SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 15
Descargar para leer sin conexión
TT32
            REFORÇO ESTRUTURAL COM FIBRA DE CARBONO

                               GILBERTO COURI
ENGENHEIRO CIVIL (PUC/RJ), MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA (PUC/RJ), DOUTORADO EM
   ENGENHARIA (COPPE/UFRJ). PROFESSOR TITULAR NA FACULDADE DE ENGENHARIA DA
      UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE; CONSTRUTOR E CONSULTOR TÉCNICO

                           GUILHERME ADIB COURI
ENGENHEIRO CIVIL (UNLV/EUA), MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA (UFF/RJ), DOUTORANDO
  EM ENGENHARIA (UFF/RJ); CONSULTOR SENIOR DA ERNST&YOUNG NA ÁREA DE FUSÕES E
                                    AQUISIÇÕES.

                      CLARISSA DE ALCANTARA COURI
 ENGENHEIRA CIVIL (PUC-RJ), MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL (PUC-RJ), MBA EM
AVALIAÇÕES E PERÍCIAS DE ENGENHARIA (UFF); ATUOU EM PROJETOS ESTRUTURAIS NA CERNA
           PROJETOS; ATUA COMO ENGENHEIRA NA OI TELEMAR NORTE LESTE.
XIV COBREAP – CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE
                   AVALIAÇÕES E PERÍCIAS. IBAPE/BA




                     NATUREZA DO TRABALHO: PROFISSIONAL




                REFORÇO ESTRUTURAL COM FIBRA DE CARBONO




Resumo
        Trata-se da solução de um problema de excesso de carga em estrutura existente e estável, a
ser carregada por uma carga pontual muito alta sobre uma das lajes, o que provocaria a falência
estrutural localizada. O usuário, prevenindo eventuais problemas e futuras demandas judiciais,
investiu numa análise prévia da estabilidade estrutural, promovendo o reforço indicado pelo laudo
apresentado, o que propiciou a realização das obras e a colocação da aparelhagem de ressonância
magnética sem afetar a segurança estrutural.

PALAVRAS CHAVE: Patologia – Reforço Estrutural – Compósito de Fibra de Carbono
INTRODUÇÃO

        Uma clínica radiológica em fase de expansão decidiu adquirir aparelhagem de
ressonância magnética, que uma vez instalada, transmitiria uma carga de mais de
seis toneladas de forma concentrada sobre uma das lajes da edificação.
        A análise da estrutura indicou que uma falência estrutural localizada, tanto da
laje quanto da viga adjacente, que a sustentava, deveria ocorrer tão logo a carga
atuasse.
        Feita a análise e a verificação de segurança estrutural da região a ser
afetada, decidiu-se pelo reforço da estrutura.
        Das alternativas possíveis, foram analisadas as seguintes hipóteses: reforço
inferior com chapas de aço coladas, reforço superior com perfis metálicos
sobrepostos e reforço inferior com compósitos em fibra de carbono.
        Analisados os prós e contras de cada solução, optou-se por se fazer o reforço
através do uso de fibras de carbono, associadas a um espessamento da laje e
aumento da altura da viga, de modo a garantir a segurança estrutural individual de
cada peça e do conjunto estrutural, como um todo.
        A variável, tempo de execução do reforço, foi fator determinante para a
escolha do sistema de reforço a ser adotado, pois o prazo para recebimento e
colocação do equipamento em operação era muito exíguo.
        Uma vez analisado o parecer técnico apresentado por laudo de engenharia,
os serviços de execução foram iniciados e executados em menos de um dia útil,
atendendo aos requisitos de segurança e velocidade exigidos.

