Concrete structures. Contribution to the safety assessment of existing structures

Transcrição

1 Volume 8, Number 3 (June 2015) p ISSN Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures Estruturas de onreto. Contribuição à análise da segurança em estruturas existentes D. COUTO a douglas.outo@onretophd.om.br M. CAVALHO b mariana.arvalho@onretophd.om.br A. CINTA b andre.intra@onretophd.om.br P. HELENE paulo.helene@onretophd.om.br Abstrat The safety evaluation of an existing onrete struture differs from the design of new strutures. The partial safety fators for ations and resistanes adopted in the design phase onsider unertainties and inauraies related to the building proesses of strutures, variability of materials strength and numerial approximations of the alulation and design proesses. However, when analyzing a finished struture, a large number of unknown fators during the design stage are already defined and an be measured, whih justifies a hange in the inreasing fators of the ations or redution fators of resistanes. Therefore, it is understood that safety assessment in existing strutures is more omplex than introduing seurity when designing a new struture, beause it requires inspetion, testing, analysis and areful diagnose. Strong knowledge and seurity onepts in strutural engineering are needed, as well as knowledge about the materials of onstrution employed, in order to identify, ontrol and properly onsider the variability of ations and resistanes in the struture. With the intention of disussing this topi onsidered omplex and diffuse, this paper presents an introdution to the safety of onrete strutures, a synthesis of the reommended proedures by Brazilian standards and another odes, assoiated with the topi, as well a realisti example of the safety assessment of an existing struture. Keywords: strutures safety, existing onrete strutures safety, onrete strutures evaluation. esumo A avaliação da segurança de uma estrutura de onreto existente difere daquela adotada no projeto de estruturas novas. Os oefiientes de ponderação das soliitações e das resistênias, adotados na fase de projeto, levam em onta inertezas e impreisões relaionadas om os proessos de onstrução das estruturas, variabilidade da resistênia dos materiais, além das aproximações numérias dos proessos de álulo e dimensionamento. Entretanto, quando se analisa uma estrutura aabada, um grande número de fatores desonheidos durante a etapa de projeto já se enontram definidos e podem ser mensurados, o que justifia uma redução nos oefiientes de majoração das ações ou de minoração das resistênias. Diante disso, entende-se que analisar a segurança de uma estrutura aabada é muito mais omplexo que introduzir a segurança no projeto de uma estrutura nova, pois requer inspeção preliminar, ensaios, análises e vistoria riteriosa. São neessários sólidos onheimentos e oneitos de segurança em engenharia estrutural e também onheimentos sobre os materiais de onstrução empregados, de forma a identifiar, ontrolar e onsiderar orretamente a variabilidade das ações e das resistênias na estrutura. Com a intenção de disutir este tema onsiderado omplexo e difuso, apresenta-se neste artigo uma introdução à segurança das estruturas de onreto, uma síntese da revisão bibliográfia dos proedimentos reomendados por normas naionais e normas internaionais assoiadas ao tema, bem omo um exemplo prátio de avaliação de uma estrutura existente para verifiação da segurança. Palavras-have: segurança de estruturas, segurança de estruturas existentes, avaliação de estruturas de onreto. a b Universidade Estadual de Campinas; PhD Engenharia; PhD Engenharia. Professor Titular da Universidade de São Paulo; PhD Engenharia. eeived: 17 Ot 2014 Aepted: 20 Mar 2015 Available Online: 12 Jun IBACON

2 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures 1. Introdução Devido aos reentes aonteimentos relaionados ao olapso de estruturas no Brasil 1 e no mundo 2, rese ada vez mais a atenção do meio ténio para questões de segurança estrutural. Há vários asos de edifiações que estão ruindo até mesmo antes da entrega ao liente, ou seja, durante o período de onstrução. Além disso, rese o interesse do merado pelo retrofit de estruturas existentes, o que torna este assunto atual e de grande interesse prátio, pois uma grande parte dos projetistas estruturais não dominam os oneitos, modelos e ritérios de introdução da segurança na verifiação de estruturas existentes. Ainda que estejam sujeitas à depreiação ao longo do tempo, por estarem expostas ao ambiente e também pelo uso, e mesmo que tenham ou não manutenção adequada, onforme os requisitos da ABNT NB 5674:2012 [1], é inviável e inaeitável, eonômia e ambientalmente, que as edifiações sejam simplesmente substituídas ao atingirem o fim de sua vida útil de projeto (VUP), prevista de aordo om a norma ABNT NB 15575:2013 [2]. Também é inaeitável que estruturas existentes sejam analisadas segundo proedimentos adequados apenas a estruturas novas, Tabela 1 Algumas razões, esopos e ações que justifiam a análise da segurança de uma estrutura existente (Helene [3]) azões Esopo Ações O ontrole de reebimento, em obra nova, indiou que f k,est < f k Conreto paree estranho ou aparentemente não onforme om o pedido/espeifiado Conreto exposto a meio agressivo Qualidade da exeução da estrutura Períia Mudança de uso, retrofit Intervenção orretiva ou reforço Enontrar qual o novo f k para re-projeto ou verifiação da segurança estrutural Analisar o onreto para omparar om o pedido/espeifiado Analisar araterístias e propriedades do onreto determinantes da sua resistênia à deterioração frente àquele meio agressivo Analisar homogeneidade do onreto, geometria, tolerânias Inspeção e diagnóstio para eslareer um problema patológio Avaliar o estado atual da estrutura Verifiar a segurança atual e projetar a intervenção neessária Trata-se de transformar o resultado da resistênia do onreto medida através de testemunhos num valor equivalente ao da resistênia araterístia do onreto à ompressão, que seria utilizada num projeto de estrutura nova, a fim de viabilizar o emprego do mesmo método de introdução da segurança no projeto das estruturas de onreto utilizado em estruturas novas. Trata-se de pesquisar a omposição, traço, resistênia e outras araterístias e propriedades do onreto entregue para a moldagem de um determinado omponente estrutural om o onreto soliitado ao produtor do onreto. Geralmente trata-se de uma questão omerial entre empresas. Trata-se de uma análise omplexa de ilo de vida do onreto naquele meio tomando por base o período de vida útil definido no projeto da estrutura, as presrições de manutenção preventiva espeifiadas no manual de operação, uso e manutenção dessa estrutura, eventuais ensaios aelerados ou vistoria de obras similares e antigas e, om as resistênias, araterístias e propriedades desse onreto, utilizar modelos de vida útil disponíveis na bibliografia. Trata-se de uma análise om uso expressivo de ensaios não destrutivos ou semidestrutivos, reursos de topografia, nível e prumo laser, exentriidade de pilares, dimensões geométrias, e extração de testemunhos em regiões omplementares om vistas à aferição da qualidade das onretagens e preisão da exeução frente às tolerânias de norma. Trata-se de utilizar ténias onsagradas e sofistiadas de inspeção e ensaios de ampo e de laboratório, eventual prova-de-arga, extração de testemunhos, om vistas à elaboração de um diagnóstio e prognóstio para eslareer um olapso parial ou total, um problema patológio grave ou deformações exageradas. Trata-se de uma análise tipo as built da estrutura om investigação de geometria, armaduras, onreto, extração de testemunhos, et., om vistas à mudança de uso que implique ou não em aumento de sobreargas. Trata-se de utilizar ténias onsagradas e sofistiadas de inspeção e ensaios de ampo e de laboratório, eventual prova-de-arga, extração de testemunhos, om vistas à elaboração de um diagnóstio da situação, verifiando a segurança e projetando a intervenção. 1 Torre de moinho desaba e deixa 5 feridos em Maeió; moradores são retirados. Desreve o desabamento de uma estrutura de 50 anos de idade que, mesmo após reformas que aumentaram o peso do onjunto, não teve nenhum reforço estrutural. O aidente deixou feridos e asas danifiadas. Disponível em: moinho-que-desabou-em-maeio-tinha-problemas-estruturais-diz-laudo.html. Aesso em 08 out One investigaiones por aso Spae preluyeron: Fisal. Desreve aso lamentável de olapso de torre em Colômbia, seguido da demolição e implosão de outras torres similares por erro grave de projeto. Disponível em: Aesso em 01 out. 378 IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3

