ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA 2005/2006 ENGENHARIA DE ESTRUTURAS

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1 ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA 2005/2006 ENGENHARIA DE ESTRUTURAS Prof. Júlio Appleton SUMÁRIO 1. Introdução Tipos de Estruturas (Slides) Objectivos (Segurança, Bom Comportamento, Durabilidade, Economia, Estética) 2. Materiais e Soluções Estruturais Fundações Estruturas de Madeira Estruturas de Alvenaria Estruturas de Aço Estruturas de Betão Armado Estruturas de Betão Pré-Esforçado 3. Novos Desenvolvimentos 4. Reabilitação de Estruturas

2 2. MATERIAIS E ESTRUTURAS SÍNTESE SOBRE O COMPORTAMENTO E RECUPERAÇÃO 2.1 FUNDAÇÕES 1. MATERIAIS Madeira Alvenaria Aço Betão 2. EXEMPLOS Sapatas Estacas (e consolidação do solo) Arcos e Pegões 3. PRINCIPAIS PROBLEMAS Deterioração (em especial da madeira e aço) Fundações muito superficiais Infraescavações Assentamentos 4. RECUPERAÇÃO Consolidação por melhoramento do solo de fundações Recalçamento e aumento da área de sapatas Transferência de cargas para terreno mais profundo (poças, estacas e microestacas) Em geral com utilização de betão.

3 2.2 ESTRUTURAS DE MADEIRA 1. MATERIAIS Pinho, Pitch Pine Cedro, Castanho, Carvalho Casquinhas, Criptoméria 2. EXEMPLOS Fundações (estacas) Coberturas (asnas, madres, ripas) Pavimentos Paredes (preenchidos com argamassa,...) 3. PRINCIPAIS PROBLEMAS Humidade (favorece o ataque de fungos, carunchos,...) Deformação excessiva Falta de travamentos Combustível 4. RECUPERAÇÃO Substituição local com ligadores metálicos Reconstrução local com resinas epoxidícas Reforço local ou global com chapas ou perfis metálicos Adição de pré-esforço exterior (tirantes) Protecção contra fungos e insectos. Protecção contra o fogo 5. VANTAGENS Leves e boa resistência em relação ao peso Duráveis, quando protegidas e de boa qualidade

4 2.3 ESTRUTURAS DE ALVENARIA 1. MATERIAIS Cantarias Alvenarias argamassadas 2. EXEMPLOS Fundações (sapatas, arcos e pegões) Paredes e Pilares Arcos Abóbadas (pavimentos, coberturas) 3. PRINCIPAIS PROBLEMAS Peso, Rigidez Fraca resistência à tracção Alteração química 4. RECUPERAÇÃO Injecções (caldas de cimento, silicatos,...) Reflechamento de juntas Reboco armado/encamisamento Reforço de ligações entre paredes ou outros elementos Reforço de pisos/cobertura com lâmina de argamassa ou microbetão armado. Introdução de elementos de contraventamento Reconstrução Protecção superficial (rebocos e pinturas) 5. VANTAGENS Materiais naturais

5 2.4 ESTRUTURAS METÁLICAS 1. MATERIAIS Ferro Fundido Aço corrente Aço Inox 2. EXEMPLOS Asnas de cobertura Tirantes Vigas Pilares, PRINCIPAIS PROBLEMAS Corrosão (aço corrente e ligações) Necessidade de grande conservação Baixa ductilidade e Resistência à fadiga (ferro fundido e aços antigos) Encurvadura (barras comprimidas) 4. RECUPERAÇÃO Substituição local (ou de elementos) Travamento dos elementos comprimidos Reforço com novas chapas ou perfis Reforço com pré-esforço exterior Protecção superficial 5. VANTAGENS Leves Fáceis e rápidas de montar in situ

6 2.5 ESTRUTURAS DE BETÃO SIMPLES E ARMADO 1. MATERIAIS Betão (inertes, cimentos, água, aditivos, adjuvantes) Aço (dureza natural, endurecido a frio, endurecido a quente) 2. EXEMPLOS Fundações Lajes, Vigas, Pilares, Paredes Arcos, PRINCIPAIS PROBLEMAS Peso Corrosão de armaduras Ataque químico (CO 2, Ácidos,...) do betão 4. RECUPERAÇÃO Reconstrução do betão de recobrimento com microbetão betonado in situ ou projectado Injecção de fendas com resina epoxy para repor o monolitismo Reforço para adição de armaduras exteriores Encamisamento das secções Pré-esforço exterior Tratamento electroquímico e Protecção catódica Protecção superficial e impregnação (inibidores de corrosão,...)

7 5. VANTAGENS Facilidade de Moldar qualquer forma Resistência ao fogo Durável (quando bem estudado e executado) Económicas Rápidas de executar (pré-fabricação)

8 2.6 ESTRUTURAS DE BETÃO PRÉ-ESFORÇADO 1. MATERIAIS Betão Aço (armadura ordinária) Aço de alta resistência 2. EXEMPLOS Fundações Estruturas de grande vão,... Estruturas de contenção (depósitos,...) 3. PRINCIPAIS PROBLEMAS Maior risco de corrosão das armaduras sobre tensão (eventuais roturas frágeis em peças com pré-esforço total) 4. RECUPERAÇÃO Técnicas referidas para o betão armado 5. VANTAGENS Eliminação de fendilhação em serviço Permite realizar estruturas esbeltas Facilita e torna mais rápida a execução das obras Normalmente associado a betão de boa qualidade (resistência) e executores qualificados

9 3. NOVOS DESENVOLVIMENTOS 3.1 MATERIAIS Madeira Reconstrução com resinas Novos tratamentos Lamelados colados Pedra/cantaria Pedra artificial (resina e pó de pedra,...) Aço Aço inox e aço corter Aços de alta resistência (e boa ductilidade) Betões Betões de alto desempenho betões de alta resistência C50 a C100 de muito alta resistência C200 (reactive powder concrete) (Adjuvantes) Plásticos e Fibras Fibras de vidro Fibras de carbono Fibras de polipropileno Resinas, Impregnantes,... Protecções superficiais (durabilidade, fogo,...) Inibidores de corrosão

10 3.2 INFORMAÇÃO E INFORMATIZAÇÃO Eurocódigos ( harmonização dos critérios e níveis de segurança. Fonte de informação de síntese) Tecnologias de informação e comunicação tendendo a melhorar a eficácia do projecto e construção. 3.3 CONTROLO E GARANTIA DA QUALIDADE Certificação de empresas e produtos O produto produzido pelo sector da construção civil está muito longe de cumprir requisitos de qualidade. O dono de obra e o público ainda não sabem, em Portugal, em geral, exigir e pagar a qualidade.

11 3.4 TECNOLOGIAS Robotização Industrialização e préfabricação Tecnologias de demolição e reciclagem dos produtos Aplicação dos novos materiais (Durabilidade) Monitorização Aplicação de novas tecnologias ( tratamento electroquímico, injecções...) ( sistemas de controlo sísmico)

12 3.5 O BETÃO E O MEIO AMBIENTE Conceber e construir com qualidade e elevado valor estético Controlo dos recursos Reduzir consumos (betão de alto desempenho e resistência) Recuperar espaços de exploração de recursos Utilizar desperdícios e reciclar produto da demolição produzindo inertes O betão como contributo para o controlo de poluição (Estação de tratamento,...) Conceber as construções com flexibilidade e capacidade de adaptação a novos usos de necessidades por forma a reduzir o volume de demolição e construção nova. Protecção ambiental durante a execução das obras. Reduzir o consumo de energia. Reduzir a emissão de poluentes (CO 2,...).