A ESTRUTURA EXISTENTE

       A edificação foi construída em concreto armado há cerca de 60 anos.
       Sobre as lajes existia um sobre piso em argamassa de cimento e areia, além
de piso em tacos de madeira. A espessura total desses materiais era de 8 cm.
       Inspecionada a estrutura, não foram identificados quaisquer indícios de
carregamentos excessivos ou de deterioração dos materiais, seja por agressões
físicas, químicas ou biológicas.
       Foi feito um levantamento da resistência do concreto e a determinação da
armadura existente.
       Para a determinação do valor do fck foi utilizado o Método Brasileiro de
Penetração de Pinos. Foram analisadas a viga mais afetada e as lajes contíguas.
       Apresentamos abaixo o resultado do ensaio:

                        QUADRO GERAL DE RESULTADOS
            Ponto                  1        2         3        4         5         6
                                                               46
                                            32
                                  35                 38        31        35       30
  Penetração do Pino (mm)                   29
                                  35                 38        41        34       29
                                            20
                                                               35
      Valor Médio (mm)            35        27        38       38        35       30
 Resistência Estimada (MPa)      15,5      21,5      13,5     13,5      15,5     19,5
        Ÿ Resistência média estimada à compressão (fcj,médio) = 16,5 MPa




                                                                                  2
A identificação da armadura da viga foi feita a partir de pequenas janelas, e foi
verificada a existência de 4 ĭ 12,5 mm para resistir ao momento fletor positivo.

O EQUIPAMENTO

      Um equipamento de ressonância magnética seria instalado num dos
conjuntos de salas do terceiro pavimento.
      O apoio central do magneto do equipamento transmite carga de 6,2 t sobre
suportes de 20 cm X 30 cm.




                           Foto nº 1: Vista do equipamento

A ANÁLISE DA ESTRUTURA

      As lajes da edificação são paginadas com 3,0 m de largura e 8,0 m de
comprimento, tendo todas 10 cm de espessura. As vigas têm 25 cm de largura por
70 cm de altura.
      Inicialmente, para um melhor conhecimento da situação, foi efetuada a
completa remoção do acabamento de piso e do sobre piso em argamassa,
deixando-se a estrutura em osso.
      Apresentamos a seguir um croqui esquemático da situação:




                                                                                    3
Des nº 1 – Planta de arquitetura esquemática para a colocação do equipamento




         3m                        3m                     3m


                                                20 cm




                                        48 cm
                                    30 cm
   8m


                          20 cm
                          44 cm
                          20 cm


                          222 cm                   Bases      do
                                                   equipamento




Des nº 2 – Planta esquemática da estrutura e das bases do equipamento




                                                                               4
VERIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE

        A partir dos dados de carregamento e dos materiais disponíveis foi feita a
verificação de estabilidade da estrutura através de meios automáticos,
determinando-se quanto de reforço seria necessário se fazer para que a estrutura
mantivesse os níveis de segurança normativos.
        As alternativas analisadas foram:
    x Colocação de estrutura metálica sobre a laje, de modo que o carregamento
        adicional fosse levado diretamente aos pilares, que teriam capacidade de
        absorver esse acréscimo de carga;
    x Colagem de chapas metálicas que aumentariam as seções de ferragem,
        aumentando, conseqüentemente a capacidade de carga da estrutura,
        localizadamente;
    x Reforço com compósito de fibra de carbono (CFRP), e adição de sobrecapa
        de concreto, aumentando as seções das peças estruturais a serem
        reforçadas.