3 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE muitas vezes resultando em intervenções e reforços desneessários que inviabilizam o negóio por prazo e/ou por usto exessivo, riados por um projeto equivoado. Portanto, diante da omplexidade do estudo e análise de estruturas existentes, da onstatação da frequênia de olapsos pariais ou globais de estruturas em uso ou mesmo em onstrução 3, e onsiderando que o país já tem uma imensa quantidade de estruturas om idade avançada, om patrimônio inalulável do ambiente já onstruído em onreto, a disussão da segurança dessas obras fia ainda mais neessária e urgente. Diversas são as razões que podem levar à neessidade de se avaliar a segurança de uma estrutura existente, onduzindo a esopos de trabalho distintos, expostos no Tabela 1. A avaliação da segurança de uma estrutura de onreto existente difere daquela adotada no projeto de estruturas novas [4]. Segundo as normas ABNT NB 8681:2003 [5] e ABNT NB 6118:2014 [6], os oefiientes de ponderação das soliitações e das resistênias, adotados na fase de projeto, levam em onta inertezas e impreisões relaionadas om os proessos de onstrução das estruturas, variabilidade da resistênia dos materiais, além das aproximações numérias dos proessos de álulo e dimensionamento. Entretanto, quando se analisa uma estrutura aabada, um grande número desses fatores desonheidos durante a etapa de projeto já se enontram definidos e podem ser mensurados, o que justifia uma modifiação nos oefiientes de majoração das ações ou de minoração das resistênias [7]. Este tema já era abordado em 1983 pelo Comité Euro-International du Béton (CEB). Com relação às soliitações, o CEB [8] já indiava que, ao menos para as soliitações permanentes, os fatores de majoração adotados na análise de estruturas existentes deveriam ser inferiores aos usuais, om base em medidas geométrias, massas espeífias reais e estimativas de argas mais preisas. No que onerne aos materiais, o CEB também advertia sobre o valor das resistênias araterístias do onreto a serem onsideradas na análise de estruturas existentes. Por definição, um valor araterístio é vinulado a um oneito de segurança e qualidade das estruturas antes da onstrução, o que torna inoerente esta apliação no aso de estruturas existentes, quando já se onhee melhor as geometrias e as propriedades dos materiais em uso. Além disso, também se falava sobre a neessidade de se onsiderar um segundo problema: a idade à qual este valor araterístio deveria se referir, visto que grande parte das normas de projeto se baseava em valores nominais de resistênia aos 28 dias (omo aontee até hoje). Como naquela époa, hoje o estudo da onversão da idade da estrutura para 28 dias ainda é pouo empregado, ontroverso e inerto. Diante disso, entende-se que analisar a segurança de uma estrutura aabada é muito mais omplexo que introduzir a segurança no projeto de uma estrutura nova, pois requer inspeção preliminar, ensaios e vistoria riteriosa. São neessários sólidos onheimentos e oneitos de segurança em engenharia estrutural e também onheimentos sobre os materiais de onstrução empregados, de forma a identifiar, ontrolar e onsiderar orretamente a variabilidade das ações e das resistênias na estrutura. Com a intenção de disutir este tema onsiderado omplexo e difuso, apresenta-se neste artigo uma introdução à segurança das estruturas de onreto, uma síntese da revisão bibliográfia dos proedimentos reomendados por normas naionais e normas internaionais onsagradas e respeitadas no Brasil assoiadas ao tema, bem omo um exemplo hipotétio da apliação da avaliação de uma estrutura existente para verifiação da segurança. 2. A segurança no projeto de estruturas de onreto O oneito de segurança das estruturas, em geral, está assoiado a ferramentas estatístias e é araterizado pela análise probabilístia de uma estrutura manter sua apaidade portante, evitando sua ruína [9]. Desta forma são definidos os Estados Limites (últimos ou de serviço) para a estrutura e, independente do método de álulo utilizado, o projeto deve ser realizado de forma a sempre sustentar a relação d S d 4. A Fig.1 apresenta uma visão simplifiada da onsideração probabilístia da segurança. Figura 1 epresentação simplifiada da análise de segurança pelo Método Probabilista 3 Como exemplo, pode-se itar os reentes e importantes olapsos: Edifíio Areia Brana (Pernambuo, Edifiação om 25 anos, entregue em 1979, ruiu ompletamente devido a falhas de exeução nas ligações de sapatas e pilares), Edifíio eal Class (Pará, uiu em onstrução devido a erros no projeto e de onstrução), Edifíio Liberdade (io de Janeiro, Desabou, levando onsigo duas onstruções adjaentes, sendo onstatado erros nos proedimentos de reforma), Shopping io Poty (Piauí, Edifiação em onstrução que olapsou devido a falhas na exeução relaionadas ao esoramento). 4 esistênias de álulo do projeto ( d ) maiores que Soliitações de álulo do projeto (S d ). IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3 379

