,40 3,73
P23 1,40 4,51
P25 1,40 3,73
P27
P29 2,00 5,33
P31 2,00 6,44
P33 2,00 5,33
Com todas as ações verticais especificadas podemos montar a tabela com as
cargas totais e acumuladas nos pavimentos. Devemos levar em conta as duas ações do
vento sobre a estrutura no dimensionamento (pressão e sucção), logo, as Tabelas 19 e 20
apresentam separadamente as cargas totais e acumuladas para cada efeito, todas em
serviço.
Tabela 19 - Cargas permanentes e totais 2º Pav
Paredes
Carga total permanente
do pavimento (kN/m)
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento pressão
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento sucção
Carga total acumulada
(kN/m) - vento pressão
Carga total acumulada
(kN/m) - vento sucção
P1 21,63 21,63 21,63 21,63 21,63
P2 10,62 12,13 5,47 12,13 5,47
P3 21,28 21,28 21,28 21,28 21,28
P4 26,21 30,47 11,62 30,47 11,62
P5 21,47 21,47 21,47 21,47 21,47
P6 15,66 17,08 10,79 17,08 10,79
P9 8,09 8,09 8,09 8,09 8,09
P10 18,97 18,97 18,97 18,97 18,97
P11 7,64 7,64 7,64 7,64 7,64
66
Paredes
Carga total permanente
do pavimento (kN/m)
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento pressão
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento sucção
Carga total acumulada
(kN/m) - vento pressão
Carga total acumulada
(kN/m) - vento sucção
P13 6,62 6,62 6,62 6,62 6,62
P14 9,83 11,98 6,34 11,98 6,34
P15 13,84 13,84 13,84 13,84 13,84
P16 13,78 15,69 10,68 15,69 10,68
P17 12,59 12,59 12,59 12,59 12,59
P18 9,30 11,88 6,00 11,88 6,00
P19 13,09 13,09 13,09 13,09 13,09
P20 10,21 12,41 7,40 12,41 7,40
P21 19,53 19,53 19,53 19,53 19,53
P23 23,07 23,07 23,07 23,07 23,07
P25 19,53 19,53 19,53 19,53 19,53
P27 5,88 5,88 5,88 5,88 5,88
P29 16,81 16,81 16,81 16,81 16,81
P31 19,79 19,79 19,79 19,79 19,79
P33 16,81 16,81 16,81 16,81 16,81
Tabela 20 - Cargas permanentes e totais Pav. Térreo
Paredes
Carga total permanente acumulada
(kN/m)
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento pressão
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento sucção
Carga total acumulada
(kN/m) - vento pressão
Carga total acumulada
(kN/m) - vento sucção
P1 49,30 27,68 27,68 49,30 49,30
P2 35,57 24,95 24,95 37,07 30,42
P3 34,51 13,23 13,23 34,51 34,51
P4 82,99 56,78 56,78 87,26 68,41
P5 32,88 11,41 11,41 32,88 32,88
P6 24,08 8,42 8,42 25,50 19,21
P9 16,17 8,09 8,09 16,17 16,17
P10 34,01 15,04 15,04 34,01 34,01
P11 15,29 7,64 7,64 15,29 15,29
67
Paredes
Carga total permanente acumulada
(kN/m)
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento pressão
Carga total do pavimento
(kN/m) - vento sucção
Carga total acumulada
(kN/m) - vento pressão
Carga total acumulada
(kN/m) - vento sucção
P13 13,23 6,62 6,62 13,23 13,23
P14 22,58 12,76 12,76 24,73 19,10
P15 32,85 19,01 19,01 32,85 32,85
P16 22,10 8,32 8,32 24,01 19,01
P17 21,07 8,48 8,48 21,07 21,07
P18 21,09 11,79 11,79 23,67 17,79
P19 33,30 20,21 20,21 33,30 33,30
P20 16,09 5,88 5,88 18,29 13,28
P21 61,72 42,20 42,20 61,72 61,72
P23 60,93 37,86 37,86 60,93 60,93
P25 65,39 45,86 45,86 65,39 65,39
P27 19,37 13,49 13,49 19,37 19,37
P29 38,72 21,91 21,91 38,72 38,72
P31 33,14 13,35 13,35 33,14 33,14
P33 42,39 25,58 25,58 42,39 42,39
Definida a distribuição das cargas verticais sobre as alvenarias pode-se calcular as
tensões de compressão atuantes em cada alvenaria. A Tabela 21 apresenta as tensões
características e majoradas para cada tipo de vento. Para o vento de pressão utilizou-se
um coeficiente de majoração único de 1,4. Já para o vento de sucção foi necessária a
combinação de 1,4 para a carga de vento e 1,0 para a carga permanente que atua
desfavoravelmente.
68
Tabela 21 - Tensões de compressão atuantes na parede – 2º Pav.
Paredes
Tensão total na parede
característica (MPa) - vento
pressão
Tensão total na parede
característica (MPa) - vento
sucção
Tensão total na parede majorada
(MPa) - vento pressão
Tensão total na parede majorada
(MPa) - vento sucção
P1 0,17 0,17 0,23 0,17
P2 0,09 0,04 0,13 0,08
P3 0,16 0,16 0,23 0,16
P4 0,23 0,09 0,33 0,20
P5 0,17 0,17 0,23 0,17
P6 0,13 0,08 0,18 0,12
P9 0,06 0,06 0,09 0,06
P10 0,15 0,15 0,20 0,15
P11 0,06 0,06 0,08 0,06
P13 0,05 0,05 0,07 0,05
P14 0,09 0,05 0,13 0,08
P15 0,11 0,11 0,15 0,11
P16 0,12 0,08 0,17 0,11
P17 0,10 0,10 0,14 0,10
P18 0,09 0,05 0,13 0,07
P19 0,10 0,10 0,14 0,10
P20 0,10 0,06 0,13 0,08
P21 0,15 0,15 0,21 0,15
P23 0,18 0,18 0,25 0,18
P25 0,15 0,15 0,21 0,15
P27 0,05 0,05 0,06 0,05
P29 0,13 0,13 0,18 0,13
P31 0,15 0,15 0,21 0,15
P33 0,13 0,13 0,18 0,13
69
Tabela 22 - Tensões de compressão atuantes na parede – Pav. Térreo
Paredes
Tensão total na parede
característica (MPa) - vento
pressão
Tensão total na parede
característica (MPa) - vento
sucção
Tensão total na parede majorada
(MPa) - vento pressão
Tensão total na parede majorada
(MPa) - vento sucção
P1 0,38 0,38 0,53 0,38
P2 0,29 0,23 0,40 0,27
P3 0,27 0,27 0,37 0,27
P4 0,67 0,53 0,94 0,64
P5 0,25 0,25 0,35 0,25
P6 0,20 0,15 0,27 0,19
P9 0,12 0,12 0,17 0,12
P10 0,26 0,26 0,37 0,26
P11 0,12 0,12 0,16 0,12
P13 0,10 0,10 0,14 0,10
P14 0,19 0,15 0,27 0,17
P15 0,25 0,25 0,35 0,25
P16 0,18 0,15 0,26 0,17
P17 0,16 0,16 0,23 0,16
P18 0,18 0,14 0,25 0,16
P19 0,26 0,26 0,36 0,26
P20 0,14 0,10 0,20 0,12
P21 0,47 0,47 0,66 0,47
P23 0,47 0,47 0,66 0,47
P25 0,50 0,50 0,70 0,50
P27 0,15 0,15 0,21 0,15
P29 0,30 0,30 0,42 0,30
P31 0,25 0,25 0,36 0,25
P33 0,33 0,33 0,46 0,33
70
3.3.4.2 Verificação da Esbeltez
O índice de esbeltez é dado pela razão entre a altura efetiva e a espessura efetiva
do pilar, como mostra a expressão abaixo. Esse índice tem como objetivo avaliar a
vulnerabilidade do elemento estrutural ao efeito de flambagem.
