Patologia e Terapia Estruturas Concreto Ufmg

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

PATOLOGIA E TERAPIADAS ESTRUTURAS

REFORÇO COM CONCRETO

PROF. ÉLVIO MOSCI PIANCASTELLI

ESCOLA DE ENGENHARIA

Patologia e Terapia das Estruturas Reforço com Concreto Prof. Élvio Mosci Piancastelli

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................ 02

2. REFORÇO COM CONCRETO .................................................................. 03

3. TRATAMENTO DO SUBSTRATO ........................................................ 05

4. REFORÇO DE PILARES ........................................................................... 06

4.1. Cálculo do Reforço ............................................................................. 07

4.2. Reforço por Encamisamento ................................................................ 08

4.3. Reforço Lateral ..................................................................................... 09

4.4. Reforço por Cintamento ..................................................................... 10

5. REFORÇO DE VIGAS ............................................................................. 11


5.2. Reforço à Flexão ........................................................................... 13

5.3. Reforço ao Cisalhamento .................................................................... 16

5.4. Reforço à Torção ............................................................................... 17

6. REFORÇO DE LAJES ............................................................................. 19


6.2. Reforço à Flexão .................................................................................. 19

6.3. Reforço à Punção ............................................................................... 22

6.4. Reforço ao Cisalhamento .................................................................... 23

7. CONSOLOS DE REFORÇO .................................................................... 23

8. REFORÇO DE FUNDAÇÕES EM SAPATA........................................ 25

9. REFORÇO DE FUNDAÇÕES EM ESTACAS ........................................ 28

10. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................... 30


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1. INTRODUÇÃO

Quando o desempenho de uma peça estrutural é insatisfatório, colocando em riscosua segurança, sejam quais forem as causas ou origens do problema, sãonecessárias intervenções que:

• visem devolver-lhe o desempenho perdido - RECUPERAÇÃO; ou

• aumentar-lhe o desempenho - REFORÇO.

Observa-se, portanto, que a diferença entre recuperação e reforço é apenasconceitual, e depende do ponto de partida do raciocínio feito.

Doravante, neste trabalho, apenas por comodidade, será utilizado apenas o termoreforço.

Existem várias técnicas de reforço, algumas delas já consagradas e outras que,apesar de já se terem mostrado eficientes, ainda estão, sob observação e/ou emdesenvolvimento.

Na realidade, nos últimos tempos, o desenvolvimento com relação aos reforços temestado mais ligado a materiais e procedimentos do que a descobertas de novastécnicas.

As principais técnicas de reforço podem ser definidas como:

• Reforço com concreto armado;

• Reforço com perfis metálicos;

• Reforço com chapas de aço coladas;

• Reforço com lâminas ou folhas de carbono coladas;

• Reforço por protensão.


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2. REFORÇO COM CONCRETO

O concreto, seja ele moldado em formas ou projetado, é, sem sombra de dúvidas, omaterial mais versátil para o reforço ou recuperação de estruturas de concretoarmado, por poder ser utilizado em todos os tipos de peças estruturais e nas maisdiversas situações e condições.

Os reforços em concreto armado são muito utilizados, principalmente, pelo fato deexigirem procedimentos, em sua maioria, análogos aos empregados em obrasnovas. Mesmo os procedimentos específicos são de fácil execução, não exigindomão de obra muito especializada, desde que criteriosamente detalhados eespecificados. Apesar disso, não dispensa os cuidados inerentes a toda e qualquerintervenção de reforço.

O reforço com concreto projetado difere daquele em concreto armado apenas comrelação ao lançamento e adensamento do concreto, que é feito numa única etapa,através de equipamento de projeção a ar comprimido. Entretanto, a operação desseequipamento exige mão de obra especializada, experiente, e responsável.

Uma das maiores preocupações nos reforços com concreto relaciona-se à aderênciaentre o concreto de reforço (concreto novo) e o concreto da peça a ser reforçada(concreto velho). Ela é vital para garantir o comportamento conjunto(monolítico) peça original / reforço, ou seja, para que a peça reforçada trabalhecomo uma peça monolítica.

Caso seja necessário, pode-se lançar mão de adesivos epoxídicos para garantir taladerência. Deve-se lembrar, entretanto, que esse tipo de resina começa a perder opoder de adesão em temperaturas acima de 50oC, sendo que os de melhorperformance conseguem trabalhar com a temperatura máxima de 90oC.