4 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures Através do tratamento semi-probabilístio das grandezas que influeniam a segurança das estruturas, ou seja, por um lado majorar as ações e por outro minorar as resistênias, é possível realizar o dimensionamento de estruturas novas e a verifiação da segurança de estruturas existentes, desta vez om valores efetivamente medidos ou estimados em ampo. Com esta finalidade, o fib Model Code 2010 [10] reomenda quatro modelos de verifiação da segurança, dos quais ita-se dois: Método Probabilístio de Segurança e Método dos Coefiientes Pariais de Segurança (ou Método Semiprobabilístio). n Método Probabilístio: devido à sua omplexidade e ainda ausênia de onheimento das variáveis prinipais, não é o mais utilizado e, portanto, não será objeto de disussão neste artigo; n Método dos Coefiientes Pariais de Segurança: também onheido omo método semiprobabilístio, faz uso de oefiientes pré-determinados para onversão de valores araterístios em valores de álulo. A norma ABNT NB 8681:2003 [5] oferee ferramentas de álulo de esforços baseadas neste método, onforme os seguintes oneitos: Para ações: Fd = Fk gf gf = gf1 gf2 gf3 (1) (2) g f1 : onsidera variabilidade das ações; g f2 : oefiiente de ombinação (ψ 0 - simultaneidade); g f3 : onsidera possíveis erros de avaliação dos efeitos das ações devido ao método onstrutivo ou método de álulo empregado. Para resistênia dos materiais: fd = fk / gm (3) g 3 : onsidera as inertezas existentes na determinação das soliitações resistentes, seja em deorrênia dos métodos onstrutivos, seja em virtude do método (modelo) de álulo empregado. Cremonini [11] explia que os oefiientes g 1 e g 2 podem ser determinados por medidas experimentais e análises estatístias, enquanto g 3 é enontrado por meio de ritérios empírios. No aso do onreto, pode-se onsiderar que g se deompõe, aproximadamente, nas seguintes parelas: g =1,07 a 1,32 (g1) 1,10 (g2) 1,10 (g3) (5) O resultado do produto das parelas varia entre 1,30 e 1,60. A Tabela 2 expõe omparativamente os valores adotados pela normalização brasileira em omparação às presrições do fib Model Code 2010 [10]. Alguns pesquisadores onsideram, equivoadamente, que aspetos relaionados à dosagem e variabilidade dos materiais onstituintes do onreto estão obertos pelo g, mas abe eslareer que, oneitualmente, este oefiiente obre exlusivamente as diferenças entre os proedimentos de ontrole da resistênia do onreto, muito bem estabeleidos na ABNT NB 5738:2003 [13] e na ABNT NB 5739:2007 [14], e os proedimentos adotados em obra [15]. Portanto, os oefiientes g 1 e g 2 (produto da ordem de 1,3 a 1,45), omo bem diz a ABNT NB 8681:2003 [5], obrem as diferenças desonheidas entre a geometria do orpo de prova padronizado e a geometria do omponente estrutural assim omo suas araterístias efetivas de adensamento, lançamento, ura, desimbramento e arregamento preoe, que em geral são diferentes dos proedimentos padronizadas na ABNT NB 5738:2003 [13]. Fia evidente que os proedimentos de obra difiilmente serão tão preisos quanto os de ontrole presritos pela ABNT NB 12655:2006 [16], de forma tal que a resistênia à ompressão efetiva do onreto na estrutura será sempre menor (da ordem de 1,3 ou menos) que a resistênia araterístia do onreto à ompressão, avaliada pela ABNT NB 12655:2006 [16]. Uma aproximação experimental ao oefiiente g pode ser obtida através de estudos reais de omparação entre a resistênia de ontrole da ABNT NB 12655:2006 [16], que resulta numa resistênia média potenial de produção (f m ), om a resistênia média efetiva, aferida através de testemunhos extraídos (f,ef,m ). Segundo gm = gm1 gm2 gm3 (4) g m : pode se referir ao onreto (neste aso, hama-se g ) e ao aço (g s ). g 1 : leva em onta a variabilidade da resistênia efetiva do onreto na estrutura, que é sempre maior que a variabilidade da resistênia potenial do onreto na sua produção de origem, avaliada através de orpos de prova moldados; g 2 : onsidera as diferenças entre a resistênia efetiva do onreto na estrutura e a resistênia potenial medida onvenionalmente em orpos de prova padronizados; Tabela 2 Coefiientes de minoração da resistênia do onreto utilizados no álulo de novas estruturas Fator ABNT NB 6118 (Fuso [12]) fib Model Code 2010 [10] g 1,4 1,5 g 1 1,2 1,39 g 2 1,08 1,05 g 3 1,08 1, IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3

5 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE Figura 2 Influênia da intensidade e duração do arregamento na resistênia do onreto (üsh [17]) Figura 3 Efeito do tempo de arga na resistênia do onreto (üsh [17]) Cremonini [11], essa diferença média anda ao redor de 24% (ou seja, 1,24). 3. Efeito das argas de longa duração As argas de longa duração afetam a resistênia do onreto à ompressão. A variação da resistênia do onreto sob arga mantida, também onheido no país por efeito üsh, está onsiderada no atual método semiprobabilista de introdução da segurança no projeto estrutural. Tal onsideração é feita utilizando-se um oefiiente de minoração adiional, inluso no diagrama tensão-deformação idealizado da ABNT NB 6118:2014 (item ) [6], ujo valor, para f k 50MPa e arregamento aos 28 dias, é de 0,85. Segundo o trabalho de üsh [17], o onreto, quando submetido a arregamentos de longa duração (t > 20minutos), sofre perda de resistênia à ompressão, num fenômeno análogo ao da relaxação (Fig.2). Por outro lado, sabe-se que o onreto de imento Portland, ao longo de sua vida, devido à hidratação do imento, ganha resistênia onforme aparee à direita da Fig. 3. Dessa forma, a resistênia do onreto sob arga pode ser prevista failmente omo resultado do produto de dois oefiientes: b que depende da taxa de resimento da resistênia à ompressão do onreto a partir da data de apliação da arga, e b,sus, que depende do efeito da permanênia da arga, também hamado no Brasil de efeito üsh. A taxa de resimento da resistênia à ompressão do onreto, pode ser expressa através do modelo sugerido pelo fib Model Code 2010, a saber: onde: f,j : resistênia do onreto à ompressão, aferida numa idade j dias; f,28 : resistênia do onreto à ompressão, aferida aos 28 dias; s : oefiiente que depende do imento, da relação a/ e das ondições de sazonamento do onreto. Para o valor de b,sus, o mesmo fib Model Code 2010 sugere o seguinte modelo: f f, sus, t b,sus = 4, t0 = 0,96-0,12 ln{72 ( t - t 0 )} (7) onde: f,sus,t : resistênia à ompressão do onreto sob arga mantida, na idade t, ontada a partir da data t 0 de apliação da arga, em MPa; f,t0 : resistênia potenial à ompressão do onreto, na data t 0, pouo antes de apliação da arga de longa duração, em MPa. Figura 4 esistênia do onreto (resultante b b,sus f m) em função da idade de apliação da arga de longa duração (üsh [17]) b = f f, j,28 = e æ s * ç 1 - è 28 ö j ø (6) IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3 381