ANÁLISE DAS ALTERNATIVAS

        Para subsidiar a decisão sobre qual seria o procedimento adequado para a
execução dos serviços, foram analisados diversos aspectos: custo, facilidade e
prazo de execução dos serviços, aparência final, acessibilidade na utilização do
equipamento pós-montagem e facilidade de acesso às peças estruturais a serem
reforçadas.
        A alternativa de reforço através de perfis metálicos foi descartada, pois
exigiria a elevação do piso acabado em 45 cm, impedindo o acesso de cadeiras de
rodas, o que prejudicaria enormemente a utilização do equipamento. Também a
elevação e manuseio dos perfis metálicos exigiriam muito esforço e custo para levar
tais perfis ao interior do local de execução dos serviços.
        A alternativa de reforço em chapas coladas, além de exigir incômodos
grandes na manipulação do material, demandaria na não utilização do pavimento
imediatamente abaixo, por um período não inferior a uma semana, onde funciona
uma agência bancária.
        Desta forma, foi escolhida a solução em compósito de fibra de carbono como
a mais adequada para a situação, pois embora fosse um pouco mais cara (cerca de
18% mais cara que as outras soluções), permitiria uma fácil e rápida execução,
minimizando o incômodo ao vizinho do pavimento inferior, e não exigindo qualquer
sobre piso.

A SOLUÇÃO

      O reforço estrutural projetado é composto de dois procedimentos distintos:
™ Reforço na parte superior da viga por capeamento de concreto interligado por
  conectores;
™ Reforço na parte inferior através da colocação de fibra de carbono na laje e viga
  atingidas;




                                                                              5
Serão detalhados, a seguir, os procedimentos necessários à recomposição da plena
capacidade resistente da estrutura, face ao novo carregamento.

O REFORÇO ESTRUTURAL NA FACE SUPERIOR DA VIGA

       Para aumentar a capacidade resistente da viga, foi colocada uma sobrecapa
de concreto à laje numa largura de 1,0m, centrada no eixo da viga, aumentando a
altura da viga em 8 cm. A garantia de solidarização do novo concreto com o pré-
existente foi efetivada através da cravação de conectores na face superior da laje,
fazendo com que a linha neutra da viga ficasse dentro da espessura da mesa,
obrigando a viga a funcionar como viga T, conforme croqui abaixo.



    Concreto fck = 18 MPa                                      CORTE ESQUEMÁTICO
                                   100 cm



                                                                            Sobrecapa - 8 cm
                                                                            Laje existente - 10 cm




    Conectores
                                                              PLANTA (Vista Superior)




                                                                  4 Conectores a cada 50 cm




                      5 cm 30 cm    30 cm      30 cm   5 cm




              Conector ĭ 10 mm     5 cm                        DETALHE DOS CONECTORES


      10 cm
                                            5 cm
                                                                 Laje
                        Furo ĭ 12 mm




    Des nº 3 – Esquema de colocação dos conectores e execução da sobrecapa em concreto



                                                                                                     6
Fotos nos 2 e 3: Vista dos conectores

O REFORÇO ESTRUTURAL NA FACE INFERIOR DA ESTRUTURA

      Adicionalmente ao reforço já descrito, foi projetado e executado um reforço
em compósito de fibra de carbono (CFRP) na parte inferior da laje e da viga
afetadas, conforme detalhes a seguir.




                             Manta em fibra de carbono
                             1 camada
                                           240 cm



                  50 cm
                  34 cm
                  50 cm



                               207 cm




 Des nº 4 – Projeto esquemático do reforço da laje com manta em fibra de carbono




                                                                             7
CORTE ESQUEMÁTICO




                                                    Manta em fibra de carbono
                   12,5 cm
                                                    2 camadas


Des nº 5 – Projeto esquemático do reforço da viga com manta em fibra de carbono




                    Foto no 4: Vista da viga a ser reforçada




                 Foto no 5: Vista da lixadeira para polir a
                 superfície do concreto onde será aplicada a
                 manta de fibra de carbono


                                                                                8
Foto no 6: Vista da viga a ser reforçada após polimento




Foto no 7: Vista da face inferior da laje, já polida e com a aplicação de primer




                                                                                   9
Foto no 9: Rolo de fibra de carbono desenrolado para aplicação da cola




Foto no 10: Aplicação da cola sobre o concreto polido e já com primer




                                                                         10
Foto no 11: Aplicação da cola sobre a fibra




  Foto no 12: Aplicação da fibra no local




                                              11
Foto no 13: Serviço executado com capeamento da fibra de carbono por camada
                                 final de cola