Recurso muito utilizado, para também garantir o comportamento monolítico da peçareforçada, é a adoção de pinos que atravessam a interface dos dois concretos, os quaispassam a resistir aos esforços de cisalhamento que alí se desenvolvem. Esses pinospodem ser representados por estribos prolongados, chumbadores, ou pequenasbarras coladas com resinas - Figura 2.1.


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Figura 2.1 - Pinos para Ligação de Concretos

Exigência, normalmente feita, é que o concreto novo apresente característicassemelhantes às do concreto velho, principalmente resistências e módulo deelasticidade.

É claro que o material a ser utilizado no reforço de um elemento estrutural deconcreto, seja ele o próprio concreto ou outro qualquer, deve ter suas característicasanalisadas tendo-se em vista as características do concreto do elemento a serreforçado.

Entretanto, definir, genericamente, no caso do concreto, que tais característicasdevam ser aproximadamente as mesmas chega a ser um erro, porque diferençaspodem ser até necessárias, em função de efeitos e comportamentos desejados emcasos específicos.

Para justificar essa colocação cita-se que o concreto armado é composto pormateriais de características mecânicas bem diferentes, que, entretanto, nãoimpedem o seu perfeito funcionamento conjunto, em função da corretaconsideração das mesmas.

Quanto ao cálculo de reforços, deve-se registrar que a NBR-6618, referente aoprojeto e execução de obras de concreto armado, não faz qualquer menção a eles.

Por isso, projetos de reforços são normalmente desenvolvidos com base naexperiência pessoal do engenheiro projetista, que, muitas vezes, adaptapreconizações daquela norma ou utiliza critérios isolados de normas de outros paises.

Convém chamar a atenção para o fato de não existirem normas para reforço tãoabrangentes quanto as existentes para obras novas, mesmo nas mais renomadasinstituições de normatização.


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Nos ítens a seguir, serão abordados reforços de diversas peças estruturais,utilizando o concreto como material de reforço.

As argamassas ou concretos grouts, as argamassas projetadas, e as argamassas ouconcretos poliméricos ou de resinas podem ser, também, empregados nos reforçosdescritos.

3. TRATAMENTO DO SUBSTRATO - CONCRETO E ARMADURAS

Para o bom desempenho de qualquer intervenção, principalmente de recuperaçãoou reforço, é fundamental que o substrato (superfícies do concreto e do açoexistentes) seja convenientemente tratado.

São duas as finalidades básicas do tratamento:

• retirar todo material deteriorado ou contaminado;

• propiciar as melhores condições de aderência entre o substrato e o material de recuperação ou reforço.

Para o tratamento do substrato, podem ser adotados os seguintes procedimentos:

♦ Escarificação manual (marreta, talhadeira, ponteiro);

♦ Escarificação mecânica (martelete, rompedor, fresa);

♦ Escovamento manual (escova de aço);

♦ Lixamento manual ou elétrico (lixas para concreto e aço, lixadeira elétrica);

♦ Hidro-demolição (equipamento específico);

♦ Jateamento de areia (equipamento específico);

♦ Jateamento de água e areia (equipamento específico);

♦ Queima controlada com chama (maçarico);

♦ Corte de concreto (discos ou fios de corte);

♦ Jateamento de ar comprimido (equipamento específico);

♦ Jateamento de água fria ou quente (equipamento específico);

♦ Jateamento de vapor (equipamento específico);


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♦ Lavagem com soluções ácidas (solução de ácido clorídrico, Reebaklens da Fosroc);

♦ Lavagem com soluções alcalinas (solução de “soda cáustica”);

♦ Aplicação de removedores de óleos e graxas (Reebexol Super da Fosroc);

♦ Aplicação de removedores de gordura e ácido úrico - suor - (álcool isopropílico, acetona);

♦ Umedecimento ou saturação da superfície do concreto com água (aspersão, pano ou areia molhados).

A superfície do concreto velho que entrará em contato com o material derecuperação ou reforço deverá ser apicoada para a retirada da nata de cimentosuperficial - Figura 3.1. Ela deverá apresentar-se seca ou úmida (saturada comsuperfície seca) em função do material a ser utilizado.