6 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures No aso da ABNT NB 6118:2014, o valor de b b,sus = 0,85 é referido a 28dias de idade, ou seja, admite-se que o resimento da resistênia à ompressão do onreto, a partir de 28dias até 50anos, será de apenas b =1,17 (17%), que orresponde ao índie s = 0,16, e o derésimo da resistênia à ompressão do onreto devido à arga apliada aos 28dias e mantida até 50anos, o hamado efeito üsh, será de b,sus = 0,73, ujo produto resulta b b,sus = 1,17 0,73 = 0,85. Observa-se que se trata de valores muito onservadores, pois, na realidade o resimento da resistênia do onreto de 28dias a 50anos, sempre supera 17% e o derésimo por este efeito, segundo o próprio üsh seria de, no máximo, 0,75. Na Fig.4 pode-se verifiar a resultante (b b,sus f m ) do efeito de resimento e de derésimo, por efeito da arga de longa duração, na resistênia do onreto, segundo üsh [17]. Nesse quesito abe salientar que, ao se tratar de uma estrutura arregada, quando se analisa a resistênia à partir de testemunhos extraídos, deve-se ter em mente que a resistênia obtida pode, também, estar sob influênia do efeito üsh. Tal fato dependerá da história de arregamento da estrutura e também de sua idade, e não existe ainda onsenso laro de omo onsiderar esse fenômeno na segurança estrutural no aso de estruturas existentes. 4. Avaliação de estruturas existentes Apresentam-se algumas presrições de normas naionais e internaionais reonheidas e respeitadas no Brasil. O foo prinipal é analisar questões de tenologia do onreto e da avaliação e verifiação da segurança nas estruturas existentes, respondendo as seguintes perguntas básias: n Como obter a resistênia araterístia do onreto equivalente à do orpo de prova moldado, a partir de testemunhos extraídos? n Quais são os parâmetros prinipais de segurança a serem onsiderados na análise de estruturas existentes? n Quais são as diferenças om relação aos parâmetros usuais de projeto utilizados para obras novas? 4.1 Caso geral e normalização brasileira Para avaliação da resistênia à ompressão do onreto em estruturas existentes om o fim de verifiar a segurança da estrutura, deve-se empregar os oneitos e presrições das normas ABNT NB 8681:2003 [5], ABNT NB 6118:2014 [6] e ABNT NB 7680:2015 [18], que é a norma brasileira mais adequada e mais reente sobre avaliação do onreto in situ via testemunhos extraídos. Portanto, onsiderando que a resistênia do aço não se altera om o tempo (desde que onservado dentro de um bom onreto), a inógnita maior é sempre a resistênia araterístia do onreto à ompressão, aos 28dias de idade, onvenionada omo f k e aferida pelas normas ABNT NB 12655:2006 [16], ABNT NB 5738:2003 [13] e ABNT NB 5739:2007 [14]. No aso de estruturas existentes essa resistênia deverá ser aferida a partir da resistênia de testemunhos extraídos a uma idade diferente de 28dias, que pode ser denominada resistênia extraída f,ext. Para obter f k a partir de f,ext, a ABNT NB 7680 presreve uma série de proedimentos padronizados que levam em onta as diferenças entre a resistênia medida no onreto retirado da boa da betoneira e submetido a ondições ideais de norma (f k ) om a resistênia efetiva do onreto na obra (f,ext ), sempre inferior à potenial Primeiro passo Portanto o primeiro passo será esse, ou seja, o de vistoriar e analisar a estrutura obtendo um f k,equivalente a partir de um f,ext, omparando-o om a resistênia de projeto, f k. Uma vez que f k,equivalente f k de projeto, a análise ou verifiação da segurança pode ser onsiderada atendida e aprovada. Caso f k,equivalente < f k de projeto, a verifiação da segurança deve prosseguir om o segundo passo, que é verifiar a segurança om esse novo f k Segundo passo Para a reavaliação e verifiação da segurança estrutural e da estabilidade global, onsiderando o Estado Limite Último (ELU), a ABNT NB 6118:2014, no seu item , admite que, no aso de f k obtido a partir de testemunhos extraídos da estrutura, seja adotado: (8) Portanto, nos asos usuais, g = 1,4/1,1 = 1,27, o que equivale matematiamente, a multipliar o resultado obtido de resistênia do testemunho por 1,1, ou seja, aumentá-lo em 10%, uma vez que o testemunho representa melhor a resistênia efetiva do onreto na obra, no entorno daquela região de extração. Para fins de verifiação dos ELS, deve ser adotado g =1,0. Caso a segurança verifiada om esse novo g de 1,27 ou 1,0 seja atendida, o proesso pode enerrar-se neste momento Tereiro passo Caso a onformidade ainda não seja atendida, a verifiação da segurança pode prosseguir om o tereiro passo, que é a observação uidadosa da estrutura aabada onferindo medidas geométrias, posição de armadura, taxa de armadura, tolerânias de exentriidade, de nível e de prumo, espessura de lajes, ou seja, onferir o rigor de exeução da estrutura. Nesta última etapa também é onveniente revisar por amostragem as massas espeífias dos materiais, alular a variabilidade da resistênia do onreto, revisar uidadosamente as argas médias e sua variabilidade e também verifiar a simultaneidade de argas. Caso o rigor da exeução esteja dentro dos limites de tolerânia onforme desritos na ABNT NB 14931:2004 [19] (equivalente aos Capítulos 5 e 6 do ACI e ao Capítulo 8 do fib Model Code 2010), a verifiação da segurança poderá adotar oefiientes de minoração da resistênia do onreto g menores que 1,27 e do aço, g s de 1,05 para ELU, além de realizar a verifiação om os valores efetivos das argas (massa espeífia efetiva), simultaneidade efetiva, et Quarto passo Permaneendo a não onformidade da segurança estrutural para aquelas ondições de uso, esolher entre as seguintes alternativas: n determinar as restrições de uso da estrutura; n provideniar o projeto de reforço; n deidir pela demolição parial ou total. 382 IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3

7 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE Tabela 3 Fatores de redução das resistênias (f) segundo o ACI Fator de redução das resistênias Seções submetidas à ompressão Capítulo 9 (projeto de novas estruturas) Capítulo 20 (avaliação de estruturas existentes) Diferença % Seções submetidas à tração 0,9 1,0 11,1 Membros om armadura em espiral 0,75 0,9 20,0 Outros membros armados 0,65 0,8 23,1 Cisalhamento e torção 0,75 0,8 6,7 egiões sujeitas à fendilhamento (exeto regiões de anoragens) 0,65 0,8 23,1 4.2 Normalização Internaional Normas internaionais apresentam uma metodologia de análise de estruturas existentes similares e aderentes a esses oneitos, prinipalmente om os dois primeiros passos, sendo apliáveis também os dois últimos passos ACI Building ode requirements for strutural onrete and ommentary [20] e ACI Guide for obtaining ores and interpreting ompressive strength results [21] Estruturas em onstrução, primeiro passo Durante o ontrole do onreto numa obra em onstrução e frente a resultados baixos de resistênias à ompressão do onreto, o ACI (Capítulo 5, item 5.6.5) soliita a extração de três testemunhos da região afetada. Caso a média dos três testemunhos seja superior a 85% da resistênia do projeto (f ) e nenhum testemunho apresente resistênia inferior a 75% de f, a estrutura deve ser onsiderada adequada e o proesso enerra-se aqui, e pode-se assoiar essa etapa a um primeiro passo. Observa-se que esta presrição equivale a multipliar, respetivamente, a média e o menor valor do testemunho extraído por 1,18 e 1,33, ou seja, f k,equivalente =1,18 f m,ext ou f k,equivalente =1,33 f,mínimo, ext Estruturas existentes, primeiro passo Quando o primeiro passo não alança a onformidade ou sempre que se trate de estruturas existentes, o ACI (Capítulo 20) presreve a estimativa de uma resistênia equivalente f de uma forma mais apurada, através do ACI , onde devem ser onsiderados alguns oefiientes de orreção, relativos a fatores de ensaio, geometria e sazonamento do testemunho, sendo: f = Fl/d Fdia Fm Fd fore onde: f = resistênia do testemunho orrigida; (9) f ore = resistênia do testemunho, obtida diretamente no ensaio de ompressão; F l/d = fator de orreção devido à relação altura/diâmetro do testemunho; F dia = fator de orreção devido ao diâmetro do testemunho; F m = fator de orreção devido à umidade/sazonamento; F d = fator de orreção devido ao efeito deletério do broqueamento. Após a orreção da resistênia de ada testemunho, relativa às variáveis de ensaio e questões intrínseas do onreto, o ACI reomenda dois métodos para se obter a resistênia equivalente final do onreto. São eles: Tolerane fator method ', eq ( K s ) 2 + ( Z s ) 2 f = f - a (10) Onde: f,eq = resistênia equivalente da amostra; f = média das resistênias equivalentes dos testemunhos ensaiados; K = fator que leva em onta o limite de tolerânia unilateral para um quantil de 10% (ACI , Tabela 9.2) que depende do nível de onfiança desejado no álulo; s = desvio padrão da amostra; Z = fator que leva em onta as inertezas do uso de fatores de orreção da resistênia (ACI , Tabela 9.3) e também depende do nível de onfiança desejado; s a = desvio padrão dos fatores de orreção da resistênia(aci , Tabela 9.1). Alternative method ( ) ( T s ) = f - 2 ( ) 2 f CL + Z s n f', eq = C f ( ) CL a (11) (12) IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3 383