         Foto no 14: Equipamento colocado, em fase de acabamento



                                                                         12
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

        O resultado do presente trabalho espelha o que vem se demonstrando cada
vez mais: a durabilidade e o desempenho das edificações, e, conseqüentemente, de
suas estruturas, é função direta dos cuidados que se tem com sua utilização.
        O ponto principal de desgaste e deterioração é o uso indevido, caracterizado
primordialmente pelo excesso de carga.
        A providência do usuário em contratar a confecção de um laudo técnico prévio
de engenharia com o objetivo de verificar eventuais danos que poderiam ser trazidos
à edificação pela colocação de um carregamento excessivo e puntual acarretou
projeto e obra de reforço estrutural, de modo a aumentar a capacidade de carga
para o novo uso da estrutura.
        Adicionalmente, novos materiais e novas técnicas executivas estão
proporcionando oportunidades de se ter novas opções para solucionar situações
que, há bem pouco tempo demandavam grandes custos operacionais e logísticos,
causando desconforto, exigindo prazos e interrompendo atividades.
        No caso em apreço, todos os serviços de reforço estrutural foram executados
em 6 h de trabalho, num domingo, permitindo ao cliente entrar em atividade
imediatamente, não exigindo longos períodos de cura de materiais, e com utilização
de ferramentas leves e pequenas.
        É importante que essas técnicas e esses novos materiais entrem,
definitivamente, no leque de opções que nossos profissionais devem analisar antes
de decidir por uma solução.




                                                                               13
BIBLIOGRAFIA

  x   Moreira de Souza, Vicente C. & Ripper, Thomaz – Patologia, Recuperação e
      Reforço de Estruturas de Concreto – Pini - 1998.
  x   NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento.
  x   Couri, Gilberto Adib – Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto –
      Apostila – Pós Graduação em Engenharia Civil – Universidade Federal
      Fluminense - 2006
  x   Paula Machado, Ari – Reforço de Estruturas de Concreto Armado com Fibras
      de Carbono – Pini – 2002.
  x   Verçoza, Ênio José – Patologia das Edificações – Editora Sabra, 1991




                                                                          14

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Nbr 6122 1996 - projeto e execução de fundações
Nbr 6122   1996 - projeto e execução de fundaçõesNbr 6122   1996 - projeto e execução de fundações
Nbr 6122 1996 - projeto e execução de fundaçõesFernando Boff
 
48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto
48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto
48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-abertoRayanne Barbosa Oliveira
 
Caixa água ferrocimento
Caixa água ferrocimentoCaixa água ferrocimento
Caixa água ferrocimentoZf Neves
 
Lançamento
LançamentoLançamento
Lançamentojositais
 
A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...
A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...
A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...Felipe Souza Cruz
 
Apostila ufg fundacoes
Apostila ufg fundacoesApostila ufg fundacoes
Apostila ufg fundacoesSergio Alves
 
Alvenaria de varios tipos
Alvenaria de varios tiposAlvenaria de varios tipos
Alvenaria de varios tiposAlécio Braz
 

La actualidad más candente (14)

Nbr 6122 1996 - projeto e execução de fundações
Nbr 6122   1996 - projeto e execução de fundaçõesNbr 6122   1996 - projeto e execução de fundações
Nbr 6122 1996 - projeto e execução de fundações
 
48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto
48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto
48900497 nbr-9061-nb-942-seguranca-de-escavacao-a-ceu-aberto
 
Caixa água ferrocimento
Caixa água ferrocimentoCaixa água ferrocimento
Caixa água ferrocimento
 
Lançamento
LançamentoLançamento
Lançamento
 
A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...
A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...
A experiência brasileira na utilização do ensaio de integridade através da pe...
 
