CRITÉRIOS BÁSICOS para a REABILITAÇÃO das CONSTRUÇÕES

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1 REPARAÇÃO e REFORÇO de ESTRUTURAS Aula 2: CRITÉRIOS BÁSICOS para a REABILITAÇÃO das CONSTRUÇÕES THOMAZ RIPPER 1

2 Conceitos Básicos para a Reabilitação Estrutural História Materiais Sistema Construtivo Mecânica (Componentes) (Cerne + Envelope) Estrutural saber do passado perceber o futuro ter a humildade de deixar às gerações vindouras a hipótese de poderem alterar as nossas intervenções que, se forem capazes, mas pouco intrusivas e reversíveis, respeitarão sempre o património original. a good knowledge of the intervention technology is just important as a good knowledge of structural analysis and design Adrian Neville,

3 What is sad to say is that the original cause there are often several of the problem is often minor in itself, although large in consequences. After all, somebody thinks, it s only concrete - any fool can do it. The trouble is that he does. Adrian Neville, Ottawa, 92 3

4 Histórico e Monumental Regulamentação sobre as Intervenções de Reabilitação Estrutural no Património Construído Charneira do Século XX: o advento do betão Recente Recomendações ICOMOS EC 8 pr EN 1504 EU Project REHABCON - strategy for maintenance and rehabilitation in concrete structures estratégias convergentes? produtos e métodos 4

5 Regulamentação sobre as Intervenções de Reabilitação Estrutural no Património Edificado Indícios de convergência na abordagem ao recente e ao antigo Recomendações ICOMOS Ponto 5.5: o betão armado é matéria prima de muitas construções modernas actualmente com importância histórica reconhecida. Porém, na época da sua construção, a completa compreensão do comportamento dos materiais estava ainda em desenvolvimento ENV (EC8) e pr EN 1504 definição de procedimentos de análise, produtos, sistemas e métodos que permitam a consciente extrapolação dos conceitos para a reabilitação de outras estruturas que não apenas as executadas em betão 5

6 Novos critérios para apresentação de Projectos Informação de campo Selecção do modelo Peças Escritas Interpretação dos Ensaios Memória Cálculos Peças Desenhadas Desenhos de Geometria e de Mapeamento de Anomalias Normas e Regulamentos Especificação de Produtos e Sistemas Pormenorização dos Sistemas Definição dos Métodos Pormenorização dos Métodos 6

7 PORQUÊ REABILITAR e REFORÇAR? rotina eficaz de manutenção e preservação do património; correcção de defeitos originais de projecto, de construção e/ou planeamento de utilização; aumento da sobrecarga de utilização; modificação da geometria ou da concepção estrutural; adequação às novas imposições regulamentares (aumento da confiabilidade / segurança); melhoria dos níveis de segurança e/ou ductilidade (desempenho, na generalidade); prolongamento da vida útil; protecção adequada (segurança) contra acções extraordinárias (sismos, ventos, marés elevadas, variações de temperatura, grandes impactos mecânicos, explosões, etc.). 7

8 QUANDO INTERVIR? decisão de Proprietário, Utente e Técnico; perdas contínuas (trechos curvos) representam a degradação natural das propriedades dos materiais; perdas localizadas (descontinuidades) representam o aumentar das exigências em termos das combinações de acções a considerar (ou mesmo já a ocorrerem), quer por via regulamentar (fogo, sismo, sobrecargas de utilização), quer por adulteração da utilização. 8

9 COMO INTERVIR? é fundamental o trabalho de investigação dos danos, de conhecimento dos materiais existentes e do processo de construção; as intervenções deixam uma marca do tempo em que foram efectuadas, pelo que deverá implicar acções altamente especializadas, de modo a recuperar e manter a imagem, a concepção original ou o momento áureo na história da construção; os materiais devem ser escolhidos em função da sua durabilidade e compatibilidade com os existentes; a metodologia de reabilitação deverá permitir, na generalidade dos casos, o acesso a todas as evidências históricas da construção, sendo pautada pela mínima intrusão e pela garantia da máxima reversibilidade; uma construção histórica tem uma vida muito longa e a sua conservação normalmente é efectuada por várias gerações. 9