𝜆 = ℎ𝑒 × 𝑡𝑒
De acordo com o item 9.4 da NBR 15961-1, a altura efetiva ℎ𝑒 deve ser considerada
igual a altura da parede se houver travamentos que restrinjam os deslocamentos
horizontais de suas extremidades ou o dobro da altura da parede caso uma das
extremidades for livre. No caso do nosso Embrião 4, consideramos a altura total como o
trecho até o nível logo abaixo das vigas sobre as lajes.
A espessura efetiva 𝑡𝑒 de uma parede sem enrijecedor será sua espessura t, sem
considerar os revestimentos. Em caso de enrijecedores, a espessura efetiva é calculada de
acordo com a expressão
𝑡𝑒 = 𝜕 × 𝑡
onde
𝑡𝑒 é 𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒
𝜕 é 𝑢𝑚 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑜𝑟𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚 𝑎 𝐹𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎 29 𝑒 𝑝𝑎𝑟â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑎 𝐹𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎 30
𝑡 é 𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒 𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑔𝑖ã𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑛𝑟𝑖𝑗𝑒𝑐𝑒𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
71
Figura 32 - Valores do coeficiente 𝝏 (Fonte: NBR 15961-1, 2011)
Figura 33 - Parâmetros para cálculo da espessura efetiva (Fonte: NBR 15961-1, 2011)
O item 10.1.2 da NBR 15961- fornece os valores máximos permitidos para a
esbeltez conforme a Figura 31. A Tabela 23 apresenta os resultados encontrados no cálculo
da esbeltez de cada elemento de alvenaria junto com a verificação.
Figura 34 - Valores máximos do índice de esbeltez de paredes e pilares (Fonte: NBR
15961-1, 2011)
72
Tabela 23 - Verificação do índice de esbeltez
Paredes Altura efetiva
(m) Coeficiente de enrijecimento
Espessura efetiva (m)
Esbeltez Verificação ESBELTEZ
P1 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P2 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P3 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P4 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P5 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P6 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P9 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P10 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P11 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P13 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P14 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P15 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P16 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P17 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P18 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P19 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P20 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P21 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P23 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P25 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P27 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P29 2,67 1,4 0,196 13,6 OK
P31 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
P33 2,67 1,0 0,140 19,1 OK
73
3.3.4.3 Dimensionamento à Compressão Simples
O dimensionamento à compressão simples é aquele que apresenta o maior grau de
simplicidade. Os elementos estruturais considerados nesse dimensionamento são as
alvenarias e pilares da edificação, independente deles serem armados ou não.
O item 11.2.1 da NBR 15961 especifica o esforço resistente de cálculo através da
seguinte equação:
𝑁𝑑 = 𝑓𝑑 × 𝐴 × 𝑅
𝑁𝑑 é 𝑎 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
𝑓𝑑 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎
𝐴 é 𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑅 = [1 − (𝜆
40)
3
] é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑣𝑖𝑑𝑜 à 𝑒𝑠𝑏𝑒𝑙𝑡𝑒𝑧 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒
Desenvolvendo a fórmula, temos:
𝑁𝑑 = 𝛼𝑔 ×𝑓𝑘
𝛾𝑚
× 𝐴 × 𝑅 = 𝛼𝑔 ×0,8 × 𝑓𝑝𝑘
𝛾𝑚
× 𝐴 × 𝑅 = 𝛼𝑔 ×0,8 × 0,7 × 𝑓𝑏𝑘
𝛾𝑚
× 𝐴 × 𝑅
𝑵𝒅 = 𝜶𝒈 × 𝟎, 𝟓𝟔 ×𝒇𝒃𝒌
𝜸𝒎
× 𝑨 × 𝑹
𝛼𝑔 é 𝑜 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑒𝑣𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑢𝑡𝑒
𝛾𝑚 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎çã𝑜 𝑑𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠
𝑓𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑓𝑝𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑖𝑠𝑚𝑎
𝑓𝑏𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜
74
Levando em consideração a busca pelo uso de materiais de baixo custo na
construção da edificação, optou-se pela escolha do bloco de concreto estrutural de menor
resistência, logo o mais barato, o bloco de 4,5Mpa.
As Tabelas 24 e 25 apresentam as resistências de cálculo junto com sua devida
verificação. Nessa análise foi realizada apenas a verificação para as cargas totais
considerando o vento de pressão, dado que é ele quem apresenta as maiores solicitações
na residência.
Tabela 24 - Verificação à compressão simples da alvenaria – 2º Pav.
