Fissurações Recorrentes em Estruturas Autoportantes. RecurrentCracking in Self-SupportingStructures

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1 Fissurações Recorrentes em Estruturas Autoportantes RecurrentCracking in Self-SupportingStructures Clara Luiza Soares da Silva¹ Jennifer Moreira Mendes² Átila Giugni de Souza³ RESUMO: Devido ao grande crescimento do mercado da construção civil nos últimos anos, o sistema construtivo de estruturas autoportantes, também conhecido como alvenaria estrutural, vêm se desenvolvendo com elevada aceitação pelas empresas construtoras e demais setores da construção. Este trabalho visa estudar o comportamento da estrutura autoportante, e os mecanismos que levam ao surgimento de diversos tipos de fissuras na mesma, permitindo assim diagnosticá-las, e adotar medidas preventivas baseadas em conhecimentos científicos. Palavra-chave: Estruturas Autoportantes, Fissuras, Construção Civil. ABSTRACT:Due to the great growth of the construction market in recent years, the construction system of self-supporting structures, also known as structural masonry, has been developing with high acceptance by construction companies and other construction sectors. This work aims to study the behavior of the self-supporting structure and the mechanisms that lead to the appearance of several types of fissures in the same, allowing to diagnose them, and adopt preventive measures based on scientific knowledge. Keywords: Self Supporting Structures, Cracks, Construction waste. 1 Estudante do curso de Engenharia Civil. Faculdade Kennedy de Engenharia. claraluiza.s@hotmail.com 2 Estudante do curso de. Faculdade Kennedy de Engenharia. jennifermmbh@gmail.com 3 ProfessorOrientador. Mestre em Engenharia Civil. atila.souza@copasa.com.br 1

2 1.INTRODUÇÃO A execução de obras em alvenaria estrutural adota um sistema em que as paredes da edificação desempenham a função de estrutura, absorvendo os esforços transmitidos pela estrutura e direcionando-os a fundação, dispensando o uso de pilares e vigas. O uso dessa técnica proporciona vários benefícios para o desenvolvimento de projetos em alvenaria estrutural, tais como: durabilidade, estética agradável, ótimo desempenho térmico e acústico, dentre outros. Durante a execução de obras utilizando-se deste sistema construtivo, algumas etapas são eliminadas em comparação a obras de concreto armado. Por exemplo, a eliminação de vigas e pilares, diminuição de fôrmas e armaduras. Reduzindo algumas etapas do cronograma construtivo, proporcionando um canteiro de obra mais limpo, reduzindo o uso de madeiras e aço, além da mão de obra de carpinteiros e armadores, diminuindo o tempo de construção, sendo estas estruturas tão eficientes quanto às estruturas de concreto armado, em que desempenham as mesmas funções estruturais tornando-se um método eficiente. Entretanto o projeto de pesquisa objetiva apresentar algumas situações recorrentes durante a execução de obras, pelo sistema construtivo de estruturas autoportantes, nas quais as aplicações normativas brasileiras para o sistema construtivo em estruturas autoportantes são aplicadas equivocadamente ou em determinados casos não se aplicam. Isso implica no surgimento de fissuras nas edificações construídas por esse sistema, o que compromete a vida útil das edificações. O projeto de pesquisa visa apresentar os diversos tipos de fissuras recorrentes em estruturas autoportantes, demonstrando as formas e os processos de formação das mesmas. Com essas observações pretendemos investigar quais são as principais fissuras recorrentes em estruturas autoportantes visando detalhar as causas, prevenções e soluções. O projeto de pesquisa tem como relevância transcrever o crescimento demasiado de edificações que se utilizam do sistema construtivo em alvenaria estrutural no Brasil e, em consequência disso, demonstrar a ineficiência na aplicação das técnicas pertinentes ao método nessas edificações, ocasionando fissuras durante a vida útil das edificações. 2