Estrutura em concreto memorial
Estrutura em concreto   memorialEstrutura em concreto   memorial
Estrutura em concreto memorial
 
Concreto protendido pontes e vigas
Concreto protendido pontes e vigasConcreto protendido pontes e vigas
Concreto protendido pontes e vigas
 
Apostila ufg fundacoes
Apostila ufg fundacoesApostila ufg fundacoes
Apostila ufg fundacoes
 
Slides técnicas
Slides técnicasSlides técnicas
Slides técnicas
 
Alvenaria de varios tipos
Alvenaria de varios tiposAlvenaria de varios tipos
Alvenaria de varios tipos
 
Nbr 14718 guarda-corpos_edificacoes
Nbr 14718 guarda-corpos_edificacoesNbr 14718 guarda-corpos_edificacoes
Nbr 14718 guarda-corpos_edificacoes
 
9788521612490
97885216124909788521612490
9788521612490
 
Muros
MurosMuros
Muros
 
Estruturas metálicas
Estruturas metálicasEstruturas metálicas
Estruturas metálicas
 

Similar a Recuperação fibra de carbono

SCAC - Lactec 2011
SCAC - Lactec 2011SCAC - Lactec 2011
SCAC - Lactec 2011SCAC
 
Datec 009 Casa Express
Datec 009 Casa ExpressDatec 009 Casa Express
Datec 009 Casa Expressimobsollo
 
PROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdf
PROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdfPROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdf
PROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdfHallyson Moreira
 
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docx
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docxMAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docx
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docxPrimeEducacional
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...PrimeEducacional
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...PrimeAssessoriaAcadm3
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...PrimeAssessoriaAcadm3
 
1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...
1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...
1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...PrimeEducacional
 
Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...
Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...
Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...PrimeEducacional
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...PrimeEducacional
 
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...PrimeEducacional
 
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...PrimeAssessoriaAcadm3
 
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023PrimeAssessoriaAcadm3
 

Similar a Recuperação fibra de carbono (13)

SCAC - Lactec 2011
SCAC - Lactec 2011SCAC - Lactec 2011
SCAC - Lactec 2011
 
Datec 009 Casa Express
Datec 009 Casa ExpressDatec 009 Casa Express
Datec 009 Casa Express
 
PROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdf
PROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdfPROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdf
PROJETO DE PONTE EM LAJE EXECUTADA COM VIGAS PRÉ-MOLDADAS.pdf
 
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docx
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docxMAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docx
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 542023.docx
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas ao cisalhamento n...
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
 
1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...
1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...
1) Verificar se o esforço cortante solicitante de cálculo será menor que a fo...
 
Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...
Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...
Para garantir a segurança e a eficácia dessas estruturas, é necessário atende...
 
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
Nesta etapa, você precisa dimensionar as armaduras sujeitas à flexão da longa...
 
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
 
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
As pontes desempenham um papel fundamental na superação de obstáculos que int...
 
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023
MAPA - PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS - 54/2023
 