Paredes
Coeficiente R de redução
devido à esbeltez
Resistência característica do bloco - fbk
(Mpa)
Nd,res (KN) Nd,pressão
(KN) VERIFICAÇÃO
P1 0,961 4,50 88,95 9,08 OK
P2 0,892 4,50 401,07 43,29 OK
P3 0,961 4,50 133,43 13,40 OK
P4 0,892 4,50 123,86 19,20 OK
P5 0,892 4,50 82,57 9,02 OK
P6 0,892 4,50 424,66 64,55 OK
P9 0,961 4,50 88,95 3,40 OK
P10 0,892 4,50 424,66 71,71 OK
P11 0,961 4,50 127,07 8,03 OK
P13 0,892 4,50 141,55 8,33 OK
P14 0,892 4,50 754,95 80,49 OK
P15 0,961 4,50 76,24 8,72 OK
P16 0,892 4,50 424,66 59,31 OK
P17 0,892 4,50 141,55 15,87 OK
P18 0,892 4,50 542,62 57,38 OK
P19 0,961 4,50 88,95 5,50 OK
P20 0,892 4,50 636,99 70,37 OK
P21 0,961 4,50 88,95 8,20 OK
P23 0,892 4,50 70,78 14,53 OK
P25 0,892 4,50 82,57 8,20 OK
P27 0,892 4,50 471,84 24,70 OK
75
Paredes
Coeficiente R de redução
devido à esbeltez
Resistência característica do bloco - fbk
(Mpa)
Nd,res (KN) Nd,pressão
(KN) VERIFICAÇÃO
P29 0,961 4,50 50,83 7,06 OK
P31 0,892 4,50 70,78 12,47 OK
P33 0,892 4,50 82,57 7,06 OK
Tabela 25 - Verificação à compressão da alvenaria – Pav. Térreo
Paredes
Coeficiente R de redução
devido à esbeltez
Resistência característica do bloco - fbk
(Mpa)
Nd,res (KN) Nd,pressão
(KN) VERIFICAÇÃO
P1 0,961 4,50 88,95 20,71 OK
P2 0,892 4,50 401,07 132,36 OK
P3 0,961 4,50 133,43 21,74 OK
P4 0,892 4,50 123,86 54,97 OK
P5 0,892 4,50 82,57 13,81 OK
P6 0,892 4,50 424,66 96,38 OK
P9 0,961 4,50 88,95 6,79 OK
P10 0,892 4,50 424,66 128,55 OK
P11 0,961 4,50 127,07 16,05 OK
P13 0,892 4,50 141,55 16,67 OK
P14 0,892 4,50 754,95 166,21 OK
P15 0,961 4,50 76,24 20,69 OK
P16 0,892 4,50 424,66 90,77 OK
P17 0,892 4,50 141,55 26,55 OK
P18 0,892 4,50 542,62 114,34 OK
P19 0,961 4,50 88,95 13,98 OK
P20 0,892 4,50 636,99 103,71 OK
P21 0,961 4,50 88,95 25,92 OK
P23 0,892 4,50 70,78 38,38 OK
P25 0,892 4,50 82,57 27,46 OK
76
Paredes
Coeficiente R de redução
devido à esbeltez
Resistência característica do bloco - fbk
(Mpa)
Nd,res (KN) Nd,pressão
(KN) VERIFICAÇÃO
P27 0,892 4,50 471,84 81,34 OK
P29 0,961 4,50 88,95 16,26 OK
P31 0,892 4,50 70,78 20,88 OK
P33 0,892 4,50 82,57 17,80 OK
3.3.4.4 Dimensionamento à Flexão Simples
Nesse item faremos a verificação da flexão pura dos elementos estruturais da
edificação. Nos itens 3.3.2 e 3.3.3 já foram realizadas as devidas verificações da flexão
para as lajes, vigas e vergas. Essa parte do trabalho será destinada exclusivamente à
verificação da flexão atuando nas paredes estruturais.
Segundo a NBR 15961-1, a obtenção da resistência 𝑓𝑘 está diretamente ligada com
a percentagem de preenchimento com graute. Quando a compressão ocorrer na direção
paralela as juntas de assentamento, a resistência característica na flexão pode ser adotada
como igual a resistência à compressão se a região comprimida estiver totalmente
grauteada, ou 50% da resistência à compressão caso a região comprimida não esteja
totalmente grauteada.
𝑀𝑑 = 𝑓𝑑 × 𝑊 × 𝐾
𝑀𝑑 é 𝑜 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
𝑓𝑑 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑊 =𝑏 × ℎ²
6 é 𝑜 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑑𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒
𝐾 = 1,5 é 𝑜 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑛𝑎 𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜.
77
Desenvolvendo a fórmula, temos:
𝑀𝑑 = 𝛼𝑔 ×𝑓𝑘
𝛾𝑚× 𝑊 × 𝐾 = 𝛼𝑔 ×
0,8 × 𝑓𝑝𝑘
𝛾𝑚× 𝑊 × 𝐾 = 𝛼𝑔 ×
0,8 × 0,7 × 𝑓𝑏𝑘
𝛾𝑚× 𝑊 × 𝐾
𝑴𝒅 = 𝜶𝒈 × 𝟎, 𝟓𝟔 ×𝒇𝒃𝒌
𝜸𝒎
× 𝑾 × 𝑲
𝛼𝑔 é 𝑜 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑒𝑣𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑢𝑡𝑒
𝛾𝑚 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎çã𝑜 𝑑𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠
𝑓𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑓𝑝𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑖𝑠𝑚𝑎
𝑓𝑏𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜
Tabela 26 - Verificação à flexão da alvenaria - 2º Pav.
Paredes Wx (m³) Md,res (KNm/m) Mdx (KNm) VERIFICAÇÃO
P1 0,00640 14,118 2,077 OK
P2 0,00327 3,602 0,750 OK
P3 0,00640 14,118 1,385 OK
P4 0,00327 7,203 1,701 OK
P5 0,00327 7,203 2,077 OK
P6 0,00327 3,602 0,709 OK
P9 0,00640 14,118 0,000 OK
P10 0,00327 3,602 0,000 OK
P11 0,00640 7,059 0,000 OK
P13 0,00327 3,602 0,000 OK
P14 0,00327 3,602 1,169 OK
P15 0,00640 7,059 1,791 OK
78
Paredes
Wx (m³) Md,res (KNm/m) Mdx (KNm/m) VERIFICAÇÃO
P16 0,00327 3,602 1,039 OK
P17 0,00327 3,602 1,045 OK
P18 0,00327 3,602 1,220 OK
P19 0,00640 14,118 0,896 OK
P20 0,00327 3,602 1,039 OK
P21 0,00640 14,118 2,077 OK
P23 0,00327 3,602 1,385 OK
P25 0,00327 7,203 2,077 OK
P27 0,00327 3,602 0,000 OK
P29 0,00640 14,118 1,343 OK
P31 0,00327 3,602 0,896 OK
P33 0,00327 7,203 1,343 OK
Tabela 27 - Verificação à flexão da alvenaria – Pav. Térreo
Paredes
Wx (m³) Md,res (KNm/m) Mdx (KNm/m) VERIFICAÇÃO
P1 0,00640 14,118 1,612 OK
P2 0,00327 3,602 1,876 OK
P3 0,00640 14,118 1,075 OK
P4 0,00327 7,203 4,252 OK
P5 0,00327 7,203 1,612 OK
P6 0,00327 3,602 1,772 OK
P9 0,00640 14,118 0,000 OK
P10 0,00327 3,602 0,000 OK
79
Paredes
Wx (m³) Md,res (KNm/m) Mdx (KNm/m) VERIFICAÇÃO
P11 0,00640 7,059 0,000 OK
P13 0,00327 3,602 0,000 OK
P14 0,00327 3,602 2,073 OK
P15 0,00640 7,059 1,791 OK
P16 0,00327 3,602 1,842 OK
P17 0,00327 3,602 1,045 OK
P18 0,00327 3,602 2,163 OK
P19 0,00640 14,118 0,896 OK
P20 0,00327 3,602 1,842 OK
P21 0,00640 14,118 1,612 OK
P23 0,00327 3,602 1,075 OK
P25 0,00327 7,203 1,612 OK
P27 0,00327 3,602 0,000 OK
P29 0,00640 14,118 1,343 OK
P31 0,00327 3,602 0,896 OK
P33 0,00327 7,203 1,343 OK
3.3.4.5 Dimensionamento à Flexo-Compressão
Nesse item faremos a verificação da flexão composta dos elementos estruturais da
edificação. Trata-se da interação entre os carregamentos axiais e momentos fletores que
atuam sobre a alvenaria.
