Artigo: contraventamento de armaduras comprimidas em paredes de concreto

Márcio R. S. Corrêa
Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP)
marcio.correa@usp.br

A norma NBR 16.055:2012 Parede de Concreto Moldada no Local para a Construção de Edificações – Requisitos e Procedimentos estabelece requisitos básicos para as paredes de concreto moldadas in loco, com fôrmas removíveis. Ela se aplica a paredes predominantemente comprimidas, que podem estar solicitadas por flexão, desde que concretadas com todos os elementos que farão parte da construção final: detalhes de fachada, armaduras distribuídas e localizadas, instalações embutidas e lajes solidárias às paredes, constituindo um sistema monolítico.

Ela foi desenvolvida com base na norma NBR 6.118 Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento, em sua versão de 2007, adotando algumas simplificações que tornam tanto o cálculo como a execução mais simples. Entretanto, sempre com a ressalva de que no caso em que as limitações de seu escopo não estejam atendidas, deve- se necessariamente recorrer a essa norma mãe.

Espessura das paredes
Quanto à espessura, paredes com altura de até 3 m devem ter no mínimo 10 cm, permitindo-se a redução a 8 cm no caso de paredes internas de edificações de até dois pavimentos. Para alturas superiores a 3 m, a espessura não pode ser inferior a le/30, sendo le o comprimento equivalente da parede, que depende de sua vinculação.

Na prática, os edifícios de paredes de concreto têm sido executados com paredes de espessuras que variam de 10 cm a 20 cm.

É possível fazer uma estimativa da espessura mínima necessária em função do número de pavimentos do edifício, utilizando-se a expressão de resistência limite sob solicitação normal, apresentada no item 17.5 da norma NBR 16.055. A expressão aproximada, devidamente ajustada por Braguim e Graziano, tem como limite absoluto o valor de 0,40 fcd. Tendo em vista esse limite, pode-se estabelecer o pré-dimensionamento com base na tabela 1, que admite que a altura da parede não ultrapassa 3 m.

Note-se que para a confecção dessa tabela, foram estabelecidos valores práticos relativos a: taxa de carga distribuída vertical, acréscimo de tensão de compressão devido ao vento e fck praticado, crescentes com o aumento do número de pavimentos.

Armaduras comprimidas
Proteção contra flambagem das barras: pilares
A norma NBR 6.118 em seu item 18.2.4 estabelece as condições para a proteção de barras da armadura situadas junto à superfície do elemento estrutural quanto à possibilidade de flambagem. São apresentadas as regras para inclusão de estribos poligonais e grampos suplementares. Considerando- se em particular os pilares, que são os elementos estruturais predominantemente comprimidos, a referida norma é mandatória quanto ao uso desses estribos, cujo diâmetro não pode ser inferior a 5 mm nem a 1/4 do diâmetro da barra isolada ou diâmetro do feixe que constitui a armadura longitudinal. Esses estribos não podem ter espaçamento superior a 20 cm, menor dimensão da peça e 24 φL para CA-25 e 12 φL para CA-50. Deve-se observar que os pilares usuais têm armaduras longitudinais de diâmetros que normalmente variam de 10 mm a 25 mm. Os cobrimentos em geral são pouco maiores que isso, variando de 25 mm a 50 mm, no caso do concreto armado, dependendo da classe de agressividade ambiental. Adicione-se o fato de que as armaduras comprimidas podem estar sujeitas a altas tensões de compressão (fyd/gs) e terem participação muito significativa no equilíbrio da força de compressão, podendo chegar a taxas geométricas de armadura de até 8% da área da seção transversal do pilar. Nessas condições, entende-se a imposição de se proteger a armadura longitudinal quanto à eventualidade de sua flambagem.

Tabela 1 – ESPESSURA MÍNIMA DE PAREDE

Armaduras comprimidas em paredes
A norma NBR 16.055 faz uma ressalva quanto à armadura comprimida, mas exclusivamente no caso de tela dupla, em seu item 17.2.1, estabelecendo que “No caso de utilização de tela dupla, deve ser considerada para o dimensionamento somente a colaboração da armadura tracionada”. Quanto à armadura em tela simples, não há qualquer restrição explícita. Mas existe um limite máximo para a taxa geométrica da armadura vertical, que não pode ser superior a 1%, de acordo com o item 17.5.1.

Em recentes discussões no meio técnico, ocorridas em reuniões preliminares de uma futura comissão para revisão da referida norma, tem sido lançada a ideia de que as armaduras verticais, uma vez comprimidas, deve riam ser contraventadas tanto quanto a dos pilares. Observe-se que ao se utilizar tela soldada, tal contraventamento seria feita exclusivamente na direção ortogonal ao plano da parede, já que a tela por si contraventa as barras verticais em seu próprio plano. Isso retiraria a praticidade do uso da tela soldada, por atrasar o seu posicionamento e execução.

A discussão que se pretende conduzir aqui refere-se à seguinte questão? Seria mesmo necessário contraventar tais armaduras com estribos ou grampos? As condições são semelhantes às que se têm nos pilares?