8 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures Onde: f,eq = resistênia equivalente da amostra; f = média das resistênias equivalentes dos testemunhos ensaiados; T = fator obtido via distribuição t de Student om n-1 graus de liberdade, depende do nível de onfiança desejado (ACI , Tabela 9.4); s = desvio padrão da amostra; Z = fator que leva em onta as inertezas do uso de fatores de orreção da resistênia (ACI , Tabela 9.3) e também depende do nível de onfiança desejado; s a = desvio padrão dos fatores de orreção da resistênia (ACI , Tabela 9.1); n = número de testemunhos ensaiados; C = oefiiente atrelado à variabilidade intrínsea das resistênias na estrutura (ACI , Tabela 9.5) Segundo passo, estruturas novas em onstrução ou existentes Caso a resistênia equivalente, obtida pelo ACI não atenda à resistênia de projeto, deve ser verifiada a segurança adotando-se novos oefiientes de minoração das resistênias do onreto, denominados de fatores de redução das resistênias (φ), onstantes no ACI , Capítulo 20, onforme se apresenta na Tabela 3. Apesar de estarem ontidos nos mesmos oneitos do aso geral adotado pela normalização brasileira, o ACI não presreve um únio oefiiente de minoração da resistênia do onreto, g, e na verifiação da segurança em estruturas existentes varia a redução desse oefiiente de 6,7% a 23,1%, segundo a natureza do esforço prinipal, enquanto no Brasil essa redução é fixa, onservadora e igual a apenas 10% (apesar que a antiga ABNT NB 6118, de 1978 a 2003, permitia reduzir de 15% em ertos asos). Entretanto, observa-se no ACI que a forma de introdução da segurança no projeto estrutural difere da adotada pela ABNT NB Na norma norte ameriana, o oefiiente redutor (φ) é apliado uma únia vez sobre a soma das parelas resistentes do aço e do onreto. Diferentemente do proedimento adotado pela norma brasileira, onde se aplia separadamente os oefiientes redutores de resistênia do onreto (g ) e do aço (g s ). A título de exemplo, a apaidade resistente à força normal entrada, de um pilar urto se alulado pela ABNT NB 6118:2014, é dada pelo exposto na eq.13, enquanto que no ACI , a mesma apaidade é dada pela eq. 14. f k yk N d = 0,85 A + g g s f Onde: N d = Esforço normal máximo, valor de álulo; f k = resistênia araterístia do onreto; g = oefiiente de minoração da resistênia do onreto; A = área bruta da seção de onreto; f yk = resistênia araterístia de esoamento do aço; g s = oefiiente de minoração da resistênia do aço; A s = área de aço. n max A s ' [ 0, f ( A - A ) + f A ] f P, = 0,80 f 85 g st y st (13) (14) Onde: φ.p n,max = Esforço axial resistente máximo, valor de álulo; φ = Coefiiente de redução da resistênia; f = resistênia araterístia do onreto; A g = área bruta da seção de onreto; A st = área de aço; f y = resistênia araterístia do aço. Assim, se ompararmos um pilar urto om dimensões 50x50m, om f k de 35MPa e uma área de hipotétia de armadura de aço CA-50 de 37,70m², pela norma ABNT NB 6118:2014, seu esforço normal máximo de álulo seria 6951,8kN, ao passo que o mesmo elemento avaliado pelo método do ACI , om oefiiente (φ) igual a 0,65, resulta em um esforço normal resistente de 4789,48kN. Tal onstatação demonstra que, a norma norte ameriana é mais onservadora frente a brasileira, quando se trata da introdução da segurança na fase de projeto. Entretanto, ao se avaliar a segurança dentro do Capítulo 20 do ACI , o fator de redução de resistênia, ou oefiiente Tabela 4 Índies de onfiabilidade (b) segundo o fib Model Code 2010 (p. 31 e 32) [10] Estado limite Serviço (ELS) Último (ELU) Modelo de verifiação da segurança Método probabilístio de segurança Método dos oefiientes pariais de segurança Método probabilístio de segurança Método dos oefiientes pariais de segurança Período de referênia Novas estruturas Estruturas existentes Comentário 50 anos b = 1,5 Considera o mesmo ritério de avaliação da segurança para estruturas Vida útil residual b = 1,5 novas e existentes 50 anos 3,1 b 4,3 3,1 b 3,8 50 anos b = 3,8 3,1 b 3,8 Permite reduzir a onfiabilidade para estruturas existentes 384 IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3