De acordo com o item 11.5.1 da NBR 15961, todo elemento a ser dimensionado na
flexocompressão deve primeiro ter resistência suficiente para suportar as cargas de
compressão simples. Como vimos no item 3.3.4.3 do presente trabalho, todas nossas
alvenarias possuem resistência suficiente para resistir à tais esforços.
80
Visando uma maior economia para o projeto, faremos uma primeira verificação sem
considerar as armaduras na alvenaria. Caso seja necessário a adoção de armaduras,
faremos o dimensionamento posteriormente.
Ainda segundo a norma, as tensões normais na seção são obtidas através da soma
das tensões normais lineares devidas ao momento fletor com as tensões normais uniformes
devidos as forças de compressão. A soma dessas tensões deve satisfazer a seguinte
equação:
𝑁𝑑
𝐴 × 𝑅+
𝑀𝑑
𝑊 × 𝐾< 𝑓𝑑
𝑁𝑑 é 𝑎 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
𝐴 é 𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑅 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑣𝑖𝑑𝑜 à 𝑒𝑠𝑏𝑒𝑙𝑡𝑒𝑧 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒
𝑀𝑑 é 𝑜 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
𝑊 é 𝑜 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑑𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒
𝐾 é 𝑜 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑛𝑎 𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜.
𝑓𝑑 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 à 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎
81
Tabela 28 - Verificação da flexo-compressão - 2ºPav
Paredes
Momento de
primeira ordem de cálculo devido ao
vento (KNm/m)
Tensão normal
de compressão de cálculo
(Mpa)
Resistência a compressão de cálculo da alvenaria - fd
(Mpa)
VERIFICAÇÃO
P1 2,077 0,44 2,21 OK
P2 0,750 0,21 1,26 OK
P3 1,385 0,37 2,21 OK
P4 1,701 0,48 2,21 OK
P5 2,077 0,66 2,21 OK
P6 0,709 0,27 1,26 OK
P9 0,000 0,08 2,21 OK
P10 0,000 0,21 1,26 OK
P11 0,000 0,08 1,26 OK
P13 0,000 0,07 1,26 OK
P14 1,169 0,31 1,26 OK
P15 1,791 0,33 1,26 OK
P16 1,039 0,33 1,26 OK
P17 1,045 0,35 1,26 OK
P18 1,220 0,32 1,26 OK
P19 0,896 0,23 2,21 OK
P20 1,039 0,30 1,26 OK
P21 2,077 0,42 2,21 OK
P23 1,385 0,54 2,21 OK
P25 2,077 0,64 2,21 OK
P27 0,000 0,07 1,26 OK
P29 1,343 0,31 2,21 OK
P31 0,896 0,40 1,26 OK
P33 1,343 0,46 2,21 OK
82
Tabela 29 - Verificação da flexo-compressão – Pav. Térreo
Paredes
Momento de
primeira ordem de
cálculo (KNm/m)
Tensão normal
de compressão -
Vento de pressão (Mpa)
Resistência a compressão de cálculo da alvenaria - fd
(Mpa)
VERIFICAÇÃO
P1 1,612 0,68 2,21 OK
P2 1,876 0,72 1,26 OK
P3 1,075 0,47 2,21 OK
P4 4,252 1,63 2,21 OK
P5 1,612 0,70 2,21 OK
P6 1,772 0,58 1,26 OK
P9 0,000 0,17 2,21 OK
P10 0,000 0,38 1,26 OK
P11 0,000 0,16 1,26 OK
P13 0,000 0,15 1,26 OK
P14 2,073 0,64 1,26 OK
P15 1,791 0,53 1,26 OK
P16 1,842 0,59 1,26 OK
P17 1,045 0,45 1,26 OK
P18 2,163 0,64 1,26 OK
P19 0,896 0,44 2,21 OK
P20 1,842 0,52 1,26 OK
P21 1,612 0,81 2,21 OK
P23 1,075 0,90 2,21 OK
P25 1,612 1,06 2,21 OK
P27 0,000 0,22 1,26 OK
P29 1,343 0,54 2,21 OK
P31 0,896 0,55 1,26 OK
P33 1,343 0,75 2,21 OK
83
3.3.4.6 Dimensionamento ao Cisalhamento
Nesse item faremos a verificação do cisalhamento das paredes estruturais da
edificação. As forças cisalhantes são quase que inteiramente resistidas pela argamassa de
assentamento dos blocos, logo sua resistência é dada em função da argamassa utilizada
no assentamento. O item 6.2.5.5 da NBR 15961 apresenta os valores característicos da
resistência, como mostra a Figura
Figura 35 - Valores de resistência ao cisalhamento característica em juntas
horizontais de parede (Fonte: NBR 15961, 2011)
Devido a ideologia de economia e utilização de materiais de baixo custo do Projeto
SHS, assim como o bloco de concreto, optou-se pela utilização da argamassa de menor
resistência. Por outro lado, também não seria recomendável o uso de uma argamassa com
resistência mais elevada que o bloco, pois poderíamos ter um efeito onde as cargas de
compressão fossem resistidas pela argamassa, o que não é interessante para a estrutura.
Para verificação do cisalhamento da estrutura, a norma afirma que a tensão de
cisalhamento de cálculo 𝜏𝑣𝑑 não pode superar a resistência de cálculo obtida a partir dos
valores característicos da resistência ao cisalhamento, 𝑓𝑣𝑘.