Apicoamento p/ Reforço do Pilar Apicoamento p/ Reforço da Viga

Figura 3.1 - Apicoamento do Concreto

4. REFORÇO DE PILARES

Pilares são os elementos estruturais que, para reforço, maires exigências impõem aoprojetista. Eles são reforçados por diversos motivos, como por exemplo:

• erros de cálculo;• erros de detalhamento;• deficiências dos materiais (fck estimado menor que o de projeto);• mau adensamento do concreto;• corrosão das armaduras;• impactos acidentais;• erros de locação.


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4.1. Cálculo do Reforço

Antes do reforço de um pilar, o ideal seria alivia-lo de sua carga. Entretanto, salvoem casos muito especiais, tal alívio só é conseguido de forma parcial, estando,portanto, o pilar original ainda solicitado no instante do reforço.

Supondo que, em tal instante, o pilar original esteja resistindo uma carga N, após oreforço, o conjunto pilar original-reforço passará a resistir a uma carga N + ∆N.

Dessa carga total (N + ∆N), o pilar original será solicitado por uma parcela igual aN + α ∆N, e o reforço pela parcela restante de (1-α) ∆N. O valor de α dependerá darelação entre a rigidez do pilar original e a rigidez do reforço, bem como dascondições de ligação estrutura-reforço já comentada anteriormente. A Figura 4.1.1ilustra o citado, através de analogia com o comportamento de molas helicoidais.

Figura 4.1.1 - Distribuição de Carga Entre Pilar (F1) e Reforço (F2)

Caso a nova carga solicitante do pilar original (N + α ∆N) o leve à ruptura, a cargatotal (N + ∆N) passará a solicitar o reforço, que deverá ser capaz de suportar-la,evitando a ruptura geral do pilar reforçado.

Em função disso, é procedimento comum, e seguro, projetar o reforço parasuportar, sózinho, toda a carga, ou seja, desprezar a resistência do pilar original.

É importante ressaltar que pilares são solicitados não só por cargas normais(compressão simples), mas também por momentos fletores (flexão normal ouoblíqua composta), o que torna as considerações de trabalho conjunto pilaroriginal-reforço ainda mais complexas.


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De qualquer forma, caso se vá considerar a contribuição do pilar original, asdeformações iniciais do concreto devem ser rigorosamente consideradas noprojeto, para que as deformações finais (após o reforço) não ultrapassem osvalores limites teóricos de ruptura (item 4.1.1.1 da NBR-6118).

As tensões iniciais devem também ser consideradas com o mesmo rigor.

Convém ressaltar que reforços em concreto geralmente aumentam a rigidez daspeças tratadas, sendo necessário, portanto, verificar a influência desse aumento nocomportamento global da estrutura (redistribuição de esforços).

Finalizando, é importante destacar que, pelo exposto neste item, pode-se concluir quequalquer intervenção a ser executada num elemento estrutural, por mais simples quepossa parecer, deve ser precedida de análise estrutural, sob pena de redução dasegurança do mesmo. Como contra exemplo muito comum, pode-se citar os casos deoxidação de armaduras, onde muitas empresas de execução, geralmente pordesconhecimento do comportamento estrutural, realizam intervenções à reveliadaquela análise.

4.2. Reforço por Encamisamento

Nesse tipo de reforço, o pilar original, é totalmente envolvido pelo concreto armadode reforço, conforme mostra a Figura 4.2.1.

Figura 4.2.1 - Pilares - Reforço por Encamisamento


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Na Figura 4.2.1 (A), vê-se o reforço de apenas um vão do pilar. A transferência deesforços é feita através das vigas e da aderência entre os concretos do pilar original edo reforço. A armadura longitudinal de reforço é ancorada nas vigas e na lajeinferior por colagem com resina, e estendida até a face inferior da laje superior. Aexecução de capitel no pilar subjacente, pode ser necessária para uma melhortransferência dos esforços do reforço.

O reforço mostrado na Figura 4.2.1 (B) é continuo, ou seja, atinge vãos contiguosdo pilar. Nesse caso, é importante a continuidade da armadura longitudinal dereforço, onde ela seja possível, como ocorre quando só é preciso atravessar oconcreto das lajes.

Caso o reforço utilize concreto projetado, não deverá haver problemas de ordemexecutiva.

Entretanto, quando se adota solução em concreto armado, o concreto pode serlançado nas formas pela sua abertura superior, em etapas ou em uma única operação.

De qualquer forma, a concretagem junto às lajes ficará impedida.A Figura 4.2.2apresenta algumas maneiras de se contornar tal dificuldade.