9 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE redutor (φ), pode ser majorado, o que signifia assumir um aumento da apaidade resistente da peça, devido ao maior onheimento do estado da estrutura e redução da variabilidade admitida. No aso do exemplo hipotétio, o item do ACI limita o aumento do oefiiente (φ) a no máximo 0,80, ou seja, um arésimo de 23% na apaidade resistente da peça. Já pelo modelo da ABNT NB 6118, é permitido reduzir o oefiiente g de 1,4 para 1,27, quando se trata da análise de testemunhos extraídos. Nessa situação, alterando apenas o oefiiente relativo ao onreto, haveria um arésimo de 7,8% na apaidade resistente do mesmo pilar, e o oefiiente g s também fosse alterado, de 1,15 para 1,0, em onjunto om o 1,27 do onreto, o arésimo então seria de 11,3%, ambos os asos muito abaixo do valor assumido pelo ACI. O tereiro e o quarto passos, itados anteriormente no aso geral, não são explíitos no ACI , mas, obviamente, são apliáveis ACI Code equirements for Evaluation, epair, and ehabilitation of Conrete Building and Commentary [22] Este novo doumento propõe uma avaliação preliminar, que inlui a revisão de plantas, dados da onstrução, relatórios e outros doumentos disponíveis (obtenção de informações sobre os materiais) e a omparação das informações obtidas om as presrições da norma utilizada na époa do projeto. Caso não seja possível obter informações sufiientes por meio de projetos, espeifiações e outros doumentos, onsiderar valor de resistênia à ompressão do onreto estrutural onforme Tabela 6.3.1a, ou partir para ensaios in loo de extração de testemunhos e em laboratório, no intuito de onheer as araterístias do onreto. Quando se deidir por ensaiar testemunhos extraídos, reomenda-se estimar a resistênia equivalente (f,eq ) através da equação: f eq ( k V) é 2 ù = 0,9 f ê1-1,28 + 0, 0015ú ê n ë úû (15) Onde: f eq = resistênia à ompressão equivalente do onreto; f = média das resistênias dos testemunhos, já modifiadas para onsiderar os diâmetros e as ondições de sazonamento dos testemunhos; V = oefiiente de variação das resistênias efetivas dos testemunhos; n = número de testemunhos ensaiados; k = fator de modifiação do oefiiente de variação (depende de onforme ACI 562 Tabela 6.4.3). Após a determinação da resistênia equivalente, deve-se então avaliar a estrutura e verifiar a segurança onforme apítulo 20 do ACI Portanto este doumento do ACI não aresenta muito ao ACI e ao ACI , e apenas modifia um pouo a forma de obter a resistênia equivalente (primeiro passo) do onreto em estruturas existentes, mantendo o segundo passo, e ainda sendo apliáveis os tereiro e quarto passos do aso geral fib Model ode for onrete strutures 2010 Na avaliação de estruturas existentes, o fib Model Code 2010 [10] reomenda que valores reduzidos de g m sejam adotados quando o intuito for avaliar uma estrutura existente, de modo a levar em onta as ações reais atuantes, as dimensões efetivas e as propriedades reais dos materiais empregados na estrutura. Para o fator g d, que representa o produto g d1 g d2, equivalente ao produto do g 2 g 3, a norma reomenda adotar o valor de 1,0. O fator g d expressa as inertezas no modelo de álulo e geometria. Perebe-se laramente que, na análise de uma estrutura existente, estas inertezas são menores, permitindo reduzir este fator de 1,10 para 1,00. Para uma análise probabilístia pura, o fib Model Code 2010 [10] orienta que se realize a análise baseada em índies de onfiabilidade, a partir de onde se obterão novos oefiientes de segurança. A Tabela 4 apresenta as diferenças entre os índies de onfiabilidade (β) a se onsiderar no projeto de novas estruturas e na análise de estruturas existentes EUOCODE 2. EN De Design of onrete strutures. General rules and rules for buildings [23] e EN Jan Assessment of in-situ ompressive strength in strutures and preast onrete omponents [24] De modo similar, também o EUOCODE 2 reomenda que valores reduzidos de g e g s sejam adotados, desde que sejam mitigadas as inertezas no álulo da resistênia. No que tange à determinação da resistênia equivalente (primeiro passo), aplia-se a EN 13791, que traz os modelos de álulo expostos a seguir nas eqs. 16 e 17 abaixo (adota-se, sempre, o menor dos dois valores). 15 testemunhos ou mais Tabela 5 Fatores g utilizados na análise de estruturas existentes (EUOCODE 2) f, is = fm( n), is -1, 48 s or f k, is = f is, lowest + 4 k (16) g original g reduzido Diferença (%) 1,5 1,4 7,1 1,5 1,45 3,4 1,5 1,35 11,1 1,5 1,3 15,4 Onde: f k,is = resistênia equivalente da amostra; f m(n),is = média das resistênias equivalentes dos testemunhos ensaiados; s = desvio padrão da amostra; f is,lowest = menor valor de resistênia à ompressão obtido no ensaio dos testemunhos. IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3 385

10 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures Tabela 6 Conjunto de dados de testemunhos extraídos 3 a 14 testemunhos f n f i,ext 15,4 15,4 17,6 19,1 19,5 19,9 16,6 17,6, is = f m( n), is k or f k, is = fis, lowest + 4 k - (17) Onde: f k,is = resistênia equivalente da amostra; f m(n),is = média das resistênias orrigidas dos testemunhos ensaiados; k = fator que depende do número de testemunhos ensaiados (EN Tabela 2); f is,lowest = menor valor de resistênia à ompressão obtido no ensaio dos testemunhos. A EN também reomenda orrigir as resistênias dos testemunhos extraídos preedentemente ao álulo da resistênia equivalente, de maneira análoga ao ACI , levando em onta relação h/d, diâmetro, sazonamento, broqueamento, entre outros. Caso a exeução da estrutura tenha sido submetida a um rigoroso ontrole da qualidade, garantindo que desvios desfavoráveis nas dimensões das seções transversais se enontrem dentro dos limites da EN 1992 Tabela A.1, e desde que o oefiiente de variação da resistênia do onreto não seja superior a 10%, g pode ser reduzido de 1,5 para 1,4 (segundo passo). Ainda, se o álulo da resistênia de projeto se baseia em dados geométrios rítios (reduzidos por desvios e medidos na estrutura aabada), a reomendação é reduzir g para 1,45. Neste mesmo aso, desde que o oefiiente de variação da resistênia do onreto não seja superior a 10%, pode-se adotar g = 1,35. Quando a avaliação da estrutura existente for baseada em ensaios e testes in loo na estrutura aabada (omo, por exemplo, extração de testemunhos), g deve ainda ser reduzido pelo fator de onversão ƞ = 0,85 5. A Tabela 5 india os perentuais de redução sugeridos pelo EUOCODE 2 para o oefiiente de segurança g. Perebe-se que, no aso do EUOCODE, o novo oefiiente de minoração da resistênia do onreto para verifiação da segurança em estruturas existentes, desde que baseada na extração de Tabela 7 Correção segundo o ACI (resultados em MPa) Fatores de orreção ACI Cap.9.1 f n f orrigida i,ext F Cap. 9.1 l/d F dia F m F d 1 15,4 17,8 2 15,4 17,8 3 17,6 20,3 4 19, ,09 1,06 22,1 5 19,5 (V=0%) (V=0%) (V=2,5%) (V=2,5%) 22,5 6 19,9 23,0 7 16,6 19,2 8 17,6 20,3 Tabela 8 Valores de f,equivalente propostos pelo ACI , pelo ACI e pela EN ACI ACI EN f',eq Cap f',eq Cap Tolerane fator method Alternate method f eq Cap ,0 15,4 17,1 14,4 NOTA: A EN 13791:2007 prevê as mesmas orreções para fatores que influeniam a resistênia de testemunho, omo: relação h/d, diâmetro, sazonamento, broqueamento, e outros. f k,is 5 Segundo o próprio Euroode o valor resultante de g não deveria ser inferior a 1,3, porém, apliando esta redução ao g de 1,5, daria um valor de 1,27 para o novo g. 386 IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3