Recuperação fibra de carbono

  • 1. TT32 REFORÇO ESTRUTURAL COM FIBRA DE CARBONO GILBERTO COURI ENGENHEIRO CIVIL (PUC/RJ), MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA (PUC/RJ), DOUTORADO EM ENGENHARIA (COPPE/UFRJ). PROFESSOR TITULAR NA FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE; CONSTRUTOR E CONSULTOR TÉCNICO GUILHERME ADIB COURI ENGENHEIRO CIVIL (UNLV/EUA), MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA (UFF/RJ), DOUTORANDO EM ENGENHARIA (UFF/RJ); CONSULTOR SENIOR DA ERNST&YOUNG NA ÁREA DE FUSÕES E AQUISIÇÕES. CLARISSA DE ALCANTARA COURI ENGENHEIRA CIVIL (PUC-RJ), MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL (PUC-RJ), MBA EM AVALIAÇÕES E PERÍCIAS DE ENGENHARIA (UFF); ATUOU EM PROJETOS ESTRUTURAIS NA CERNA PROJETOS; ATUA COMO ENGENHEIRA NA OI TELEMAR NORTE LESTE.
  • 2. XIV COBREAP – CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE AVALIAÇÕES E PERÍCIAS. IBAPE/BA NATUREZA DO TRABALHO: PROFISSIONAL REFORÇO ESTRUTURAL COM FIBRA DE CARBONO Resumo Trata-se da solução de um problema de excesso de carga em estrutura existente e estável, a ser carregada por uma carga pontual muito alta sobre uma das lajes, o que provocaria a falência estrutural localizada. O usuário, prevenindo eventuais problemas e futuras demandas judiciais, investiu numa análise prévia da estabilidade estrutural, promovendo o reforço indicado pelo laudo apresentado, o que propiciou a realização das obras e a colocação da aparelhagem de ressonância magnética sem afetar a segurança estrutural. PALAVRAS CHAVE: Patologia – Reforço Estrutural – Compósito de Fibra de Carbono
  • 3. INTRODUÇÃO Uma clínica radiológica em fase de expansão decidiu adquirir aparelhagem de ressonância magnética, que uma vez instalada, transmitiria uma carga de mais de seis toneladas de forma concentrada sobre uma das lajes da edificação. A análise da estrutura indicou que uma falência estrutural localizada, tanto da laje quanto da viga adjacente, que a sustentava, deveria ocorrer tão logo a carga atuasse. Feita a análise e a verificação de segurança estrutural da região a ser afetada, decidiu-se pelo reforço da estrutura. Das alternativas possíveis, foram analisadas as seguintes hipóteses: reforço inferior com chapas de aço coladas, reforço superior com perfis metálicos sobrepostos e reforço inferior com compósitos em fibra de carbono. Analisados os prós e contras de cada solução, optou-se por se fazer o reforço através do uso de fibras de carbono, associadas a um espessamento da laje e aumento da altura da viga, de modo a garantir a segurança estrutural individual de cada peça e do conjunto estrutural, como um todo. A variável, tempo de execução do reforço, foi fator determinante para a escolha do sistema de reforço a ser adotado, pois o prazo para recebimento e colocação do equipamento em operação era muito exíguo. Uma vez analisado o parecer técnico apresentado por laudo de engenharia, os serviços de execução foram iniciados e executados em menos de um dia útil, atendendo aos requisitos de segurança e velocidade exigidos. A ESTRUTURA EXISTENTE A edificação foi construída em concreto armado há cerca de 60 anos. Sobre as lajes existia um sobre piso em argamassa de cimento e areia, além de piso em tacos de madeira. A espessura total desses materiais era de 8 cm. Inspecionada a estrutura, não foram identificados quaisquer indícios de carregamentos excessivos ou de deterioração dos materiais, seja por agressões físicas, químicas ou biológicas. Foi feito um levantamento da resistência do concreto e a determinação da armadura existente. Para a determinação do valor do fck foi utilizado o Método Brasileiro de Penetração de Pinos. Foram analisadas a viga mais afetada e as lajes contíguas. Apresentamos abaixo o resultado do ensaio: QUADRO GERAL DE RESULTADOS Ponto 1 2 3 4 5 6 46 32 35 38 31 35 30 Penetração do Pino (mm) 29 35 38 41 34 29 20 35 Valor Médio (mm) 35 27 38 38 35 30 Resistência Estimada (MPa) 15,5 21,5 13,5 13,5 15,5 19,5 Ÿ Resistência média estimada à compressão (fcj,médio) = 16,5 MPa 2
