Alvenaria Estrutural

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ENGENHARIA CIVIL – DEPARTAMENTO DE ESTRUTURAS E FUNDAÇÃO

PEF- 5707 “Concepção, projeto e realização das estruturas: aspectos históricos”

Prof. Dr. Henrique Lindenberg Neto

Seminário: A EVOLUÇÃO DOS EDIFÍCIOS EM ALVENARIA AUTO-PORTANTE

Aluno: Alexandre Souza Silva

1. INTRODUÇÃO – HISTÓRICO

Até o início do século XX a alvenaria, em suas diversas formas, foi o principal material de construção e atualmente o tijolo é o mais velho material de construção manufaturado, em uso.

A alvenaria como suporte de edifícios de grande altura foi intensivamente explorada pelo gênio humano. As grandes catedrais dos séculos XII e XVII que chegaram até nossa época intactas são exemplos eloqüentes.

Considerada uma das maiores produções da técnica da antigüidade, o Farol de Alexandria (fig. 1) foi construído por volta de 300 a.C. pelo arquiteto grego Sóstrato de Cnido. Sobre uma base quadrada erguia-se uma esbelta torre octogonal de cerca de 150 metros de altura, que por mais de cinco séculos guiou todos os navegantes num raio de 55 quilômetros da antiga capital egípcia. Durante a noite, uma enorme chama era mantida acesa na base do edifício e o combustível utilizado era, provavelmente, estrume ressecado. Um jogo de espelhos de bronze levava a luz até o topo e a emitia para o alto mar. O efeito era tão grandioso que, segundo relatos da época, era como se um sol brilhasse à noite. Essa obra, feita toda em granito, ruiu no século XIII, quando terremotos e deslizamentos tragaram boa parte de Alexandria, acabando com o brilho da "cidade dos mil palácios".

Figura 1

Porém, todas as estruturas de alvenaria erguidas até o início deste século foram dimensionadas empiricamente. Intuitivamente, projetistas e construtores compreendiam como as cargas eram transferidas pelas paredes resistentes para o solo.

Alguns sábios criaram teorias que explicavam corretamente aspectos isolados da capacidade de resistência da alvenaria. Podemos destacar Aristóteles e da Vinci (teoria do arco) e Leonard Euler (flambagem em pilares de alvenaria).

No entanto, apesar destas teorias, a concepção estrutural não deixou de ser intuitiva e o dimensionamento, empírico.

Um marco importante na história da alvenaria estrutural foi o Edifício “Monadnock” (fig. 2), construído em Chicago entre 1889 e 1891. Apresentando 16 andares e 65 metros de altura, sua estrutura em alvenaria armada era constituída por paredes de 1,80 m de espessura na base, que iam diminuindo 10 cm a cada andar sucessivamente, até chegar ao 160. com paredes de 30 cm de espessura, pois esta era a dimensão considerada mínima para que uma edificação de pé-direito até 3 metros fosse considerada segura.

Figura 2

Sua construção foi considerada na época como o limite dimensional máximo para estruturas de alvenaria calculadas pelos métodos empíricos até então

empregados. Se este edifício fosse calculado hoje, empregando os mesmos materiais, as paredes resistentes do térreo teriam 30 cm de espessura.

À medida, porém, que o concreto começou a ser desenvolvido e conhecido mais e mais através deste século, inúmeros usos e técnicas foram criados com a mistura do cimento, pedra e areia e a adição do aço. Isto fez com que o concreto armado permitisse outras possibilidades estruturais, até então limitadas, na construção de paredes e arcos com blocos ou tijolos.

A Revolução Industrial e o desenvolvimento de máquinas cada dia mais aperfeiçoadas para a produção em série possibilitaram a geração de blocos de concreto no peso e na medida da capacidade do homem de assentá-los em grande quantidade ao longo de um dia de trabalho. A partir da metade deste século, um grande número de paredes construídas com blocos vazados de concreto, armadas e não armadas, foi submetido a ensaios de laboratório, em vários pontos dos USA. Isso propiciou o desenvolvimento de parâmetros, que permitiu a formulação de equações, onde esforços solicitados e resistentes se relacionassem através de coeficientes de segurança para o cálculo das paredes. Era a fuga do pragmatismo do passado, onde predominavam as regras do empirismo, passadas de geração à geração.

Nos USA, após o terremoto de Long Beach, Califórnia em 1933, o uso da alvenaria simples (não armada) foi proibida nas regiões sujeitas a abalos sísmicos. Começaram a surgir os primeiros conceitos teóricos de alvenaria armada.

No início da década de 50 outra revolução na concepção estrutural aconteceu. Após inúmeras pesquisas experimentais, o engenheiro suíço Paul Haller dimensionou e construiu na Basiléia, em 1951, um edifício de 13 andares (42 m) em alvenaria não armada, com paredes resistentes internas de 15 cm de espessura e externas de 37,5 cm . Este edifício pode ser considerado como o primeiro em alvenaria estrutural não armada.

Em 1957, em Zurich, Suíça, foi construído o maior edifício do mundo em alvenaria estrutural, até então (fig. 3) . Possui 18 pavimentos, com as espessuras das paredes internas de 25 cm e nas externas, 38,5 na base do edifício.

Figura 3

Em maio de 1966 foi editado o primeiro código americano de alvenaria estrutural, denominado “Recommended Building Code Requirements for Engineered Brick Masonry”.

Neste mesmo ano, foi erguido em Denver, Colorado, a mais arrojada estrutura, até aquela data, em alvenaria armada. O edifício “Park Mayfair East” (fig. 4) destacou-se por ser o primeiro edifício de grande altura a ser construído em zona sísmica somente em alvenaria estrutural. Possui 17 pavimentos, com paredes de espessura de 27,5 cm no pavimento térreo. Possui ainda lajes protendidas de 35 cm, vencendo vãos de 11 m. Já esteve sujeito a distúrbios sísmicos moderados (grau superior a cinco na escala Richter) sem qualquer efeito prejudicial em sua estrutura.

Figura 4

Outro acontecimento importante para a alvenaria estrutural data de 1967, em Austim, Texas. Foi realizado o primeiro congresso internacional sobre o tema. Após este evento, cujos anais publicados por Johnson se transformaram em um texto clássico, onde a alvenaria começou o tornar-se reconhecida com uma estrutura racional e precisa.

Como exemplo significativo de edifício projetado e construído com o conhecimento científico desenvolvido neste