𝜏𝑣𝑑 =𝑉𝑑
𝑏ℎ<
𝑓𝑣𝑘
𝛾𝑚
𝜏𝑣𝑑 é 𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑠𝑎𝑙ℎ𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
𝑉𝑑 é 𝑎 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑠𝑎𝑙ℎ𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑛𝑎 𝑠𝑒çã𝑜
𝑓𝑣𝑘 é 𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑎𝑜 𝑐𝑖𝑠𝑎𝑙ℎ𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
84
Tabela 30 - Verificação do cisalhamento – 2º Pav
Paredes Tensão atuante de cisalhamento de
projeto - 𝝉𝒗𝒅 (Mpa)
Tensão de cisalhamento
resistente – f,vd (Mpa)
VERIF
P1 0,039 0,087 OK
P2 0,007 0,068 OK
P3 0,026 0,087 OK
P4 0,000 0,095 OK
P5 0,039 0,087 OK
P6 0,013 0,077 OK
P9 0,000 0,064 OK
P10 0,002 0,083 OK
P11 0,003 0,063 OK
P13 0,010 0,061 OK
P14 0,005 0,067 OK
P15 0,034 0,074 OK
P16 0,002 0,074 OK
P17 0,020 0,072 OK
P18 0,003 0,066 OK
P19 0,017 0,073 OK
P20 0,004 0,068 OK
P21 0,039 0,084 OK
P23 0,026 0,090 OK
0,000 OK
P25 0,039 0,084 OK
P27 0,004 0,060 OK
P29 0,026 0,079 OK
0,000 OK
P31 0,017 0,084 OK
P33 0,026 0,079 OK
85
Tabela 31 - Verificação do cisalhamento – Pav. Térreo
Paredes Tensão atuante de cisalhamento de
projeto - 𝝉𝒗𝒅 (Mpa)
Tensão de cisalhamento
resistente – f,vd (Mpa)
VERIF
P1 0,039 0,135 OK
P2 0,015 0,112 OK
P3 0,047 0,110 OK
P4 0,005 0,194 OK
P5 0,031 0,107 OK
P6 0,029 0,092 OK
P9 0,000 0,078 OK
P10 0,005 0,109 OK
P11 0,014 0,076 OK
P13 0,024 0,073 OK
P14 0,011 0,089 OK
P15 0,074 0,107 OK
P16 0,004 0,088 OK
P17 0,020 0,086 OK
P18 0,005 0,087 OK
P19 0,018 0,108 OK
P20 0,004 0,078 OK
P21 0,039 0,157 OK
P23 0,026 0,155 OK
OK
P25 0,039 0,163 OK
P27 0,004 0,084 OK
P29 0,027 0,117 OK
OK
P31 0,018 0,107 OK
P33 0,027 0,123 OK
86
4. Detalhes de Execução e Orçamentação
Este capítulo foi dedicado à apresentação dos diversos detalhes construtivos do
Embrião 4, além de um cálculo do custo de construção dessa residência e eventual
comparação entre os custos da tecnologia de blocos de concreto e solocimento.
Vale ressaltar que parte dos detalhes aqui apresentados já são padronizados em
uma edificação de alvenaria estrutural, entretanto alguns deles foram sugestão do autor
desse trabalho e de seu orientador, não tendo assim uma comprovação numérica da
eficiência dessas adaptações sugeridas.
4.1. Detalhamento Construtivo
4.1.1 Assentamento dos blocos
A etapa de assentamento dos blocos, apesar de parecer fácil e simples, deve ser
executada com total atenção pela equipe que irá realizar esse trabalho. O principal ponto é
seguir o projeto de coordenação modular das fiadas, para que os desperdícios sejam
evitados e o comportamento estrutural das alvenarias não sofra nenhuma alteração que
não estava prevista durante o dimensionamento estrutural das mesmas.
Recomenda-se uma primeira colocação dos blocos à seco, ou seja, sem aplicação
da argamassa de assentamento, para verificar a modulação. Feita essa verificação, e
confirmada a eficiência da modulação, pode-se iniciar o assentamento dos blocos sobre a
argamassa.
87
Figura 36 - Posicionamento das linhas de referência para os blocos (Fonte: Tauil,
2010)
Figura 37 - Assentamento dos primeiros blocos (Fonte: Tauil, 2010)
Iniciado o processo de assentamento das primeiras fiadas, uma constante
verificação do prumo (verticalidade) e do alinhamento (horizontal) deve ser feita. Após o
assentamento de algumas fiadas, deve se realizar o enchimento com graute nos furos que
receberão armadura. De acordo com a NBR 14931, que tem como objetivo estabelecer os
requisitos para execução de estruturas de concreto, esse lançamento de concreto deve ser
realizado em uma altura que evite a segregação de componentes, sendo essa altura abaixo
de 2 metros.
88
Figura 38 - Colocação de graute nos furos de alvenaria armada (Fonte: Tauil, 2010)
4.1.2 Laje da caixa d’água
Foi necessário se pensar em uma solução para a modulação vertical acima da laje
onde a caixa d’água ficará posicionada. Isso se fez necessário devido ao posicionamento
dessa laje de 12cm de altura, que não engloba todo o perímetro do embrião. Como
apresentado no item 3.3.2, essa laje encontra-se apenas acima da cozinha e do banheiro,
trazendo um “desnivelamento” de 8cm da modulação vertical, como mostra a Figura 40.
89
Figura 39 - Detalhe do desalinhamento de nível devido a laje (Fonte: Elaborada pelo
autor)
Na residência de solocimento esse problema poderia facilmente ser resolvido, pois
as prensas utilizadas para fabricação dos tijolos fornecem uma maior liberdade de
adaptação das dimensões desses tijolos. Já as vibroprensas utilizadas para fabricação de
blocos de concretos possuem moldes padronizados, onde uma adaptação desses blocos
para dimensões fora desse padrão, é bastante inviável.
Dessa forma, foi necessário pensar em uma solução para corrigir esse
desalinhamento vertical. A conclusão em que chegamos foi que seria necessário recorrer
ao corte desses blocos de concreto, utilizando-se do equipamento adequado. A Figura 40
apresenta uma esquematização do posicionamento desses blocos ao longo da laje.
90
Figura 40 – Alinhamento da modulação vertical com blocos cortados (Fonte:
Elaborada pelo autor)
Outra opção para o nivelamento entre os blocos seria a colocação de um lastro de
concreto magro sobre a parede com o auxílio de formas, com uma altura que retome o
alinhamento das fiadas
Figura 41 – Alinhamento da modulação vertical com lastro de concreto
91
4.1.3 Execução do Telhado
Nessa etapa construtiva do Embrião 4, decidiu-se por manter o mesmo sistema de
construção adotado nas residências de solocimento. Trata-se do sistema de pórtico que
enrijece o embrião, onde as terças se apoiam sobre as colunas grauteadas e armadas,
formando assim o pórtico padrão adotado nos cálculos da estrutura. A Figura 42 e a Figura
42, apresentam uma representação do pórtico padrão e a mão francesa adotada para
enrijecimento desse pórtico, respectivamente.