Figura 4.2.2 - Encamisamento - Concretagem de Trecho Junto a Lajes

É interessante observar que, nos reforços por encamisamento, a retração transversalfavorece a aderência entre os dois concretos.

4.3. Reforço Lateral

Esse reforço difere daquele por encamisamento, porque o acréscimo de concreto nãoé feito em todas as faces do pilar original (Figura 4.3.1).


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Neste caso, só existe a opção do reforço trabalhar em conjunto com o pilar original, oque torna essencial a ligação entre os dois concretos. O uso de pinos decisalhamento, conforme já descrito e mostrado na Figura 2.1, é, portanto,essencial, sendo conveniente, também, a utilização de adesivos estruturais.

Na Figura 4.3.1 (A) é mostrada solução através de estribos soldados, que só deveser adotada no caso de aços não encruados a frio. Na solução da Figura 4.3.1 (B),através de sulcos abertos no cobrimento de duas faces do pilar original, estribos sãoincorporados, com argamassa de resina ou argamassa polimérica, ao pilar original. AFigura 4.3.1 (C) ilustra ligação por meio de chumbadores.

Figura 4.3.1 - Pilares - Reforço Lateral - Utilização de Pinos

Quanto à execução, são válidos todos os comentários feitos no item 4.2.

Observa-se que este tipo de reforço de pilares é o menos utilizado.

4.4. Reforço por Cintamento

Em pilares solicitados por cargas normais, pode ser vantajosa, em função dageometria do pilar original, a adoção de reforço com armadura transversal circularde cintamento.

Esse tipo de reforço conduz, obviamente, a uma seção transversal final (após oreforço) de forma circular - Figura 4.4.1.


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O cintamento propicia um aumento na resistência à compressão, por fretagem, doconcreto de reforço (a ruptura à compressão do concreto ocorre por tração em planoperpendicular ao de compressão), bem como do pilar original.

A NBR-6118 faz uma série de recomendações e exigências para o projeto de pilarescintados, que, obviamente, devem ser observadas, em adição às consideraçõesespecíficas de projetos de reforço, como os estados iniciais de tensão e deformação.

Em pilares de seção retangular, nos serviços de preparação do substrato, as quinaspodem ser quebradas caso seja desejada a redução do diâmetro externo final dopilar.

Figura 4.4.1 - Pilares - Reforço por Cintamento

5. REFORÇO DE VIGAS

A grande maioria dos reforços executados em vigas de concreto armado ocorrem emfunção de seu mau desempenho frente às solicitações de flexão ou cisalhamento,devido a causas as mais diversas.

Menos comum são os reforços causados por baixo desempenho à torção.

Flechas excessivas, apesar de não ameaçar a segurança da viga, causam desconfortoaos usuários, podem prejudicar o funcionamento de outras peças estruturais, e departes não estruturais da edificação (janelas, portas, pontes rolantes,etc), exigindo,portanto, intervenções de reforço.

Como em todo reforço, o sucesso da intervenção depende substancialmente dotratamento do substrato, por sua vez ligado à aderência entre o concreto velho e onovo.


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O cálculo do reforço de vigas pode ser feito com base nos critérios da NBR-6118,com a devida consideração das tensões e deformações existentes antes do reforço.

A Figura 5.1.1 apresenta os estados de tensão e deformação de uma viga submetida areforço de flexão.

Figura 5.1.1 - Vigas - Estados de Tensão e Deformação Antes e Depois do Reforço

A análise das tensões de cisalhamento na interface do concreto original com o dereforço é de fundamental importância, visto que o desempenho conjunto dessesdois materiais, vital para a boa performance da peça, depende de sua ligação.

As tensões de cisalhamento ao longo da altura de uma viga retangular estãomostradas no diagrama da Figura 5.1.2.

Figura 5.1.2 - Viga Retangular - Tensões de Cisalhamento


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No cálculo à flexão, deve-se, também, verificar a necessidade das barraslongitudinais serem ancoradas no pilar. Essa verificação corresponde ao estudo dacobertura do diagrama de momentos fletores normalmente feito no projeto devigas novas.

Caso a seção original da viga (concreto e aço) seja suficiente para absorver osmomentos fletores próximos dos apoios, a citada ancoragem não é necessária.

