Em relação ao projecto de edifícios, a nível europeu, o Eurocódigo 6 aplica-se a construções em alvenaria simples, armada, pré-esforçada e confinada, tratando das exigências relativas à resistência, utilização e durabilidade das estruturas. Contudo, outras exigências, como por exemplo, relativas ao comportamento térmico ou acústico, não são consideradas mas são muito importantes pois contribuem para o bom funcionamento da estrutura a vários níveis.
O Eurocódigo 6 não cobre as exigências para construção em zonas sísmicas. O regulamento europeu que contempla as disposições relativas a estas exigências, em conformidade com o EC6, é o Eurocódigo 8.
As diferentes unidades de alvenaria preconizadas no EC6 são: unidades cerâmicas, incluindo unidades de cerâmica leves; unidades sílico-calcáreas; unidades de betão de inertes correntes ou leves; unidades de betão celular autoclavado; unidades de pedra artificial e unidades de pedra natural com forma regular.
As unidades de alvenaria são classificadas por grupos, ver Figura 2. A sua classificação, ver Tabela 1, é efectuada de acordo com as características de furacão e com a percentagem de furacão, volume de qualquer furo, a espessura dos septos e a espessura equivalente (espessura dos septos interiores e exteriores, medida horizontalmente através da unidade de alvenaria e perpendicularmente à face da parede de alvenaria resistente).
(a) (b) (c)
Figura 2 – Exemplos de paredes com unidades de alvenaria [5]: (a) grupo 1; (b) Grupo 2 e Grupo 3 e (c) Grupo 4
Tabela 1 – Requisitos para a classificação de unidades de alvenaria segundo o EC6 [5] Grupos de unidades de alvenaria
Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Unidades
Grupo 1
(todos os
materiais) Furação vertical Furação horizontal Cerâmica > 25; ≤ 55 > 25; ≤ 70 > 25; ≤ 70 Sílico- Calcáreas > 25; ≤ 55 Volume de furos (% do volume total) Betão ≤ 25 > 25; ≤ 60 > 25; ≤ 70 > 25; ≤ 50
Cerâmica total de furos ≤ 12.5 cada furo ≤ 2 total de furos ≤ 12.5 cada furo ≤ 2 cada furo ≤ 30
Sílico-
Calcáreas total de furos ≤ 30 cada furo ≤ 15 Volume de qualquer furo (% do volume total) Betão ≤ 12.5 cada furo ≤ 30 total de furos ≤ 30 cada furo ≤ 30
total de furos ≤ 30 cada furo ≤ 25 Septo interno externo interno externo interno externo
Cerâmica ≥ 5 ≥ 8 ≥ 3 ≥ 6 ≥ 5 ≥ 6 Sílico- Calcáreas ≥ 5 ≥ 10 Dimensão dos septos (mm) Betão Sem exigências ≥ 15 ≥ 18 ≥ 15 ≥ 20 Cerâmica ≥ 16 ≥ 12 ≥ 12 Sílico- Calcáreas ≥ 20 Espessura equivalente (% da largura total) Betão Sem exigências ≥ 18 ≥ 15 ≥ 45
Uma parede é considerada resistente quando é destinada a suportar as acções verticais, provenientes de paredes superiores, de vigas de cintagem e/ou lajes, permanentes ou variáveis e, também, as acções horizontais de natureza estática (e.g. vento) ou sísmica, actuando no próprio plano da parede ou perpendicularmente a esse plano. É, portanto, destinada a constituir a parte resistente do edifício, garantindo, como já foi referido anteriormente, para além de uma resposta adequada a todas as acções a que o edifício estará submetido ao longo da sua vida útil, os aspectos arquitectónicos e outros requisitos não estruturais (isolamento térmico, acústico, etc.)
As paredes de um edifício em alvenaria estrutural podem apresentar função resistente, quando são dimensionadas para resistir essencialmente às acções verticais, e de contraventamento, quando são dimensionadas para resistir às acções no seu próprio plano.
O Eurocódigo 6 fornece as regras apropriadas para a pormenorização das tipologias de paredes ilustradas na Figura 3.