Figura 42 - Pórtico Padrão (Fonte: Gonçalves, 2018)
Figura 43 - Mão francesa do telhado (Gonçalves, 2018)
92
Deve-se atentar que ambas imagens acima são meramente ilustrativas, utilizadas
apenas para demonstrar o sistema de pórtico e o detalhe da ligação com mão francesa. A
casa adaptada para blocos de concreto não possui enrijecedores, como os apresentados
nas figuras acima.
4.2 Orçamento
Uma das premissas mais importantes do Projeto SHS é o barateamento das
residências em alvenaria estrutural através da utilização de materiais de baixo custo e
construção em regime de mutirão.
Essa parte do trabalho está destinada a fazer uma comparação entre os custos da
residência de solo-cimento com o custo da residência de blocos de concreto. Nessa análise
iremos explorar também as diversas opções de custo para o embrião de bloco de concreto,
indo do menor módulo, apenas com os serviços mais essenciais, até o Embrião 4.
O SINAPI (Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices na Construção Civil)
é utilizado como referência para preços de insumos e custos dos diversos serviços de
engenharia presentes em uma obra. Tendo como base o SINAPI, e a própria produção dos
tijolos de solo-cimento, Dos Santos (2018) pode montar uma planilha orçamentária do
Embrião 2 em solo-cimento. A Tabela 32 apresenta os custos encontrados para a produção
do embrião de apenas um pavimento.
93
Tabela 32 - Orçamento do Embrião 2 de solo-cimento
DESCRIÇÃO CUSTO MÃO
DE OBRA CUSTO TOTAL
CUSTO MUTIRÃO
ECONOMIA MUTIRÃO
GRUPO DE TRABALHO 1 - FUNDAÇÕES
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 1 - FUNDAÇÕES R$ 5.154,72 R$ 11.314,13 R$ 6.159,42 45,56%
GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA R$ 11.136,12 R$ 18.919,67 R$ 7.783,55 58,86%
GRUPO DE TRABALHO 3 - TELHADO
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 3 - TELHADO R$ 3.567,35 R$ 13.119,06 R$ 9.551,72 27,19%
GRUPO DE TRABALHO 4 - INSTALAÇÕES
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 4 - INSTALAÇÕES R$ 6.110,09 R$ 16.838,26 R$ 10.728,16 36,29%
GRUPO DE TRABALHO 5 - ACABAMENTOS
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 5 - ACABAMENTOS R$ 3.833,73 R$ 14.807,19 R$ 11.807,91 20,26%
TOTAL R$ 74.998,31 R$ 45.196,30 39,74%
Podemos observar que esse orçamento traz consigo uma comparação do preço de
construção utilizando mão de obra contratada com o regime de mutirão. Caso o mutirão
seja implantado na construção da residência de solo-cimento, pode-se chegar em uma de
economia de até 40% no custo total de um embrião. Vale salientar que essa economia é
apenas entre a residência em alvenaria estrutural com blocos de solo-cimento construído
com mão de obra contratada e o sistema de mutirão. Se houvesse uma comparação entre
o método de construção convencional com mão de obra contratado com a residência de
solo-cimento em sistema de mutirão, a economia total chegaria a valores muito mais
expressivos.
Para o orçamento da residência em blocos de concreto seguimos as mesmas
diretrizes da residência de solo-cimento. Com o auxílio dos índices do SINAPI, iniciamos o
cálculo do orçamento.
94
A fundação da casa foi considerada a mesma do solocimento. Apesar das cargas
que atuam sobre a fundação serem diferentes, esse trabalho não abordou o
dimensionamento das fundações. Tal dimensionamento está sendo estudado por outros
voluntários do projeto, então, para efeito de comparação, adotaremos a fundação como
sendo a mesma.
A alvenaria, obviamente, foi o item com maiores alterações em sua composição de
custos. Primeiramente foi necessário estimar o custo unitário material do metro quadrado
do bloco de concreto. Removendo-se os impostos, custos de produção e a taxa de lucro
dos fornecedores, estimamos um valor de R$8,50 por metro quadro de bloco de concreto
da família 29. A Tabela 33 apresenta um desmembramento dos custos da alvenaria,
incluindo uma coluna apresentando o custo total com mão de obra e outra com o custo do
mutirão.
95
Tabela 33 – Composição de custos da alvenaria
GRUPO DE TRABALHO - ALVENARIA UND QTDE
CUSTO
UNITÁRIO
MÃO DE OBRA
CUSTO
UNITÁRIO
MATERIAL
CUSTO
UNITÁRIO
EQUIPAMENTO
CUSTO
UNITÁRIO
TOTAL
CUSTO
TOTAL
CUSTO
MUTIRÃO
IMPERMEABILIZAÇÃO NA BASE DAS PAREDES
IMPERMEABILIZAÇÃO DE PAREDES COM ARGAMASSA DE CIMENTO E AREIA, COM ADITIVO IMPERMEABILIZANTE, E = 2CM.
M2 0,16 R$ 20,55 R$
16,06 R$ 0,07
R$ 36,68
R$ 5,87
R$ 2,58
ALVENARIA
BLOCO CONCRETO 29 X 14 X 19 CM - FABRICAÇÃO E MONTAGEM UN 116,00 R$ 18,54 R$
8,50 R$ 2,55
R$ 29,59
R$ 3.432,44
R$ 1.281,80
ALVENARIA DE BLOCOS DE CONCRETO ESTRUTURAL 14X19X29 CM, (ESPESSURA 14 CM)
M2 116,00 R$ 18,54 R$
43,91 R$ 0,05
R$ 62,50
R$ 7.250,00
R$ 5.099,36
BLOCO CONCRETO 29 X 14 X 19 CM - FORNECIMENTO E MONTAGEM
UN 116,00 R$ 18,54 R$
31,45
R$ 49,99
R$ 5.798,84
R$ 3.648,20
ARMADURA ALVENARIA
ARMAÇÃO DE PILAR OU VIGA DE UMA ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO AÇO CA-50 DE 6,3 MM
KG 57,75 R$ 4,81 R$
6,66 -
R$ 11,47
R$ 662,39
R$ 384,62
GRAUTEAMENTO
GRAUTEAMENTO VERTICAL EM ALVENARIA ESTRUTURAL. M3 2,94 R$ 299,74 R$
412,42 R$ 2,23
R$ 714,39
R$ 2.100,31
R$ 1.219,07
GRAUTEAMENTO DE CINTA SUPERIOR OU DE VERGA EM ALVENARIA ESTRUTURAL. AF_01/2015
M3 1,30 R$ 273,65 R$
402,44 R$ 2,10
R$ 678,19
R$ 881,99
R$ 526,10
LAJE
LAJE PRE-MOLD BETA 12. M2 11,25 R$ 26,52 R$
60,27 R$ 0,13
R$ 86,92
R$ 977,85
R$ 679,50
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA
R$ 8.060,84
R$ 4.093,67
96
Como mencionado no item 4.1.3, a estrutura do telhado foi mantida. Logo, com as
dimensões da residência sem sofrer grandes alterações, o custo de execução do telhado da
residência de bloco de concreto manteve-se igual ao da residência de solocimento. Outra etapa
que manteve seus custos iguais foram as instalações elétricas, hidráulicas e telefônicas, visto
que não foi identificada nenhuma alteração que se fizesse necessária nesses projetos.