3 Para isso serão apresentadas e caracterizadas as principais fissuras recorrentes em estruturas autoportantes: fissurações devido à compressão, fissurações devido à interação entre bloco e argamassa, fissuração devido à diferença de resistência a compressão do bloco e argamassa, fissuração devido ao recalque diferencial da estrutura como um todo. O objetivo futuro é apresentar as variações destas manifestações patológicas durante a vida útil das edificações, conforme diferentes bibliografias. Apresentando o embasamento teórico obtido, é possível conhecer como as estruturas em alvenaria estrutural trabalham, podendo assim determinar mecanismos que venham a diminuir as fissuras e suas consequências futuras para as estruturas em alvenaria estrutural. Dessa forma, pretende levantar métodos que possibilitem o controle e tratamento dessas manifestações patológicas e práticas com o intuito que as patologias não mais ocorram. 2. REFERENCIAL TÉORICO Conceitos e definições de Estruturas Autoportantes Estruturas autoportantes podem ser definidas como o conjunto formado por blocos de concreto ou cerâmica, argamassa, graute e prisma, formando em uma estrutura coesa, com o objetivo de resistir os esforços horizontais e verticais de uma edificação, promovendo segurança global da estrutura e conforto aos usuários da mesma (TAUIL e MARTINS NESSE, 2010). Figura 1 Condomínio Spazio Luxor (Belo Horizonte), construído pela MRV, através do método construtivo em estruturas autoportantes. 3

4 As edificações em estruturas autoportantes necessitam de um projeto estrutural que integrem todos os projetos específicos, de maneira que nenhum projeto interfira sobre os demais durante a execução da edificação, possibilitandouma plena utilização ao passar do tempo. As estruturas autoportantes além de resistir às cargas advindas do peso próprio e do carregamento da estrutura (sobre carga de projeto e/ou cargas de ocupação), a alvenaria estrutural muitas vezes são submetidas a esforços laterais, provenientes pela ação do vento ou comumente pelo desaprumo das paredes (ROMAN, 2007). Este sistema construtivo se apoia em três pilares básicos: A qualidade dos blocos cerâmicos ou blocos de cimento, a qualidade da mão de obra e a qualidade da argamassa (SÁNCHEZ, 2011, p.37). 2011,P.37) Figura 2 Componentes da estrutura autoportante (SANCHEZ, Definições e causas de Fissuras em Estruturas Autoportantes Patologia, de acordo com os dicionários, é a parte da medicina que estuda as doenças. As edificações também podem apresentar defeitos comparáveis a doenças: rachaduras, manchas, deslocamentos, deformações, rupturas e também os variados tipos de fissurações conforme relatado ao longo do nosso projeto de 4

5 pesquisa. Por isso convencionou-se chamar de patologia das edificações ao estudo sistemático desses defeitos (VERÇOZA, 1991,p.7). A fissuração é uma das principais causas das patologias, uma vez que as fissuras são tensões atuantes nas seções da alvenaria, provocadas por ações externas ou internas. Segundo Sampaio (2010, p.23): as fissuras podem ser causadas por diversos fatores, tais como: baixo desempenho às solicitações de tração, flexão e cisalhamento apresentado pelos compostos da estrutura autoportante. Além disso, Thomaz (1988) ressalta que o fator influente na fissuração é a utilização de materiais com propriedades diferentes (resistência mecânica, módulo de deformação longitudinal, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson) utilizados em conjunto. Segundo Massetto e Sabbatini (1998, p.79), discorrendo sobre as principais patologias que incidem nas edificações, define fissura como: o resultado de solicitações maiores do que aquelas que o edifício ou parte dele pode suportar. De acordo com a NBR 9575 (2010), as fissuras podem ser classificadas de acordo com a sua abertura. As microfissuras possuem abertura inferior a 0,05 mm, as aberturas com até 0,5 mm são chamadas de fissuras e, as maiores de 0,5 mm e menores de 1,0 mm são chamadas de trincas. Para determinar a forma de apresentação das fissuras, vários fatores devem ser levados em consideração, sendo a estrutura autoportante composta por elementos polímeros e granulares, tem por característica física a baixa resistência a esforços de tração. Por este motivo, a ruptura conjunta desses elementos de alvenaria estrutural costuma ser produzida pelas superfícies normais ao conjunto de esforços atuantes de tração, conforme é justificado na teoria e conceitos da elasticidade (MANÃ, 1978). Portanto as paredes de alvenaria estrutural possuem um comportamento ortotrópico, devido à execução artesanal e a qualidade de sua mãode-obra (DUARTE, 1990). Vale ressaltar que as fissuras aparecerem de diversas formas, a geometria das mesmas é uma das formas de identificar os problemas que estão ocorrendo na estrutura autoportante. Assim, podem se apresentar na forma horizontal, vertical, diagonal ou ainda uma combinação dessas, atravessando unidades e juntas, ou contornando as juntas de forma escalonada. Comumente, quando a resistência à tração dos blocos for inferior à resistência da argamassa, a 5