Nesse caso, entretanto, a viga passa a ter apoio de altura reduzida, exigindo asverificações concernentes. Destaca-se a verificação da armadura de suspensão dosesforços que chegam pela armadura de reforço.

Ressalta-se que, na maioria dos reforços de vigas, a seção original é capaz deabsorver os momentos junto aos apoios.

A Figura 5.1.3 ilustra as duas situações citadas.

Figura 5.1.3 - Barras Ancoradas ou Não nos Pilares

5.2. Reforço à Flexão

O reforço de vigas à flexão com concreto armado ou projetado é feito, basicamente,por encamisamento.

Para o posicionamento das armaduras longitudinais de flexão, emprega-se estribosadicionais fixados à viga original de varias maneiras.

Esses estribos podem ser calculados para funcionarem também como pinos,absorvendo os esforços de cisalhamento que surgem entre o concreto velho e o novo.


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A Figura 5.2.1 mostra casos nos quais estribos adicionais são soldados aosexistentes. Para isso, durante o apicoamento do concreto da viga original, ocobrimento da parte inferior da viga é retirado até que os estribos fiquem expostosnum comprimento suficiente para a soldagem. Convém lembrar que, nesses casos, osestribos não podem ser de aço encruado a frio.

Os quatro casos - formas de concretagem - mostrados na Figura 5.2.1 são:

( A ) encamisamento parcial - concreto lançado em forma cachimbo;

( B ) encamisamento parcial - concreto projetado (c/ aumento de cobrimento);

( C ) encamisamento total - concreto lançado por aberturas nas lajes;

( D ) encamisamento total - argamassa injetada sobre brita acondicionada nas formas.

Figura 5.2.1 - Encamisamento - Estribos Soldados

Quando a soldagem dos estribos não é possível, pode ser adotada a solução indicadana Figura 5.2.2, que consiste na ancoragem dos estribos na alma da viga.

Nesse caso, os estribos não funcionam como pinos, que se forem necessários terãoque ser executados com chumbadores ou barras coladas com resina.


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Figura 5.2.2 - Encamisamento - Estribos Ancorados na Viga

Os quatro casos de concretagem indicados na Figura 5.2.1 podem ser adotadostambém nesse reforço.

Solução alternatina é indicada na Figura 5.2.3. O reforço consiste no embutimentode barras longitudinais na alma da viga, através escarificação e fixação comargamassa de resina (mais indicada) ou argamassa polimérica, ambas com pontede aderência compatível.

Para o posicionamento das barras de reforço, é necessário um pequeno corte nosestribos originais, segundo mostra o detalhe da Figura 5.2.3.

Figura 5.2.3 - Reforço por Embutimento de Armaduras


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5.3. Reforço ao Cisalhamento

O reforço ao cisalhamento é, geralmente, de execução mais difícil do que o reforçoà flexão.

Na maioria dos casos, ele está associado ao reforço à flexão, sendo, portanto,executado normalmente por encamisamento.

A forma mais segura para a sua execução, considerando o funcionamento datreliça de Mörsch - idealizada para o cálculo dos esforços nos estribos e nas bielasde compressão -, é a indicada na Figura 5.3.1. Entretanto, o processo executivoexige a execução de furos na laje para a passagem dos estribos, e de aberturas parao lançamento do concreto.

Figura 5.3.1 - Reforço ao Cisalhamento e Flexão - Treliça de Mörsch Completa

Experimentos têm mostrado não ser necessário o envolvimento de toda a viga peloestribo, o que é extremamente interessante do ponto de vista executivo, evitando osdifíceis, e às vezes impossíveis, procedimentos pela parte superior das lajes.

O acréscimo da armadura de cisalhamento pode, portanto, ser feito pela faceinferior da laje, desde que sejam verificadas as tensões de cisalhamento (horizontais)entre a alma da viga e a mesa formada pela laje. Tais tensões devem ser absorvidas,ou pela aderência e atrito, ou pelo efeito de pino dos estribos existentes, e, se essesforem insuficientes, aqueles que forem acrescentados.

A Figura 5.3.2 ilustra casos nos quais o cálculo estrutural se baseou nesseraciocínio.


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Figura 5.3.2 - Estribos de Reforço na Alma da Viga

Na execução, pode ser utilizado o concreto moldado ou projetado, conforme jámostrado na Figura 5.2.1.