  • 4. A identificação da armadura da viga foi feita a partir de pequenas janelas, e foi verificada a existência de 4 ĭ 12,5 mm para resistir ao momento fletor positivo. O EQUIPAMENTO Um equipamento de ressonância magnética seria instalado num dos conjuntos de salas do terceiro pavimento. O apoio central do magneto do equipamento transmite carga de 6,2 t sobre suportes de 20 cm X 30 cm. Foto nº 1: Vista do equipamento A ANÁLISE DA ESTRUTURA As lajes da edificação são paginadas com 3,0 m de largura e 8,0 m de comprimento, tendo todas 10 cm de espessura. As vigas têm 25 cm de largura por 70 cm de altura. Inicialmente, para um melhor conhecimento da situação, foi efetuada a completa remoção do acabamento de piso e do sobre piso em argamassa, deixando-se a estrutura em osso. Apresentamos a seguir um croqui esquemático da situação: 3
  • 5. Des nº 1 – Planta de arquitetura esquemática para a colocação do equipamento 3m 3m 3m 20 cm 48 cm 30 cm 8m 20 cm 44 cm 20 cm 222 cm Bases do equipamento Des nº 2 – Planta esquemática da estrutura e das bases do equipamento 4
  • 6. VERIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE A partir dos dados de carregamento e dos materiais disponíveis foi feita a verificação de estabilidade da estrutura através de meios automáticos, determinando-se quanto de reforço seria necessário se fazer para que a estrutura mantivesse os níveis de segurança normativos. As alternativas analisadas foram: x Colocação de estrutura metálica sobre a laje, de modo que o carregamento adicional fosse levado diretamente aos pilares, que teriam capacidade de absorver esse acréscimo de carga; x Colagem de chapas metálicas que aumentariam as seções de ferragem, aumentando, conseqüentemente a capacidade de carga da estrutura, localizadamente; x Reforço com compósito de fibra de carbono (CFRP), e adição de sobrecapa de concreto, aumentando as seções das peças estruturais a serem reforçadas. ANÁLISE DAS ALTERNATIVAS Para subsidiar a decisão sobre qual seria o procedimento adequado para a execução dos serviços, foram analisados diversos aspectos: custo, facilidade e prazo de execução dos serviços, aparência final, acessibilidade na utilização do equipamento pós-montagem e facilidade de acesso às peças estruturais a serem reforçadas. A alternativa de reforço através de perfis metálicos foi descartada, pois exigiria a elevação do piso acabado em 45 cm, impedindo o acesso de cadeiras de rodas, o que prejudicaria enormemente a utilização do equipamento. Também a elevação e manuseio dos perfis metálicos exigiriam muito esforço e custo para levar tais perfis ao interior do local de execução dos serviços. A alternativa de reforço em chapas coladas, além de exigir incômodos grandes na manipulação do material, demandaria na não utilização do pavimento imediatamente abaixo, por um período não inferior a uma semana, onde funciona uma agência bancária. Desta forma, foi escolhida a solução em compósito de fibra de carbono como a mais adequada para a situação, pois embora fosse um pouco mais cara (cerca de 18% mais cara que as outras soluções), permitiria uma fácil e rápida execução, minimizando o incômodo ao vizinho do pavimento inferior, e não exigindo qualquer sobre piso. A SOLUÇÃO O reforço estrutural projetado é composto de dois procedimentos distintos: ™ Reforço na parte superior da viga por capeamento de concreto interligado por conectores; ™ Reforço na parte inferior através da colocação de fibra de carbono na laje e viga atingidas; 5