Em primeiro lugar devem-se observar os diâmetros das armaduras em telas usuais. Por exemplo, uma tela bastante utilizada em paredes de 10 cm de espessura é a Q92, por atender ao requisito de armadura mínima (item 17.3.1 da NBR 16.055) que é de 0,09% da seção de concreto com o uso de aço CA-60. Os fios nesse caso têm diâmetro de 4,2 mm. Imagine-se uma barra de 4,2 mm envolta por concreto de cobrimento em torno de dez vezes o seu diâmetro. Haveria perigo de flambagem? Mesmo que essa tela esteja junto à face, no uso de tela dupla, tem-se 4,2 mm de diâmetro para um usual cobrimento de 30 mm? Qual seria o perigo? Antes de se tentar uma resposta, que seria meramente intuitiva, deve-se observar o que dizem normas e textos internacionais relevantes.

ACI 318
Este documento técnico possui o capítulo 14 totalmente dedicado a paredes de concreto. A seção 14.3 sobre armadura mínima estabelece o seguinte, no item 14.3.6: “A armadura vertical não precisa ser contraventada se sua área não for maior que 1% da seção bruta de concreto, ou se a armadura vertical não for requerida como reforço à compressão”. Observe-se que esse parece ter sido o espírito que norteou o texto da norma brasileira em sua atual versão e que parece bastante razoável já que a NBR 16.055 impôs limites bastante rigorosos para o nível de compressão no concreto comprimido, ou seja, 40% do fcd, como já indicado. Ressalve-se, apenas, que a norma brasileira foi ainda mais rigorosa, por exigir o desprezo da armadura comprimida se estiver localizada junto à face da parede, enquanto o texto do ACI utilizou a conjunção “ou”.

Figura 1 – Armadura de paredes de concreto (Fonte: adaptado de Leonhardt & Mönig)

BS 8.110-1
A norma britânica adota conceito semelhante ao do ACI. Em seu item 3.12.7.1, dedicado ao contraventamento de barras verticais em paredes com altas taxas de armadura comprimida, estabelece que: “Quando a armadura vertical comprimida excede 2%, grampos de pelo menos 6 mm ou 1/4 do maior diâmetro da armadura comprimida deve ser disposto ao longo da espessura da parede”. O espaçamento dessa armadura de contraventamento não deve exceder o dobro da espessura da parede ou 16 vezes o diâmetro da armadura longitudinal. Quando a armadura vertical é envolvida por estribos horizontais, é indicada a necessidade de grampos suplementares de modo que a distância entre barras verticais não supere 20 vezes o diâmetro da armadura transversal.

Leonhardt & Mönig
Leonhardt & Mönig dedicam o capítulo 14 do terceiro volume de sua obra às peças comprimidas. No caso das paredes estruturais (seção 14.5) alertam sobre a correta localização da armadura vertical na segunda camada, para que não seja necessário procedimento adicional para garantir as barras comprimidas contra a flambagem. Indicam que os quatro ganchos em “S” por metro quadrado, prescritos pela DIN 1045 revelaram-se inúteis em ensaios. Tais armaduras contraventantes só devem ser adotadas, segundo os autores, quando as barras comprimidas tiverem diâmetro φL superior a 14 mm e o cobrimento for inferior a 2 φL (figura 1).

A sugestão dos autores de que a armadura vertical esteja em segunda camada favorece o seu cobrimento. Consultando- se as tabelas de telas soldadas usuais observa-se que o maior diâmetro disponível para as que são produzidas com aço CA-60 é de 10 mm. Assim, no caso de tela simples, localizada na superfície média de uma parede de espessura igual a 100 mm, o cobrimento seria em torno de 45 mm, ou seja 4,5 vezes o diâmetro da armadura vertical. Tomando-se o caso de tela dupla, para φL = 10 mm, bastaria garantir um cobrimento de 20 mm para evitar o perigo de flambagem da armadura vertical comprimida.

Conclusões
Tendo em vista as ponderações feitas nos itens anteriores, parece razoável adotar-se o que se coloca a seguir, na revisão da NBR 16.055.
– Manutenção do limite de 1% na taxa máxima de armadura vertical na parede
– Manutenção do limite de 0,40 fcd para a verificação da compressão atuante nas paredes de concreto
– Exigência de armadura horizontal para contraventar armaduras comprimidas se elas tiverem diâmetro φL superior a 12,5 mm e o cobrimento for inferior a 2 φL
– Alerta para a dificuldade de se garantir na prática a disposição da armadura vertical da tela soldada em segunda camada, optando-se por estabelecer o cobrimento mínimo a partir da superfície do fio da tela mais próximo da face da parede

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ACI 318-08 – Building Code Requirements for Structural Concrete. American Concrete Institute. Farmington Hills, 2008. 473 p.

BS 8110-1: Structural Use of Concrete – Part 1: Code of Practice for Design and Construction.British Standard. London, 2002. 163 p.

Comunicação pessoal. Braguim, J.R., 2008

Construções de Concreto, vol. 3: Princípios Básicos sobre Armação de Estruturas de Concreto Armado. Leonhardt, F.; Mönig. 1. ed. Rio de Janeiro, 1978. 288 p.

DIN 1045 – Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausfuehrung. Deutsches Institut für Normung. 1978.

NBR 16.055 – Parede de Concreto Moldada no Local para a Construção de Edificações – Requisitos e Procedimentos. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, 2012. 40 p.

NBR 6.118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, 2014. 238p.

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