Caso seja necessário apenas o reforço ao cisalhamento, podem ser feitos cortes noconcreto de cobrimento nas posições onde serão instalados os estribos de reforço. Ossistemas de ancoragem dos estribos são os mesmos indicados nas Figuras 5.3.1 e5.3.2. A Figura 5.3.3 ilustra o descrito.

Figura 5.3.3 - Reforço Apenas ao Cisalhamento

5.4. Reforço à Torção

O reforço à torção é normalmente conseguido com o acréscimo de estribos e debarras longitudinais, implicando num encamisamento total da peça reforçada.

De forma diferente do cisalhamento, o reforço à torção exige que as armaduraslongitudinais sejam ancoradas no pilar. Isso pode ser feito por colagem comadesivos estruturais. (ver Figura 5.1.3 A).


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A Figura 5.4.1 apresenta a solução mais empregada, seja utilizando concreto armadoou projetado.

Figura 5.4.1 - Reforço à Torção

É importante salientar que ao invés de reforço, pode-se executar artifíciosestruturais capazes de reduzir ou anular o momento de torção que exige o reforço.São vários os artifícios estruturais que podem ser executados, variando com o casoestudado. Obviamente, a materialização desses artifícios implica em intervenções,às vezes, semelhantes às de reforço, mas de maior facilidade executiva. A Figura5.4.2 apresenta exemplo de um desses artifícios estruturais.

Figura 5.4.2 - Artifício Estrutural para Eliminar ou Reduzir Esforço de Torção


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6. REFORÇO DE LAJES

Nas lajes, são mais comuns os reforços à flexão e à punção. O reforço aocisalhamento é raro no caso de obras residênciais e comerciais, mas ocorre, não semfreqüencia, em obras industriais.

Os procedimentos de execução são análogos aos já descritos para pilares e vigas,seja em reforços em concreto armado ou projetado.


Os cálculos podem ser feitos com base nos critérios da NBR-6118.

Como nos pilares e vigas, devem ser considerados os estados iniciais de tensão edeformação. Entretanto, no caso das lajes, os efeitos desses estados iniciais sãomenos significativos, porque a parcela da carga permanente em relação à carga totalé normalmente menor do que nos casos de pilares e vigas. Portanto, a retirada dascargas de utilização reduz significativamente as tensões e deformações iniciais. Casose deseje reduzir ainda mais as tensões e deformações iniciais, pode-se lançar mãode operações de macaqueamento e escoramento, que também são de bem mais fácilexecução do que nos casos de vigas e pilares.

Atenção especial deve ser dada à aderência entre os concretos original e de reforço,para que seja garantido o funcionamento conjunto.

6.2. Reforço à Flexão

O reforço à flexão pode ser obtido pelo acréscimo de armadura na zona de traçãoou acréscimo de concreto na zona de compressão. A combinação desses doisacréscimos pode ser utilizado, apesar do maior grau de intervenção.

A Figura 6.2.1 mostra o reforço executado pela face inferior da laje, através deconcreto projetado.


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Figura 6.2.1 - Reforço pela Face Inferior da Laje

O uso de argamassas poliméricas “apertadas” contra o substrato é, também,possível, sendo, nesse caso, conveniente o uso de ponte de aderência compatívelcom o polímero da argamassa.

O reforço para os momentos positivos (que tracionam a face inferior da laje) éconseguido pelo aumento da seção da armadura. Para os momentos negativos(que tracionam a face superior da laje) o reforço acontece pelo acréscimo da seçãode concreto da zona comprimida.

A necessidade de ancoragem da armadura de reforço nas vigas deve ser verificada(ver item 5.1).

Na Figura 6.2.2 é mostrado o caso de reforço pela face superior da laje.

Figura 6.2.2 - Reforço pela Face Superior da Laje

Nesse caso, o uso do concreto projetado, ou mesmo de argamassas prensadas, não sejustifica, sendo indicado o concreto armado.

O reforço para os momentos positivos é conseguido pelo acréscimo da seção deconcreto da zona comprimida. Para os momentos negativos o reforço é obtidoatravés do aumento da seção da armadura.


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Solução alternativa, para reforço da região de momentos negativos, pode ser obtidaatravés da abertura de sulcos e posterior fixação da armadura com argamassapolimérica ou de resina, mais ponte de aderência - Figura 6.2.3.

Figura 6.2.3 - Reforço por Embutimento da Armadura

Muito comum, também, é a ocorrência de fissuras nos cantos de lajes, devidas amomentos volventes. Tais fissuras, normalmente, não prejudicam ocomportamento da laje, não sendo, portanto, exigido o reforço.