11 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE Tabela 9 Valores da resistênia equivalente do onreto para verifiação da segurança, segundo o ACI ACI Cap.20 ACI ACI f',eq Cap f',eq Cap Tolerane fator method Alternate method f eq Cap ,4 19,0 21,0 Tabela 10 Valores de f k para verifiação da segurança, segundo a EN 13791:2007 (partindo de g = 1,5) f k,is EN EN EUOCODE 2 A.2.2 (2) g,ed3 = 1,35 testemunhos, é equivalente ao da norma brasileira e igual a 1,27. Finalizado esse segundo passo, aso a segurança não venha a ser atendida, ainda restam os tereiro e quarto passos do aso geral. 5; Exemplo de apliação A.2.3 (1) g,ed3 = 1,19 14,4 16,0 a 18,8 a a Os valores apresentados estão majorados, onsiderando que em A.2.2 (2) f k = f k,is (g /g,ed3 ), e em A.2.3 (1) f k = f k,is (g /g,ed4 ). De modo a se realizar uma análise omparativa om os diferentes ódigos, apresenta-se abaixo um exemplo de uma estrutura que é onheido que foi projetada om um f k de 25MPa, onde se tomou um onjunto de dados provenientes de extração de testemunhos de onreto (Tabela 6) e, em seguida, apliou-se os oneitos de análise apresentados para as diferentes normas. Da região em análise foram retirados 8 testemunhos, quantidade que atende aos mínimos reomendados das normas itadas. Para essa análise foram utilizados testemunhos padrão om 10m de diâmetro e relação h/d = 2. Todos os valores de f são expressos em MegaPasal (MPa). 5.1 Primeiro passo: resistênia equivalente Caso se tratasse de uma estrutura em onstrução, para a análise segundo o ACI (Capítulo 5), deve-se utilizar apenas 3 resultados da região om problemas. Por razões de onservadorismo, dos oito disponíveis utilizou-se apenas os 3 de menores valores. A partir dos resultados 15,4; 15,4 e 16,6MPa, obtém-se f,equivalente = 18,6 MPa (multipliando a média dos resultados por 1,18). Esta ondição não atende os ritérios da norma, portanto, há neessidade de se enontrar um novo f,equivalente para ontinuar a análise. Na Tabela 7 apresenta-se a orreção de f i,ext proposta pelo ACI , Capítulo 9.1. Para este exemplo prátio, adotou-se um nível de onfiança de 95%. A partir dos valores orrigidos de f, há neessidade de enontrar o valor de f,equivalente. Este parâmetro também pode ser obtido através do ACI , ACI e EN 13791:2007, omo se expõe na Tabela Segundo passo: análise da segurança Em seguida às orreções e obtenção do f,equivalente, deve-se proeder om a análise ou verifiação da segurança, onforme o Capítulo 20 do ACI (ou Cap. 5.4 do ACI ) ou o EUO- CODE 2. Segundo o ACI , admitindo que se trata de pilares sem armadura em espiral, aberia a modifiação do fator de segurança ϕ de 0,65 para 0,80, ou seja, equivalente a majorar a resistênia equivalente (f eq ) obtida na Tabela 8 em 1,23 (e ontinuar utilizando ϕ = 0,65 na verifiação de projeto). Dessa forma, os valores de resistênia a serem adotados segundo esse oneito seriam os expressos na Tabela 9. Do ponto de vista do EUOCODE 2, obtido o valor de f k,is através da EN (mesmo f eq do ACI), deve-se então apliar os ritérios Tabela 11 Valores da resistênia do onreto a serem adotados na verifiação da segurança (MPa) ACI Tolerane fator method ACI Alternate method ACI ABNT NB 7680:2015 EN EUOCODE 2 A.2.2 (2) g,ed3 = 1,35 A.2.3 (1) g,ed4 = 1,19 18,6 18,4 19,0 21,0 19,6 16,0 18,8 6 A análise de segurança do Cap. 5.4 do ACI é a mesma ontida no Cap. 20 do ACI IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3 387

12 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures de análise de segurança, onforme já desrito. De forma análoga ao exeutado nas análises anteriores, na Tabela 10 são expostas as orreções de ada um dos itens ontemplados em seu Anexo A. Verifia-se, numa análise global e tomando omo referênia este exemplo, que a resistênia final de álulo variou de 16MPa a 21MPa, segundo o ritério que se adote, omo se apresenta na Tabela 11. Essa variabilidade demonstra, uma vez mais, a neessidade de sempre utilizar o bom senso na tomada de deisões e de busar onsiderar o problema om uma visão holístia que vise abarar todas as variáveis sem se prender exageradamente a um número obtido matematiamente que, sabe-se e foi demonstrado, pode ter signifiado relativo e não absoluto. Na análise de segurança, verifia-se que todas as normas onsultadas, sem exeções, permitem grandes reduções em seus oefiientes pariais, uma vez que as variáveis após uma estrutura estar pronta são passíveis de serem medidas e onsideradas no álulo omo valores efetivos. Dessa forma, omo não há mais tantos desonheimentos e inertezas, pode-se trabalhar om uma margem de segurança menor e mais raional. 6. Considerações finais No universo da normalização existente foi possível verifiar diferentes ritérios de análise, entretanto todas as normas analisadas têm em omum o fato de que a redução de algumas parelas dos oefiientes pariais é plenamente viável, sem prejuízo da segurança estrutural. Entretanto, para lançar mão de novos oefiientes, faz-se neessário ter um onheimento maior da estrutura, e nesse aspeto entra a importante atividade de inspeção, na qual o rigor da exeução, e os parâmetros geométrios e de qualidade dos materiais devem ser adequadamente verifiados. O fib Model Code 2010, na omposição do oefiiente de minoração da resistênia do material, onsidera, de forma explíita, além da parela relativa ao desonheimento da resistênia do material, a parela que leva em onta as inertezas geométrias que podem eventualmente oorrer durante a exeução. Nesse aspeto, ao se onstatar que a estrutura foi exeutada om geometria dentro de padrões onsiderados aeitáveis e tendo onheimento da resistênia do onreto na estrutura (através de testemunhos), poder-se-ia efetuar a redução do g m. Na norma norte-ameriana, no toante a resistênia do onreto, fia evidente a separação da análise do material e análise de segurança, sendo o primeiro item espeifiado pelo ACI ou pelo ACI , que tratam de orrigir variáveis inerentes a ensaio e a propriedades intrínseas do onreto, enquanto a segurança é tratada de aordo om o Capítulo 20 do ACI O EUOCODE 2 atua de forma análoga ao fib Model Code 2010, permitindo a redução dos oefiientes g desde que se a geometria da estrutura tenha sido exeutada de forma rigorosa e tais medidas sejam onsideradas no álulo (araterístia medida por um ontrole efetivo da qualidade na onstrução). O novo texto da ABNT NB 7680:2015, demonstra-se alinhado om as prinipais normas, e a orreção dos valores de resistênia de testemunhos extraídos resulta próximo aos alulados pelas diferentes metodologias. Entretanto, para a análise e redução do oefiiente de segurança (g ), deve-se ainda proeder om o presrito na ABNT NB 6118:2014. Sobre as onsiderações referentes à influênia da idade e das argas de longas duração na avaliação da resistênia do onreto, estes pesquisadores não enontraram na bibliografia disponível, nenhuma menção à neessidade de retroagir a resistênia do onreto a 28 dias. Nenhum texto foi enontrado onsiderando o resimento ou o derésimo da resistênia do onreto após 28 dias, quando analisado em estruturas existentes e om idades muito ou pouo superiores a 28 dias. Uma reomendação de ordem prátia dos autores, seria onsiderar, na verifiação do projeto, a resistênia obtida na idade de ensaio, sem qualquer regressão, e proeder om os álulos onforme a teoria normalizada. De forma geral e om visão holístia, onstatou-se nesse artigo que a verifiação da segurança de uma estrutura existente é uma análise omplexa e difereniada, que depende do onheimento profundo da estrutura e da tenologia do onreto, assim omo dos oneitos de segurança. Em suma, é neessário que o profissional de engenharia responsável pela análise da estrutura existente onheça as variáveis envolvidas no proesso e saiba desprezar aquelas que já atuaram, garantindo uma avaliação onfiável e que resulte em deisões seguras e eonômias. Além disso, para garantir o desempenho estrutural, deve ser frequentemente realizado o monitoramento das edifiações, bem omo as inspeções e manutenções neessárias e periódias. Para obras novas, a raionalização da onstrução, o Controle de Qualidade de Projeto (CQP) e o Controle Tenológio (CT) das obras devem ser inentivados e realizados, de modo a obter obras seguras, dentro das ondições projetadas e das regras de bem onstruir. 7. eferênias bibliográfias [1] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 5674: Manutenção de edifiações. equisitos para o sistema de gestão de manutenção. io de Janeiro: ABNT, [2] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 15575: Edifiações habitaionais Desempenho. io de Janeiro: ABNT, [3] HELENE, P. Contribuição à análise da resistênia do onreto em estruturas existentes para fins de avaliação da segurança. ABECE Informa, São Paulo, n. 90, p.16-23, Mar/ Abr [4] Comité Euro-International du Béton. Bulletin d information n. 192: Design and Assessment of Conrete Strutures. Lausanne: CEB, [5] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 8681 (Versão Corrigida: 2004): Ações e segurança nas estruturas. Proedimento. io de Janeiro: ABNT, [6] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 6118: Projeto de estruturas de onreto. Proedimento. io de Janeiro: ABNT, [7] SILVA FILHO, L. C. P. & HELENE, P. Análise de Estruturas de Conreto om Problemas de esistênia e Fissuração. Capítulo 32. In: Geraldo C. Isaia. (Org.): Conreto: Ciênia e Tenologia. 1 ed. São Paulo: IBACON, 2011, v. 2, p [8] Comité Euro-International du Béton. Bulletin d information n. 162: Assessment of Conrete Strutures and Design Proedures for Upgrading (edesign). Lausanne: CEB, IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3

