Parapeito de aço em alvenaria existente: casos de uso e benefícios

A implementação de um parapeito de aço em alvenaria existente é uma das intervenções de reforço mais eficazes para prevenir o tombamento das alvenarias fora do plano e para absorver as forças horizontais em caso de sismas.

Neste artigo, veremos quais tipos de parapeitos escolher, como construir um parapeito de aço, qual será o efeito no comportamento sísmico global de um edifício em alvenaria e como reduzir a vulnerabilidade sísmica associada a uma intervenção de melhoria na alvenaria existente com a ajuda de um software para cálculo estrutural de alvenaria.

Tipos de parapeitos para melhoria sismica de edifícios em alvenaria

A implementação de um parapeito (interflorete ou de cobertura) é uma intervenção frequentemente necessária para garantir um comportamento tipo caixa dos edifícios existentes em alvenaria. O parapeito pode ser construído com diferentes técnicas construtivas. Cada material tem seus prós e contras que podem influenciar o comportamento do inteiro edifício e até mesmo comprometer sua estabilidade em caso de terremoto.
Até os anos 90, o tipo de intervenção mais comum para a recuperação de edifícios históricos em alvenaria era, sem dúvida, a construção de parapeitos em concreto armado, colocados no topo do edifício. Essas intervenções muitas vezes estavam associadas à substituição da cobertura existente, que, em muitos casos, envolvia a remoção das estruturas de madeira (vigas, tesouras, tábuas, telhas, etc.) e a construção de novos pisos em laje de concreto. O resultado era um aumento da carga sobre a estrutura existente e um aumento da rigidez.

No entanto, essa técnica tão difusa logo se mostrou pouco eficaz e até mesmo perigosa em caso de eventos sísmicos e foi gradualmente substituída por outros tipos de intervenções. A história mostrou que, após eventos sísmicos, os edifícios que haviam passado por esse tipo de intervenção presentavam danos muito reconhecíveis: alvenarias muito danificadas (em muitos casos completamente desagregadas) e parapeitos de concreto armado perfeitamente intactos.

Por que isso acontece?

Ocorre o chamado “efeito viga“. Na prática, o parapeito de concreto armado, caracterizado por uma rigidez excessiva com relação à baixa qualidade da alvenaria subjacente, descarrega o peso da cobertura principalmente nos cantos do edifício. A parte central da alvenaria, portanto, é deixada sem carga e, sem o efeito da carga vertical, torna-se mais suscetível à fenômenos de desprendimento ou desagregação. Assim, a construção de elementos fortemente rígidos sobre uma alvenaria de baixa qualidade pode resultar no colapso por desagregação da própria alvenaria. A força sísmica se concentra nos elementos com menor rigidez, causando danos graves às alvenarias.

Uma solução para combater esse fenômeno poderia ser intervir de forma a melhorar a integridade, resistência e ancoragem dos painéis de alvenaria, bem como a rigidez do parapeito. Para garantir que o painel de alvenaria mantenha sua integridade mesmo em caso de terremoto, é necessário optar por intervenções como:

• rejuntamento das juntas com argamassa;
• chapisco com concreto armado;
• reforços com fibras de carbono (FRP);
• aplicações de argamassa;
• costuras armadas;
• e outros.

Para garantir a correta verificação da alvenaria existente e do parapeito de concreto armado, é sempre recomendável utilizar um software com solucionador FEM integrado para cálculo.

Faixa anti-entalamento EdiLus

Em resumo, se você deseja construir um parapeito de concreto armado, é sempre importante:

• melhorar a qualidade da alvenaria existente com intervenções de consolidação;
• dimensionar adequadamente o parapeito, escolhendo uma altura máxima entre 20 e 25 cm;
• utilizar concreto com baixa resistência e baixo módulo de elasticidade, preferindo um concreto leve;
• conectar o parapeito à alvenaria subjacente através de barras de aço inseridas na alvenaria.

Outras soluções alternativas ao parapeito de concreto armado podem ser incluir a construção de parapeitos em:

• alvenaria armada em tijolos, construída colocando uma armadura com barras de aço no meio de um parapeito de tijolos maciços. Pode ser construído apenas se a alvenaria subjacente tiver uma espessura de pelo menos três cabeças de tijolo de barro. Essa espessura é necessária para criar o revestimento de tijolos em torno da armadura. Se a alvenaria tiver uma espessura de pelo menos 30/40 cm, é uma excelente alternativa ao parapeito de concreto armado. Na verdade, por ter uma rigidez menor, distribui as cargas de forma mais uniforme;
• aço, adequado também para alvenarias com espessura reduzida (30 cm), caracteriza-se pela leveza e invasividade limitada;
• alvenaria armada com malha GFRP, construída com fibras de vidro, carbono ou outro material similar resistente à tração.