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) Figura 3 – Exemplos de secções transversais [5] de: (a) Parede simples sem juntas
longitudinais; (b) Paredes simples com juntas longitudinais; (c) Paredes com juntas longitudinais descontinuas; (d) Paredes duplas; (f) Parede composta e (g) Parede de face à
vista
As propriedades mecânicas de estruturas em alvenaria resistentes, para a verificação da capacidade a acções verticais e horizontais, dependem das propriedades mecânicas intrínsecas da alvenaria, da geometria do elemento estrutural e da interacção com outros elementos a ele ligados. No EC6 as propriedades mecânicas intrínsecas da alvenaria, que devem ser obtidas por ensaios normalizados são:
• Tensão resistente à compressão, f; • Tensão resistente de corte, fv;
• Tensão resistente à flexão, fx;
• Relação tensão - extensão, σ – ε.
Para o projecto de estruturas deste tipo é necessário, conhecer-se ainda: o Módulo de elasticidade (E); o Módulo de distorção (E) e o factor de ductilidade (μ). A
eventual resistência à tracção da alvenaria é, normalmente, desprezada para efeitos de dimensionamento.
A resistência característica à compressão da alvenaria pode ser determinada através de ensaios de acordo com a norma EN 1052-1. No caso de não existirem dados experimentais a resistência característica à compressão da alvenaria pode ser obtida através da Equação (1), segundo o EC6:
k b m
f =K f fα β (1)
em que:
fk – Tensão resistente característica à compressão da alvenaria (N/mm2);
K – Constante que depende do grupo das unidades de alvenaria e do tipo de argamassa;
fb – Tensão resistente média normalizada à compressão das unidades de
alvenaria (N/mm2);
fm – Tensão resistente da argamassa (N/mm2);
α e β – Constantes que dependem do tipo de alvenaria. Para uma alvenaria simples realizada com argamassa convencional e com todas as juntas preenchidas as constantes valem: α = 0.7 e β = 0.3.
A resistência característica ao corte da alvenaria sob compressão nula pode ser obtida através de ensaios normalizados segundo a norma EN 1052-3 ou EN 1052-4. Para o caso de alvenaria simples, realizada com argamassa convencional e com todas as juntas preenchidas, a resistência característica ao corte da alvenaria pode ser obtida através da Equação (2), de acordo com o EC6, em que é adoptado o critério de Coulomb:
0 0 40.
vk vk n
f = f + σ (2)
em que:
fvk0 – Tensão resistente ao corte sob compressão nula;
A flexão para fora do plano divide-se em duas situações que devem ser consideradas: resistência à flexão quando o plano de rotura é paralelo às juntas de assentamento – fxk1 (Figura 4(a)) e a resistência à flexão quando o plano de rotura é perpendicular às juntas de assentamento - fxk2 (Figura 4(b)).
(a) (b) Figura 4 – Planos de rotura à flexão da alvenaria: (a) Paralelo às juntas de
assentamento e (b) Perpendicular às juntas de assentamento
As resistências características à flexão, fxk1 e fxk2, podem ser determinadas através de ensaios experimentais normalizados de acordo com a norma EN 1052-2, ou obtidas através de tabelas prescritas no novo EC6.
A norma europeia propõe um diagrama tensões – extensões da alvenaria como o indicado na Figura 5. Pode observar-se que o comportamento à compressão da alvenaria é elástico-linear para valores baixos de deformação, não linear crescente até um valor de pico da tensão de compressão. Ao valor de pico segue-se um ramo não linear decrescente ao longo do qual a resistência do material diminui mais ou menos rapidamente em função da composição da alvenaria. Para efeitos de dimensionamento, pode admitir-se a forma parábola – rectângulo (diagrama “c” da Figura 5), com uma ductilidade limitada a uma deformação de
ε
u = 3.5 ‰.Figura 5 – Diagrama de tensões [5] – extensões para alvenaria em compressão (a – diagrama típico; b – diagrama idealizado e c – diagrama de cálculo)
O módulo de elasticidade (E) da alvenaria pode ser obtido a partir de ensaios, de acordo com a EN 1052-1, sendo o mesmo calculado para um valor de um terço da carga máxima. No caso de não existirem resultados de ensaios disponíveis, o módulo de elasticidade (E) pode ser admitido igual a 1000 fk no caso de estados limites últimos e 600 fk no caso de estados limites de utilização. Na ausência de resultados de ensaios, o módulo de distorção (G) pode ser tomado igual a 0.4 E.
O Eurocódigo 6 indica valores de 0.0 a 2.0 para o coeficiente de fluência a utilizar em projecto, em função do tipo de unidade para alvenaria utilizado.