6 fissura ocorrerá em linha reta, caso contrário ocorrerá de forma escalonada. Essa configuração pode ainda sofrer influência de outros fatores como a rigidez relativa das juntas com relação às unidades, restrições da parede, existência de aberturas ou outros pontos frágeis, entre outros fatores (SAMPAIO, 2010) Descrição das Patologias devido a fissuras São descritas a seguir os tipos de patologias fissura, mais comuns em estruturas autoportantes: A. Fissuras causadas por sobrecargas: As fissuras causadas por sobrecargas são originadas por excessos de cargas verticais de compressão nas paredes de alvenaria, sua configuração é predominantemente vertical (DUARTE, 1998). B. Fissuras causadas por variação de temperatura: Todas as edificações expostas a variações de temperatura, bem como estão sujeitas à movimentação de dilatação e contração, quando associadas às diversasrestrições existentes a sua movimentação, resultam em tensões que irão provocar fissuras (DUARTE, 1998 e THOMAZ, 1989). C. Fissuras causadas por retração e expansão: São chamadas fissuras causadas por retração as manifestações originadas pela movimentação de elementos construtivos ou de seus constituintes por retração de produtos à base de cimento. As fissuras causadas por expansão são originadas por movimentações higroscópicas de expansão dos elementos construtivos, por absorção de umidades (VIDES, 2003). D. Fissuras causadas por recalques de fundação: As fissuras em paredes causadas por recalque de fundação ocorrem quando existem movimentações diferenciais nas fundações que excedem a capacidade resistente das paredes de alvenaria. Estas movimentações podem ser originadas por falha das estruturas de fundação ou por recalque do terreno (ORTIZ, 1981). E. Fissuras causadas por reações químicas: As fissuras causadas por reações químicas são horizontais e ocorrem pela expansão da junta de argamassa provocada pela retração química indesejável de seus materiais constituintes (THOMAZ, 1989). 6

7 F. Fissuras por retração de cimento: Com o uso excessivo de água no cimento, ocorre uma retração provocando a diminuição do volume do concreto. Como as peças estruturais são impedidas de movimentarem entre si, acaba ocorrendo às tensões de tração no concreto, se essas tensões forem maiores que a resistência à tração do concreto acaba surgindo fissuras. As fissuras causadas por retração ocorrem devido a movimentações de elementos construtivos ou de seus constituintes por retração de produtos à base de cimento (MAGALHÃES, 2004). G. Fissuras horizontais causadas por expansão da argamassa: As fissuras horizontais causadas por expansão de argamassa são fissuras causadas na estrutura autoportante por reações químicas, conforme explicado no item E. A expansão da junta de argamassa pode ser provocada por reações químicasentre os constituintes da própria argamassa, ou entre os compostos do cimento e componentes da estrutura autoportante (CINCOTTO, 1988). H. Fissuras causadas por detalhes construtivos: As fissuras causadas por detalhes construtivos ocorrem pela má execução dos detalhes, ou seja, quando não se levam em conta detalhes do projeto, as propriedades físicas dos materiais, a forma correta da execução da estrutura autoportante, dentre outros. I. Fissuras de deficiência de amarração:paredes de estruturas autoportantes com ausência ou deficiência de amarração podem gerar fissuras. Essas fissuras em questão manifestam associadas a outros fenômenos, como retração ou recalques, variações térmicas, por exemplo. Quando a solicitação causada por essa movimentação encontra-se o plano de fraqueza da deficiência da amarração, gerando fissuras (BRICK INDUSTRY ASSOCIATION, 1991) Determinação dos procedimentos para eliminação das patologias Para a recuperação de patologias recorrentes em estruturas autoportantes, geralmente haverá a necessidade da execução de vários procedimentos, como a remoção de materiais desgastados, proteção contra agentes corrosivos, e principalmente reforço estrutural. A escolha do método que será 7