Ressalta-se que momentos volventes provocam esforços de tração nas duas facesdas lajes. Na face inferior, entretanto, não ocorre fissura, pois as armaduras decombate aos momentos positivos absorvem as tensões de tração do momentovolvente. Na face superior, como geralmente não há armadura negativa, o momentovolvente provocará fissuras.

A Figura 6.2.4 mostra o reforço para momento volvente com concreto armado.

Figura 6.2.4 - Reforço para Momento Volvente

Solução alternativa, análoga à mostrada na Figura 6.2.3, pode ser adotada.


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6.3. Reforço à Punção

O reforço à punção, exigido geralmente em lajes cogumelo, é, na maior parte dasvezes, executado através do aumento da área de transmissão de cargas entre pilar elaje. A área necessária é calculada para que as tensões de cisalhamentodesenvolvidas possam ser resistidas pelo concreto da laje.

A solução, em concreto armado, mais utilizada exige que aberturas sejam feitas nalaje, para o lançamento do concreto. Caso tal acesso seja inviável, pode-se adotarsolução com injeção de argamassa sobre brita acondicionada na forma. A Figura6.3.1 ilustra esses dois casos.

Aliviar a carga antes do reforço é sempre desejável.

Figura 6.3.1 - Reforço à Punção por Redução das Tensões de Cisalhamento

Outra forma de reforçar à punção consiste em acrescentar armadura paracombater os esforços de cisalhamento. Executa-se furos nos locais de instalação dasbarras da armadura, que são fixadas ao concreto por adesivos estruturais (barrasfinas) ou, o que é mais indicado, protendidas por meio do aperto de porcas, comchave de torque - Figura 6.3.2.

Figura 6.3.2 - Reforço à Punção por Acréscimo de Armadura de Cisalhamento


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6.4. Reforço ao Cisalhamento

A necessidade de reforço de lajes ao cisalhamento é bem menos comum do que o àflexão ou punção.

Entretanto, ele é facilmente conseguido com o acréscimo da espessura da laje, comonum reforço à flexão (ver Figuras 6.2.1 e 6.2.2). No caso de ser necessário apenasreforçar ao cisalhamento a introdução de armadura específica, por colagem ouprotensão, é mais econômica (Figura 6.4.1).

Figura 6.4.1 - Reforço ao Cisalhamento por Acréscimo de Armadura

Essa solução é igual à ilustrada pela Figura 6.3.2, que corresponde ao reforço àpunção.

7. CONSOLOS DE REFORÇO

Em muitas intervenções de reforço, a criação de consolos curtos, como estruturasauxiliares na solução pretendida, tem sido recurso de grande valia.

O reforço para elevação do nível da pista de rolamento ou troca de aparelhos deapoio de pontes ou viadutos, o reforço e reposicionamento de estruturas comrecalques de fundação e o reforço de fundações em estacas são alguns exemplos decasos onde consolos curtos funcionam como estruturas auxiliares.

As Figuras 7.1 e 7.2 ilustram os dois primeiros casos citados.


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O caso referente ao reforço de fundações em estacas será visto à frente.

Figura 7.1 - Consolos Curtos como Estruturas Auxiliares no Içamento de Tabuleiros de Pontes e Viadutos

Figura 7.2 - Consolos Curtos como Estruturas Auxiliares no Reposicionamento de Estrutura com Recalques

A Figura 7.3 mostra os detalhes construtivos dos casos das Figuras 27 e 28

Figura 7.3 - Detalhes Construtivos


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8. REFORÇO DE FUNDAÇÕES EM SAPATA

Intervenções de reforço são feitas em sapatas, geralmente, em função da necessidadede acréscimo de solicitação ou do mau desempenho.

O mau desempenho pode ser da peça estrutural, exigindo reforços à flexão, punçãoou cisalhamento, ou da interação entre estrutura e solo, que implica em recalques,e, consequentemente, em reforço, sendo, às vezes, necessário o reposicionamento daestrutura (ver Figura 7.2).

Nos casos de mau desempenho da peça estrutural, seja na flexão, punção oucisalhamento, o reforço é facilmente conseguido através do aumento da seção deconcreto - Figura 8.1.