Para os acabamentos, apenas alguns itens foram alterados. Louças, metais, esquadrias,
rodapés, azulejos e pisos cerâmicos mantiveram o mesmo custo em da casa de solocimento. A
diferença se deu na pintura das paredes externas.
O projeto de solocimento adotou uma aplicação de pintura hidrofugante com silicone nas
paredes internas e externas, que possui a função impermeabilizar e proteger essas superfícies
contra a umidade. Nas paredes internas foi aplicada também uma camada de pintura com verniz
poliuretano.
Para o embrião de blocos de concreto a pintura das paredes externas será feita com uma
camada de selador acrílico e pintura com tinta texturizada acrílica. Nas paredes internas a pintura
será dada com um fundo de selador látex PVA e duas demãos de tinta látex PVA. A Tabela 32
apresenta a composição de custos da pintura aplicada nas paredes internas e externas.
Tabela 34 - Composição de custos de pintura
RESINAS UND QTDE
CUSTO
UNITÁRIO
MÃO DE
OBRA
CUSTO
UNITÁRIO
MATERIAL
CUSTO
UNITÁRIO
TOTAL
CUSTO MÃO DE
OBRA
CUSTO
TOTAL
CUSTO
MUTIRÃO
SELADOR ACRÍLICO EM PAREDES EXTERNAS
M2 116,00 R$
1,30 R$
1,62 R$
2,92 R$
150,80 R$
338,72 R$
187,92
PINTURA COM TINTA TEXTURIZADA ACRÍLICA EM PAREDES EXTERNAS
M2 116,00 R$
4,14 R$
11,78 R$
15,92 R$
480,24 R$
1.846,72 R$
1.366,48
FUNDO SELADOR LÁTEX PVA EM PAREDES, UMA DEMÃO
M2 116,00 R$
0,67 R$
2,54 R$
3,21 R$
77,72 R$
372,36 R$
294,64
PINTURA COM TINTA LÁTEX PVA EM PAREDES, DUAS DEMÃOS.
M2 116,00 R$
3,29 R$
6,12 R$
9,41 R$
381,64 R$
1.091,56 R$
709,92
TOTAL R$3.649,36 R$ 2.558,96
97
Com todos os custos destrinchados, pode-se chegar ao valor total da casa, como
apresentado na Tabela 35.
Tabela 35 - Orçamento do Embrião 2 de blocos de concreto
DESCRIÇÃO CUSTO MÃO DE
OBRA CUSTO TOTAL
CUSTO MUTIRÃO
ECONOMIA MUTIRÃO
GRUPO DE TRABALHO 1 - FUNDAÇÕES
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 1 - FUNDAÇÕES
R$ 5.319,05 R$ 11.710,36 R$ 6.391,31 45,42%
GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA
R$ 3.967,17 R$ 8.060,84 R$ 4.093,67 49,22%
GRUPO DE TRABALHO 3 - TELHADO
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 3 - TELHADO
R$ 3.567,35 R$ 13.119,06 R$ 9.551,72 27,19%
GRUPO DE TRABALHO 4 - INSTALAÇÕES
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 4 - INSTALAÇÕES
R$ 6.110,09 R$ 16.838,26 R$ 10.728,16 36,29%
GRUPO DE TRABALHO 5 - ACABAMENTOS
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 5 - ACABAMENTOS
R$ 3.833,73 R$ 18.456,55 R$ 13.532,42 26,68%
TOTAL R$ 68.185,07 R$ 44.297,27 35,03%
Esse orçamento foi feito com o objetivo de ser comparado com a Tabela 32, logo os
mesmos serviços utilizados lá, foram mantidos aqui também. Entretanto podemos explorar um
orçamento mais básico, onde apenas os serviços mais essenciais são utilizados. A Tabela 36
traz aquilo que seria o menor valor possível para que uma residência no modelo do Embrião 2
possa ser construído. Nela foram retiradas serviços como pintura interna e externa e colocação
de piso em salas e quartos. Acredita-se que a falta desses serviços não afete a possibilidade de
oferecer uma moradia digna para uma população que já sofreu tanto.
98
Tabela 36 - Orçamento do Embrião 2 de blocos de concreto, apenas serviços básicos
DESCRIÇÃO CUSTO MÃO
DE OBRA CUSTO TOTAL
CUSTO MUTIRÃO
ECONOMIA
MUTIRÃO
GRUPO DE TRABALHO 1 - FUNDAÇÕES
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 1 - FUNDAÇÕES
R$ 5.319,05
R$ 11.710,36 R$ 6.391,31 45,42%
GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 2 - ALVENARIA R$
3.967,17 R$ 8.060,84 R$ 4.093,67 49,22%
GRUPO DE TRABALHO 3 - TELHADO
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 3 - TELHADO R$
3.567,35 R$ 13.119,06 R$ 9.551,72 27,19%
GRUPO DE TRABALHO 4 - INSTALAÇÕES
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 4 - INSTALAÇÕES
R$ 6.110,09
R$ 16.838,26 R$ 10.728,16 36,29%
GRUPO DE TRABALHO 5 - ACABAMENTOS
SUBTOTAL GRUPO DE TRABALHO 5 - ACABAMENTOS
R$ 2.611,77
R$ 10.405,72 R$ 7.793,95 25,10%
TOTAL R$ 60.134,25 R$ 38.558,81 35,88%
99
5. Considerações Finais
O presente trabalho teve como objetivo a adaptação de todo o projeto de uma residência
de dois pavimentos com blocos de solo-cimento em alvenaria estrutural para o uso de blocos de
concreto, onde foram abordados os aspectos estruturais, construtivos e orçamentários da
residência.