8 utilizado para a reparação das patologias, será dada pelo diagnóstico e as condições técnicas da edificação, além dos recursos econômicos e o plano executor dos procedimentos (ARAÚJO, 2010; SILVA, 2002). Dessa forma, as técnicas a serem empregadas dependerão, pontualmente, do tipo de patologia a ser tratada, como no caso de fissuras oriundas de problemas estruturais. A alvenaria estrutural pode ser reforçada utilizando a técnica de argamassas armadas, que consiste na introdução de armaduras chumbadas com argamassa potencializada com cimento e as armações posicionadas perpendicularmente as fissuras (OLIVEIRA, 2001). Ressaltamos que na estrutura autoportante as fissuras nas paredes são as mais visíveis, sendo as recuperações das mesmas as mais realizadas nas obras. Sendo assim, alguns procedimentos de reparos: Argamassa armada: É realizada através da aplicação de argamassa forte junto a uma tela de aço na superfície da estrutura autoportante. Porém, o resultado de sua utilização faz com que haja aumento da resistência à compressão e as cargas transversais, além de interferir também reduzindo o índice de esbeltes. Rebocos armados: Baseia-se em colocar uma armadura de esforço inserida a parede com argamassa convencional para revestimento. A aplicação desse tipo de procedimento geralmente é indicada em casos onde as paredes em questão estejam bem degradadas. Substituição de elementos degradados: Baseia-se na reconstrução e no desmonte de alguns dos elementos constituintes da estrutura autoportante. Fechamento das juntas: Baseia-se na remoção parcial da argamassa degradada, inserindo-se em seguida outra com propriedades mecânicas melhores caso as exigidas por norma, além de maior durabilidade. Protensão: Baseia-se em inserir barras de aço nos furos dos blocos da estrutura autoportante em questão, grauteadas somente na base para que quando solicitadas evitar deformarem. 8

9 Adição de vigas e colunas de aço: Baseia-se na adição de vigas e pilares (elementos estruturais), com a finalidade de aumentar a rigidez e também a resistência das paredes da estrutura autoportante. Portanto o projeto de pesquisa apresentou o conhecimento aprofundado de vários tipos de fissuras, contribuindosignificativamente para redução dessas patologias e consequentemente redução de custos de reparos e outros, oriundos de falhas em estruturas autoportantes, além de alguns procedimentos para reparos dessas patologias. 3. METODOLOGIA O projeto de pesquisa irá descrever e apresentar o estudo característico das causas recorrentes de fissuras em estruturas autoportantes. Através de pesquisas bibliográficas, artigos e Normas Técnicas. Apresentando citações presentes nos livros escritos por autores como: Professor Dr. Guilherme ArisParsekian, obra Edifícios em Alvenaria Estrutural de Blocos cerâmicos ; Engenheiro Ercio Thomaz, obra Trinca em Edifícios ; Engenheiro Roberto Falcão Bauer, artigo Patologias em Estruturas Autoportantes, dentre outros. Iremos obter a orientação de profissionais em engenharia civil que executam o método, apresentando registros de documentos, e sites que possuem informações técnicas sobre fissuras em estruturas autoportantes, promovendo em estudos os levantamentos de pesquisas específicos referente às incidências das fissuras conforme a utilização contínua a cada dia deste método. 4. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS Neste projeto de pesquisa, os diferentes tipos de fissuras apresentados foram obtidos através do referencial teórico com objetivo de determinar suas causas nas estruturas autoportantes. 9