Figura 8.1 - Reforço à Flexão, Punção ou Cisalhamento

Em qualquer das três situações, a aderência entre os concretos é, como sempre, devital importância, sendo bastante indicada a adoção de pinos de cisalhamento. Nocaso de reforço à punção, sugere-se a ligação do concreto de reforço com o pilar,também através de barras que atravessam o pilar.

O aumento da área de uma sapata pode ser necessário, para manter os níveis detensão no solo, quando há acréscimo de carga, ou para reduzir tais níveis, quandoeles estão acima do admissível, provocando recalques excessivos.


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Quando exigido, uma boa solução para aumentar a área de uma sapata éprolongar as ferragens de flexão existentes, e aumentar a sua altura, o suficientepara que sejam atendidas as novas solicitações de flexão, punção e cisalhamento -Figura 8.2.

O prolongamento das barras pode ser feito quebrando-se as bordas da sapata, atéque fique exposto um trecho reto de ferragem de aproximadamente quinzecentímetros, para soldagem ou instalação de luvas (tipo CCL).

Figura 8.2 - Aumento da Área de Contato de Sapatas

Outra forma de se aumentar a capacidade de carga de uma fundação em sapata étransformá-la numa fundação sobre estacas. Para isso, normalmente se empregaestacas perfuradas (estaca raiz, presso ancoragem, e outras), usando o mesmoequipamento para perfurar o concreto da sapata original - Figura 8.3.

Figura 8.3 - Reforço de Sapata por Cravação de Estacas

No cálculo do futuro bloco de coroamento, deve ser levado em conta que algumasbarras da armadura original serão cortadas durante a perfuração da sapata para aexecução das estacas.


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A necessidade de uso de adesivo estrutural que garanta a ligação entre o concretodas estacas e o da sapata pode dificultar a execução do reforço, sendo o seu pontomais vulnerável. Por isso, é comum a solução alternativa indicada na Figura 8.4,que consiste em executar uma nova fundação em estacas sobre a sapata original.

Figura 8.4 - Bloco Estaqueado Sobre Sapata Existente

Quando o acréscimo é, sòmente, de carga normal, solução pouco convencionalconsiste na cravação de estacas, cuja função será absorver o acréscimo de carganormal. Nessa solução são utilizados consolos auxiliares - Figura 8.5.

Um estudo cuidadoso deverá ser feito, no intuito de definir o comprimento dasestacas. O recalque das estacas deverá ser pequeno o suficiente para que não hajatransmissão de carga para a sapata.

Figura 8.5 - Solução Alternativa para Acréscimo de Carga Normal em Sapatas


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9. REFORÇO DE FUNDAÇÕES EM ESTACAS

Como as sapatas, as fundações em estacas são reforçadas em função de acréscimosde solicitação ou do seu mau desempenho.

O mau desempenho pode ser devido à baixa capacidade resistente do conjunto deestacas ou por deficiências do bloco de coroamento.

A solução executiva, nos dois casos, é, entretanto, a mesma, diferençando apenaspelo fato de num haver acréscimo de estacas e no outro não.

Quando se trata de blocos de pequenas dimensões, o reforço é feito de forma aenvolver todo o bloco original (encamisamento).

As Figuras 9.1 e 9.2 ilustram o reforço de blocos de pequenas dimensões sem e comacréscimo de estacas, respectivamente.

Figura 9.1 - Reforço de Blocos por Encamisamento - Sem Novas Estacas

Figura 9.2 - Reforço de Blocos por Encamisamento - Com Novas Estacas


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Em blocos de grandes dimensões, o reforço, com ou sem acréscimo de estacas, é,geralmente, feito pelo acréscimo da seção de concreto nas faces superior e laterais.

No primeiro caso (acréscimo de estacas) é executado, também, o prolongamento daarmadura inferior, através soldagem ou do uso de luvas especiais - Figura 9.3.

Figura 9.3 - Reforço de Blocos de Grandes Dimensões


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10. BIBLIOGRAFIA

[1] Piancastelli, E.M. - Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de ConcretoArmado - Ed. Depto. Estruturas da EEUFMG - 1997 - 160p.

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Élvio Mosci Piancastelli.Professor Adjunto do Depto. de Engenharia de Estruturas daEscola de Engenharia da UFMG.Engenheiro Consultor pela Fundação Christiano Ottoni e FUNDEP.

Correio Eletrônico: [email protected]: 31-9907-4140 (cel.) - 031-3238-1998 (com.)

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