Parapeito de aço: o que é e como é construído

Os parapeitos de aço podem ser executados de duas maneiras:

• através de duas estruturas reticuladas feitas com cantoneiras e chapas metálicas, colocadas na parede interna e externa da alvenaria e conectadas entre si por barras de perfuração;
• através de chapadas ou perfis de aço colocados nas duas faces da alvenaria e conectados entre si por barras passantes.

O parapeito de aço deve ter uma largura igual à espessura da alvenaria e uma seção adequada. Pode ser feito em aço estrutural ou em aço de carbono. Cada tecnologia construtiva tem seus prós e contras.
Nesse contexto, a ligação entre o parapeito e a alvenaria será garantida pela aderência, engrenamento e atrito. Além disso, no caso do parapeito superior, é recomendável prever uma consolidação da alvenaria antes da instalação do parapeito e uma conexão do parapeito à alvenaria subjacente através da construção de barras de perfuração. Aqui estão alguns detalhes construtivos a serem observados para a construção de parapeitos de aço:

• a altura mínima do parapeito deve ser igual à altura do piso;
• a largura do parapeito deve ser pelo menos igual à da alvenaria;
• para alvenaria com espessura de até 30 cm, é permitido um recuo máximo do parapeito da borda externa não superior a 6 cm e a 1/4 da espessura;
• a área da armadura longitudinal do parapeito deve ser pelo menos igual a 8 cm²;
• as estribos devem ter um diâmetro mínimo de 6 mm e um espaçamento máximo de 25 cm.

Efeitos benéficos no comportamento sísmico do edifício

Os parapeitos de aço servem para conectar os painéis de alvenaria entre si, especialmente os superiores, nos quais a alvenaria está sujeita a um esforço de compressão mais baixo em comparação às paredes inferiores, pois estão sujeitas a cargas verticais menores. A presença de um parapeito superior melhora a interação com as estruturas de cobertura e garante um comportamento tipo caixa do edifício. Além disso, evita o desprendimento fora do plano da parede do último nível se o parapeito estiver bem conectado à alvenaria subjacente e contribui para absorver a pressão exercida pelo telhado em caso de cobertura empurrante.
O parapeito de aço melhora a transmissão das ações horizontais (vento, sismas, componente horizontal da força devido à ação de pressão da cobertura, etc.) dos horizontais para as paredes de alvenaria sujeitas a ações no plano.

Instalar o revestimento sobre a alvenaria existente

Mesmo no nível da cobertura, a presença de um parapeito permite um efeito de amarração das paredes de alvenaria perimetrais permitindo a redistribuição das forças horizontais nos elementos verticais.

Para que o parapeito de aço seja capaz de absorver a pressão horizontal do telhado, ele deve ter uma seção adequada e, consequentemente, uma inércia flexível e própria para evitar deformações excessivas no plano horizontal que poderiam levar a caída da alvenaria. A capacidade do parapeito de aço de absorver a pressão do telhado também depende da distância entre duas paredes de contraforte sucessivas às quais o parapeito deverá transferir a ação da pressão horizontal.

Se, durante o cálculo, a pressão do telhado resultar maior em uma determinada parte do parapeito de aço, é aconselhável a instalação de correntes metálicas, para absorver essa pressão. A Norma Técnica, de fato, especifica que as estruturas das coberturas não devem ser externas e que a pressão, se presente, deve ser absorvida por elementos estruturais adequados (correntes, tirantes).

Portanto, no caso de intervenções em edifícios existentes que incluam a substituição do telhado, é aconselhável projetar a absorção da eventual pressão através do uso de correntes de seção adequada, reservando ao parapeito de aço apenas a função de redistribuir as forças horizontais geradas pelo vento e pelo sisma.

Parapeito de aço: esquemas estáticos para dimensionamento e cálculo

Para dimensionar a grandeza mínima do parapeito de aço, é necessário primeiro definir o esquema estático para o cálculo das solicitações e deslocamentos. O esquema estático a ser adotado será um esquema de viga contínua com vários apoios, onde cada apoio representa a pressão exercida pela parede de contraforte.
A carga horizontal uniformemente distribuída que atua no sistema de viga contínua será gerada pelas seguintes ações:

• ação sísmica gerada pela massa das paredes e pela cobertura conectada ao parapeito;
• ação do vento atuando nas áreas de solicitações das paredes conectadas ao parapeito;
• pressão do telhado no caso de telhado externo e ausência de correntes.

Combinando adequadamente as ações para obter as combinações de carga no Estado Limite Último (ELU) e no Estado Limite de Serviço (ELS), usando os coeficientes parciais de combinação prescritos pela Norma Técnica, as solicitações no Estado Limite Último e os deslocamentos no Estado Limite de Serviço podem ser calculados para dimensionar o parapeito de aço. Para garantir o cálculo correto e o cumprimento da regulamentação, é sempre recomendável usar um software para cálculo estrutural.