10 Após conceituar, e determinar algumas das suas diversas causas, apresentamos procedimentos de estabilização e eliminação dessas fissuras, no processo de recuperação das estruturas autoportantes. 5. CONCLUSÕES O projeto de pesquisa apresentadoteve por finalidade conceituar o método construtivo em estruturas autoportantes no Brasil, também conhecido com alvenaria estrutural que é um método construtivo que cada dia mais vem ganhando espaço no setor da engenharia civil, se comparando que o Brasil é um país muito adaptado ao método construtivo de concreto armado. Além de conceituar estruturas autoportantes, o projeto de pesquisa demostrou também como é executado o método construtivo em questão, além de apresentar suas vantagens em relação ao método construtivo de concreto armado que desempenham asmesmas funções estruturais. As fissuras são uma das principais patologias recorrentes no método construtivo abordado, as mesmas podem interferir na estética, na durabilidade, e nas características estruturais da obra, visando isso objetivo maior do projeto de pesquisa em questão foi em apresentar, conceituar e diagnosticar os principais tipos de fissuras recorrentes em estruturas autoportantes,evidenciandotambém o processo de formação das mesmas, além de determinar possíveis procedimentos para eliminação destas patologias. Concluímos então que a formação das fissuras nas estruturas autoportantes, está ligada a situações internas e externas, ou seja, ações internas as fissuras estão ligadas a retração dos produtos a base de cimento e as alterações químicas dos materiais de construção. Já se tratando das ações externas, as fissuras são causadas por movimentações térmicas, sobrecargas, recalques diferencias, etc. Além do surgimento das mesmas por imprudências ocorridas durante execução da obra.e que a prevenção dessas fissuras nas estruturas autoportantes, esta diretamente relacionada com boas manutenções, com um controle eficiente em relação à qualidade dos serviços e dos materiais, dentre outros. Concluímos também nesse projeto de pesquisa, quea definição do tipo de fissura na estrutura autoportante é essencial para a determinação de procedimentos 10

11 de recuperação da mesma, e que independentemente do procedimento utilizado, a solução deve ser compatível com a construção, para alterar o mínimo possível das características da estrutura em questão. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8798: Execução e Controle de obras em alvenaria estrutural de blocos vazados, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR10837: Cálculo de alvenaria estrutural de blocos de concreto. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR : Alvenaria Estrutural, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR : Alvenaria Estrutural Bloco Cerâmico, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR6120: Cargas para o Cálculo de estruturas de edificações, BAUER, Roberto J. F. Patologias em Alvenaria Estrutural de blocos vazados de concreto. Prisma, n. 13, p. 6, THOMAZ, Ercio. Trincas em edifícios.escola Politécnica da Universidade desão Paulo - Instituto de Pesquisas Tecnológicas COELHO, R.A. Patologias das alvenarias.apostila do cursopatologia das Alvenarias, CREAMG- IMEC, Belo Horizonte JUNIOR, O.G.H, Influência de recalques em edifícios de alvenaria estrutural. Tese de doutorado apresentada a Escola de Engenharia de São Carlos- Universidade de São Paulo, EIDT, André L. Manifestações Patológicas Provenientes de Movimentações em Alvenaria Estrutural de Blocos: Dispositivos de Prevenção utilizados na Região Metropolitana de Porto Alegre. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. Monografia de Conclusão de Curso, PARSEKIAN, Guilherme Aris. Parâmetros de Projeto de Alvenaria Estrutural com Blocos de Concreto. São Carlos, PARSEKIAN, Guilherme A. et al. Retração em alvenaria de blocos de concreto. Prisma, v. CT4, n. 18, p. 9, março

12 RICHTER, Cristiano. Qualidade em Habitações de Baixa Renda: uma análise da confiabilidade e da conformidade. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. Dissertação de Mestrado TAUIL, Carlos A.; MARTINS NESE, Flávío J. Alvenaria Estrutural. São Paulo: Pini, SAMPAIO, Mariane B. Fissuras em Edifícios Residenciais em Alvenaria Estrutural. Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. São Carlos. p Dissertação de Mestrado COELHO, R.A. Patologias das alvenarias. Belo Horizonte, 2008 (Apostila do cursopatologia das Alvenarias, CREAMG- IMEC). BAUER, Professor Roberto Jose Falcão. Apresentação UNITAU Patologia em Alvenaria Estrutural de Blocos Vazados de Concreto. Disponível em: www2.grupogen.com.br/ltc/erratas/ pdf Acesso em: 24 de outubro de CORRÊA, Souza, Éderson. Patologias decorrentes de alvenaria estrutural f. Trabalho de conclusão de curso (graduação em Engenharia Civil) Universidade da Amazônia, Belém, Disponível em: s/article/128/patologias-decorrentes-alvenaria-estrutural.pdf Acesso em: 24 de outubro de SILVA J. Mendes. Seminário sobre Paredes de Alvenaria, P.B. Lourenço et al. (eds.), Patologia em paredes de alvenaria: causas e soluções. Disponível em: Acesso em: 22 de outubro de THOMAZ, Ercio. Trincas em edifícios: causas, prevenção e recuperação. São Paulo co-edição IPT/EPUSP/PINI