ARTIGO TÉCNICO
1. INTRODUÇÃO
O aumento do uso de concreto pré-moldado nas últimas décadas deve-se em grande parte ao avanço em direção a uma maior pré-fabricação externa de componentes estruturais e não estruturais e à boa economia, qualidade e confiabilidade em fazê-lo. No entanto, algumas das características do concreto pré-moldado inevitavelmente conduzem a que ele seja associado com outros materiais de maneira econômica, formando as estruturas híbridas.
Muitas vezes, a construção híbrida é essencial para atender às exigências arquitetônicas e à velocidade de construção, ambas traduzidas em economias substanciais em geral. Essas são as principais vantagens em usar a construção híbrida pré-fabricada. Em resposta à crescente demanda de arquitetos e engenheiros que solicitam informações sobre como usar o concreto pré-moldado com outros materiais de construção, a CEB-FIB apresenta no boletim Precast concrete in mixed construction (2002) e no manual Planning and design handbook on precast building structures (2013) estruturas de concreto pré-moldado combinadas com diferentes materiais: aços estruturais, concreto moldado no local, alvenaria e madeira. A construção híbrida é, por definição, rentável, pois maximiza as vantagens estruturais e arquitetônicas na utilização de componentes de diferentes materiais. O uso das paredes de alvenaria participante em estruturas de concreto pré-moldado já é utilizado na Europa como pode ser observado na Figura 1.
Foto: Figura 1 – Estrutura de concreto pré-moldado com alvenaria participante
Fonte: Elliott e Jolly (2013)
A colaboração da alvenaria participante em resistir à ação lateral já foi comprovada por diversos autores nacionais e internacionais, tais como: Rathbun (1938), Polyakov (1956), Smith (1966), Mainstone (1971), Smith e Coull (1991), Alvarenga (2002), Madia (2012), Zhai (2018) entre outros. A alvenaria participante apresenta três estágios de comportamento. No primeiro estágio o painel de alvenaria e as barras do pórtico estrutural se comportam como uma unidade monolítica sem fissuras na interface. Esta fase termina quando começam a se desenvolver fendas de separação nas interfaces do painel-pórtico, com exceção das regiões nos dois cantos diagonalmente opostos. O segundo estágio é caracterizado por um encurtamento da diagonal comprimida e alongamento da diagonal tracionada. Esta fase termina com fissuras na alvenaria de preenchimento ao longo da diagonal comprimida. As fissuras geralmente aparecem de forma escalonada nas juntas horizontais e verticais. No terceiro estágio, o conjunto estrutural continua a resistir a uma carga crescente, apesar das fissuras na diagonal comprimida, continuarem a se ampliar e novas fissuras aparecerem. A partir dessas observações foi proposto o modelo de diagonal comprimida (Figura 2).
Foto: Figura 2 – Modelo equivalente de diagonal comprida
Fonte: adaptado Polyakov (1956)
Elliott e Jolly (2013) afirmam que sempre que houver uma parede de preenchimento construída solidamente numa estrutura flexível, a capacidade de suporte à ação horizontal aumenta consideravelmente em relação a estrutura não preenchida (Figura 3). Afirma ainda que a alvenaria participante é uma excelente alternativa para o contraventamento de estruturas pré-fabricadas e são usadas na Europa, principalmente em prédios de até seis pavimentos. A principal desvantagem prática é a velocidade na qual a parede pode ser construída para acompanhar o progresso da estrutura pré-moldada e a responsabilidade compartilhada de projeto e construção entre o construtor de pré-moldados e de blocos estruturais.
Pórtico pré-moldado preenchido com alvenaria adquire maior rigidez lateral, resultando menores deslocamentos horizontais e melhor estabilidade global do prédio. Apesar da viabilidade técnica, essa solução não é usual na construção civil brasileira.