10 REGULAMENTOS DISPONÍVEIS REFORÇO Boletim CEB n.º 162 (1983); South African Roads Board: Recommendations for the Design of Epoxy Bonded External Steel Plate Reinforcement (1993); BRI (Building Research Institute, Japanese Ministry of Construction): Design Guidelines of FRP Reinforced Concrete Building Structures (1993); Regulamento Sueco (1995); Beton Kalender (extracto das normas DIN), a partir de 1996; CSA (Canadian Standards Association): S Design and Construction of Building Components with Fibre Reinforced Plastics (Draft 2) (1997); ACI Committee 440F: FRP Reinforcement for Concrete Structures ( ); Eurocódigo 8 - parte 1-4: Reforço e Recuperação de Edifícios; FIB Technical Report Bulletin n.º 14: Externally Bonded FRP Reinforcement for Reinforced Concrete Structures (2001); Concrete Society Technical Report n.º 55: Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Composite Materials (2001); FIB Technical Report Bulletin n.º 18: Management, Maintenance and Strengthening of Concrete Structures (2002). 10

11 NÍVEIS CONFORTÁVEIS de SEGURANÇA Uma estrutura recém executada, em uso permanente ou recém reabilitada, deve transmitir aos seus utentes (e responsáveis) uma confortável sensação de segurança. Em linguagem de Engenharia, este conforto deverá ser garantido, caso a caso, por um razoável afastamento da situação de CAOS, que na maioria dos regulamentos é caracterizada pela ruína por flexão. O conceito de segurança adoptado pelos Códigos mais modernos baseia-se no Método dos Coeficientes de Segurança Parcelares, que consiste na aplicação de coeficientes de majoração para as acções e de minoração para as resistências, para que seja possível considerar as incertezas próprias a cada um dos parâmetros. Estes coeficientes são calibrados por forma a que, na generalidade, seja atingido um nível de segurança confortável, entendendo-se como tal aquele que atenda a uma probabilidade de ruína inferior aos limites aceites pela Sociedade Civil. 11

12 γ ruína por flexão dimensionamento verificação de estabilidade segurança confortável ductilidade garantida corte bem armado deformação e fissuração controladas estabilidade global 12

13 1ª ETAPA: PESQUISA, INFORMAÇÃO Qualquer avaliação de uma dada estrutura existente é um caso isolado, com um modelo próprio, independente, único. Assim, quanto mais informação houver sobre a estrutura, melhor se compreenderá a sua patologia, melhor se modelará o seu comportamento e, consequentemente, mais adequado será o projecto de reparação / reforço e mais eficaz a estratégia de intervenção. Importa, por outro lado, bem perceber os ensaios que efectivamente interessem para o efeito, buscando sempre, em particular, controlar a quantidade de pesquisas intrusivas. 13

14 CARACTERIZAÇÃO da ESTRUTURA EXISTENTE levantamento topográfico; verificação da conformidade entre o projectado e o executado, quanto a geometria e armaduras (fitas métricas, distanciómetro laser, paquímetro, pacómetro); mapeamento das anomalias observadas, com identificação da sua tipologia (fissurómetro, humidímetro); avaliação da espessura de recobrimento das armaduras (pacómetro); avaliação da homogeneidade superficial do betão (esclerómetro); avaliação da integridade de certas secções de concreto (impacto-eco); caracterização do aço da armadura (ensaios de tracção, observação visual da superfície); ensaio de rotura à compressão em carotes; determinação do módulo de Young do betão, a partir de carotes; pesquisa do nível de concentração de cloretos (ensaios expeditos, a diferentes profundidades, sobre pó do betão); avaliação da espessura de betão carbonatado (fenolftaleína); determinação do nível de corrosão das armaduras (multímetros, resistência de polarização); análise petrográfica do betão. 14