  • 7. Serão detalhados, a seguir, os procedimentos necessários à recomposição da plena capacidade resistente da estrutura, face ao novo carregamento. O REFORÇO ESTRUTURAL NA FACE SUPERIOR DA VIGA Para aumentar a capacidade resistente da viga, foi colocada uma sobrecapa de concreto à laje numa largura de 1,0m, centrada no eixo da viga, aumentando a altura da viga em 8 cm. A garantia de solidarização do novo concreto com o pré- existente foi efetivada através da cravação de conectores na face superior da laje, fazendo com que a linha neutra da viga ficasse dentro da espessura da mesa, obrigando a viga a funcionar como viga T, conforme croqui abaixo. Concreto fck = 18 MPa CORTE ESQUEMÁTICO 100 cm Sobrecapa - 8 cm Laje existente - 10 cm Conectores PLANTA (Vista Superior) 4 Conectores a cada 50 cm 5 cm 30 cm 30 cm 30 cm 5 cm Conector ĭ 10 mm 5 cm DETALHE DOS CONECTORES 10 cm 5 cm Laje Furo ĭ 12 mm Des nº 3 – Esquema de colocação dos conectores e execução da sobrecapa em concreto 6
  • 8. Fotos nos 2 e 3: Vista dos conectores O REFORÇO ESTRUTURAL NA FACE INFERIOR DA ESTRUTURA Adicionalmente ao reforço já descrito, foi projetado e executado um reforço em compósito de fibra de carbono (CFRP) na parte inferior da laje e da viga afetadas, conforme detalhes a seguir. Manta em fibra de carbono 1 camada 240 cm 50 cm 34 cm 50 cm 207 cm Des nº 4 – Projeto esquemático do reforço da laje com manta em fibra de carbono 7
  • 9. CORTE ESQUEMÁTICO Manta em fibra de carbono 12,5 cm 2 camadas Des nº 5 – Projeto esquemático do reforço da viga com manta em fibra de carbono Foto no 4: Vista da viga a ser reforçada Foto no 5: Vista da lixadeira para polir a superfície do concreto onde será aplicada a manta de fibra de carbono 8
  • 10. Foto no 6: Vista da viga a ser reforçada após polimento Foto no 7: Vista da face inferior da laje, já polida e com a aplicação de primer 9
  • 11. Foto no 9: Rolo de fibra de carbono desenrolado para aplicação da cola Foto no 10: Aplicação da cola sobre o concreto polido e já com primer 10
  • 12. Foto no 11: Aplicação da cola sobre a fibra Foto no 12: Aplicação da fibra no local 11
  • 13. Foto no 13: Serviço executado com capeamento da fibra de carbono por camada final de cola Foto no 14: Equipamento colocado, em fase de acabamento 12
  • 14. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES O resultado do presente trabalho espelha o que vem se demonstrando cada vez mais: a durabilidade e o desempenho das edificações, e, conseqüentemente, de suas estruturas, é função direta dos cuidados que se tem com sua utilização. O ponto principal de desgaste e deterioração é o uso indevido, caracterizado primordialmente pelo excesso de carga. A providência do usuário em contratar a confecção de um laudo técnico prévio de engenharia com o objetivo de verificar eventuais danos que poderiam ser trazidos à edificação pela colocação de um carregamento excessivo e puntual acarretou projeto e obra de reforço estrutural, de modo a aumentar a capacidade de carga para o novo uso da estrutura. Adicionalmente, novos materiais e novas técnicas executivas estão proporcionando oportunidades de se ter novas opções para solucionar situações que, há bem pouco tempo demandavam grandes custos operacionais e logísticos, causando desconforto, exigindo prazos e interrompendo atividades. No caso em apreço, todos os serviços de reforço estrutural foram executados em 6 h de trabalho, num domingo, permitindo ao cliente entrar em atividade imediatamente, não exigindo longos períodos de cura de materiais, e com utilização de ferramentas leves e pequenas. É importante que essas técnicas e esses novos materiais entrem, definitivamente, no leque de opções que nossos profissionais devem analisar antes de decidir por uma solução. 13
  • 15. BIBLIOGRAFIA x Moreira de Souza, Vicente C. & Ripper, Thomaz – Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto – Pini - 1998. x NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento. x Couri, Gilberto Adib – Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto – Apostila – Pós Graduação em Engenharia Civil – Universidade Federal Fluminense - 2006 x Paula Machado, Ari – Reforço de Estruturas de Concreto Armado com Fibras de Carbono – Pini – 2002. x Verçoza, Ênio José – Patologia das Edificações – Editora Sabra, 1991 14