A adaptação se inicia com a modulação horizontal utilizando-se agora os blocos de
concreto. O objetivo dessa etapa era conservar ao máximo as dimensões pré-existentes da casa,
incluindo as aberturas de esquadria. Apesar da diferença entra as dimensões dos blocos de
concreto e solo-cimento, o resultado da nova modulação foi bastante satisfatório, com diferença
de apenas alguns centímetros entre os embriões.
Os cálculos estruturais, feitos de acordo com as especificações da NBR 15961-1,
trouxeram uma avaliação da resistência das alvenarias frente aos diversos tipos de
carregamentos. Para avaliação de toda carga atuante, foi feito o dimensionamento dos outros
elementos estruturais além da alvenaria, que seriam as lajes e vigas. Calculadas de acordo com
a NBR 6118, pode-se lançar a influência desses elementos na planilha de cálculo.
Foram avaliadas as resistências à compressão, flexão, flexocompressão e cisalhamento.
Diferente do bloco de solo-cimento, onde as solicitações muitas vezes encontravam-se no limite
das resistências, a utilização do bloco de concreto trouxe uma maior margem para essas
solicitações, dado que o bloco de concreto possui uma resistência 2,25 vezes maior que o bloco
de solo-cimento. Para o segundo pavimento, onde temos as menores cargas, não houve nenhum
problema em relação aos diversos tipos de carregamento. No primeiro pavimento onde temos o
acumulo das cargas do primeiro e segundo pavimento, as solicitações à compressão, flexão pura
e cisalhamento tiveram valores razoáveis. Já a flexocompressão, que trata da combinação da
compressão com a flexão que atua na parede, chegou a ter valores mais próximos do limite de
resistência.
Pode-se concluir então que, do ponto de vista estrutural, a utilização do bloco de concreto
é muito mais vantajosa, visto que, não se fez necessária a cinta intermediária e o grauteamento
de colunas a cada meio metro de alvenaria, apenas o grauteamento total de pequenas paredes
e os pilares dos pórticos.
100
Após a revisão da norma atualizada de blocos de concretos vazados, a NBR 6136: 2016,
constatamos que a resistência mínima à compressão permitida para blocos de concreto com
função estrutural foi reduzida para o valor de 3,0Mpa. Inserimos esse bloco e em nosso planilha
de cálculo das alvenarias e constatou-se que uma das paredes não possui resistência suficiente
para resistir aos esforços de flexo-compressão sem a consideração de armadura.
No capítulo que trata dos métodos executivos necessários para a construção de uma
residência em alvenaria estrutural, fez-se uma revisão das técnicas já existentes e bem
apresentadas nas literaturas de alvenaria estrutural e construção civil. Ilustrou-se também o
modelo de pórtico adotado para o cálculo da estrutura e o detalhe da mão francesa, estipulada
por Di Gregório e Gonçalves no trabalho que estudou a influência das cargas de vento forte sobre
os embriões do Projeto SHS. Além disso foi discutida uma solução para o desaprumo vertical
devido à laje que sustenta as caixas d’água. A conclusão que se chegou foi que seria necessário
um alinhamento de nível através de uma compensação dessa altura com blocos cortados ou um
lastro de concreto estrutural sobre as alvenarias.
Ainda no mesmo capítulo, fez-se uma comparação entre os orçamentos da residência de
solo-cimento com a residência de blocos de concreto. Utilizando-se da planilha de custos
desenvolvida por Santos (2018), para seu trabalho de conclusão de curso ainda em andamento,
e também dos índices da SINAPI, elaborou-se uma composição dos custos necessários para
construção do Embrião 2 em blocos de concreto. Essa composição dividiu-se entre Fundação,
Alvenaria, Telhado, Instalações e Acabamentos, obtendo-se um valor total de R$ 44.297,27, no
regime de mutirão, valor aproximadamente igual à residência de blocos de solo-cimento. A
princípio, imaginou-se que o embrião de blocos de concreto teria um custo bem mais elevado que
o embrião de solo-cimento, dado que um bloco de solo-cimento custo em torno de 35% mais
barato que um bloco de concreto. Entretanto, durante a elaboração da composição, notou-se que
apesar do preço mais elevado do bloco de concreto, sua taxa de aproveitamento é muito maior
que o bloco de solo-cimento. Enquanto um bloco de solo-cimento necessita de 62 blocos para
ocupação de 1 metro quadrado, o bloco de concreto necessita apenas de 17 blocos, cerca de 3,6
vezes menos. Tal fator justificou a equivalência no custo da casa, dado a diferença de preço entre
os blocos.
101
Por fim, ainda no mesmo item, apresentou-se um orçamento para o Embrião 2 contendo
apenas os serviços mais básicos e necessários para que uma pessoa possa morar com
dignidade. Obteve-se uma economia de 13%, considerando o regime de mutirão.
Caso seja necessário se construir a residência mais básica possível, ou seja, o Embrião
1 executando-se apenas os serviços mais básicos, o orçamento atinge valores ainda mais baixos.
O Embrião 1 possui uma área equivalente a 50% da área do Embrião 2, logo estima-se um
orçamento equivalente as áreas para ele. Sabendo que o Embrião 2 com os serviços mais
básicos custou R$ 38.558,81, acredita-se que a residência mais básica em blocos de concreto
possa custar em torno de R$ 20.000 a R$ 25.000.
Conclui-se então, que o uso do bloco de concreto nas residências do Projeto SHS torna-
se bastante viável do ponto de vista estrutural, construtivo e econômico. A principal preocupação
da utilização desse material era de se obter um alto custo para implementação dos embriões.
Entretanto, como foi observado anteriormente, o bloco de concreto traz uma maior segurança
para essas casas sem comprometer a ideologia do projeto, que busca a utilização de materiais
de baixo custo e economia na construção.
Entretanto, para que esse sistema funcione da maneira esperada, obtendo-se uma
construção racionalizada e econômica, é necessário que todos os projetos estejam
compatibilizados e os mesmos sejam seguidos à risca. Logo, a execução torna-se um quesito
essencial no desempenho estrutural do sistema, tornando fundamental o cumprimento de todas
as etapas, seguindo todos os procedimentos para que a obra saia como o planejado. Por isso a
importância do treinamento das populações foi ressaltada no capítulo 4 desse trabalho.
102
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106
Apêndice A
Figura 44 - Armação das Lajes L1=L9 e L4
Figura 45 - Armação das Lajes L2 e L3
107
Figura 46 - Armação das Lajes L5 e L6
Figura 47 - Armação das Lajes L7 e L8
108
Figura 48 - Armadura das Vigas
109
Figura 49 - Detalhe do encontro de vigas