Esforços de um edifício em alvenaria estrutural calculados com fundação rígida e elástica

Résumé

Este trabalho avalia a influência da rigidez da fundação em um prédio de alvenaria estrutural de quatro pavimentos nas tensões de compressão das paredes. Os resultados foram obtidos a partir de modelos estruturais, levando-se em conta ações verticais e horizontais, fundação rígida e base elástica. O edifício analisado é simétrico nas duas direções e foi desenvolvido para demonstrar, de modo simplificado, o que normalmente ocorre em prédios usuais. Para esse estudo de caso, foram modeladas paredes com e sem aberturas (janelas e portas), com o objetivo de possibilitar a interação e distribuição dos esforços resultantes das várias hipóteses de cálculo. Para a construção dos modelos estruturais foi utilizado o software SAP2000, usando elementos lineares de pórtico e de placas. As análises foram realizadas por meio de ações classificadas em permanentes (D), variáveis (L) e vento (W “90º” e W “0º”), gerando várias combinações e interações entre elas. As premissas de modelagem para o edifício são: estrutura - lajes/paredes em elementos de placas; fundação - radier com estacas sendo utilizados elementos de placas e barras respectivamente. Foram abordados no trabalho dois tipos de solução para as fundações. No primeiro modelo, o apoio da ponta da estaca é considerado rígido (indeslocável), sem interação solo-estrutura. No segundo, o apoio da ponta da estaca é considerado flexível, ocorrendo interação solo-estrutura. Para ambos os modelos, não foi considerado neste estudo a interação do solo com o radier. Na representação do apoio flexível, o coeficiente de mola foi obtido a partir de uma análise geotécnica de uma prova de carga realizada no solo de uma cidade situada no Distrito Federal, Brasil. Comparando o comportamento estrutural do edifício em fundações com apoios rígido ou elástico, observou-se que, para as mesmas combinações de ações aplicadas nos dois modelos, não foram verificadas diferenças significativas nem nas tensões de compressão das paredes, e nem mesmo nos momentos fletores das lajes. Os valores das tensões atuantes, obtidos pelos modelos estruturais, foram superiores às tensões resistentes dos blocos de alvenaria em alguns pontos próximos as extremidades, aberturas e encontros das paredes. Esse fato comprovou a necessidade de se avaliar criteriosamente os encontros de paredes e onde há aberturas (janelas e portas). Conclui-se que as ações do vento não interferem significativamente em um edifício de alvenaria estrutural de 4 pavimentos. As diferenças entre as tensões com fundação rígida e elástica nas paredes, para este caso, são muito pequenas não tendo influência no dimensionamento. A maioria dos pontos de tensão máxima estão localizados nos cantos inferiores das paredes. Surgem tensões de tração nas alvenarias próximas às aberturas. Faz-se necessário, portanto, realizar o grauteamento e armação nos blocos situados nos encontros de paredes e também nos blocos contíguos às aberturas (janelas e portas). Nas partes inferiores e superiores das aberturas se faz necessário a utilização de vergas/contravergas, para combater as tensões de tração na alvenaria. Os procedimentos indicados garantirão maior segurança do edifício em virtude do aumento na resistência dos blocos reforçados por graute/armação, corroborando os entendimentos técnicos sobre o tema.