13 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE [9] ZAGOTTIS, D. L. de. Introdução da Segurança no Projeto Estrutural. São Paulo, EPUSP-PEF, p. [10] FÉDEATION INTENATIONALE DU BÉTON. fib (CEB- FIP) Model Code for Conrete Strutures Lausanne: Ernst & Sohn, [11] CEMONINI,. A. Análise de Estruturas Aabadas: Contribuição para a Determinação da elação entre as esistênias Potenial e Efetiva do Conreto. São Paulo, EPUSP, 1994 (tese de doutoramento) [12] FUSCO, P. B. Controle da resistênia do onreto. ABECE Informa, São Paulo, n. 89, p.12-19, Jan/Fev [13] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 5738: Conreto. Proedimento para moldagem e ura de orpos-de-prova. io de Janeiro: ABNT, [14] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 5739: Conreto. Ensaios de ompressão de orposde-prova ilíndrios. io de Janeiro: ABNT, [15] GAZIANO, F. P. Segurança estrutural e ontrole da resistênia das estruturas de onreto. ABECE Informa, São Paulo, n. 91, p.16-23, Mai/Jun [16] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 12655: Conreto de imento Portland. Preparo, ontrole e reebimento. Proedimento. io de Janeiro: ABNT, [17] ÜSCH, H. esearhes Toward a General Flexural Theory for Strutural Conrete. ACI Journal, July p [18] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 7680: Conreto Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de onreto. Parte 1: esistênia à ompressão axial. io de Janeiro: ABNT, [19] ASSOCIAÇÃO BASILEIA DE NOMAS TÉCNICAS. NB 14931: Exeução de estruturas de onreto Proedimento. io de Janeiro: ABNT, [20] AMEICAN CONCETE INSTITUTE. ACI : Building Code equirements for Strutural Conrete and Commentary. Farmington Hills: ACI, [21] AMEICAN CONCETE INSTITUTE. ACI : Guide for Obtaining Cores and Interpreting Compressive Strength esults. Farmington Hills: ACI, [22] AMEICAN CONCETE INSTITUTE. ACI : Code equirements for Evaluation, epair, and ehabilitation of Conrete Building and Commentary. Farmington Hills: ACI, [23] COMITE EUOPÉEN DE NOMALISATION. EUOCODE 2: Design of onrete strutures. Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: CEN, [24] COMITE EUOPÉEN DE NOMALISATION. EN 13791: Assessment of in-situ ompressive strength in strutures and preast onrete omponentes. Brussels: CEN, IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 3 389

14 Volume 8, Number 5 (Otober 2015) p ISSN Disussion of Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures by Couto, D.; Carvalho, M.; Cintra, A. and Helene, P. ev. IBACON Estrut. Mater. 2015, vol.8, n.3, pp Disussão de Estruturas de onreto. Contribuição à análise de segurança em estruturas existentes, por Couto, D.; Carvalho, M.; Cintra, A. and Helene, P. ev. IBACON Estrut. Mater. 2015, vol.8, n.3, pp D. M. SANTOS a b F.. STUCCHI a b A.T. BECK D I S C U S S I O N D I S C U S S Ã O a b EGT Engenharia, São Paulo, SP, Brasil; Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil; Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brasil. eeived: 30 Aug 2015 Aepted: 30 Aug 2015 Available Online: 13 Ot IBACON

15 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE O artigo em disussão apresenta algumas afirmações e insinuações inorretas, que levam a interpretações inonsistentes de normas ténias, e podem oloar em riso a segurança estrutural. No resumo, os autores afi rmam que em uma estrutura aabada, os oefi ientes de ponderação da segurança podem ser fl e- xibilizados, uma vez que um grande número de fatores desonheidos durante a etapa de projeto podem ser mensurados. Estes oefi ientes podem ser modifi ados se e somente se efetivamente forem avaliadas e medidas informações relevantes à segurança estrutural, omo por exemplo (Melhers, [1]): Inspeção preliminar do loal (para verifi ar loalização, ondições, ações, infl uênias ambientais, araterístias espeiais, neessidade de testes adiionais); euperação e revisão de toda a doumentação relevante, inluindo o histório de arregamentos, manutenção, reparos e alterações; Levantamento de medidas e testes espeífi os no loal, inluindo, talvez, prova de arga; Análise dos dados oletados para refi nar (ou atualizar) os modelos probabilístios para resistênia estrutural (e talvez das ações); (e-)análise rigorosa da estrutura om os parâmetros atualizados de arregamentos e resistênias (isto é, desenvolvimento e refi namento das funções de estado-limite); Análise da onfi abilidade estrutural; Análise de deisão. Como pode ser observado, existe uma série de proedimentos de avaliação que preisam ser adotados para que seja possível a redução dos oefi ientes de segurança. Embora os autores reonheçam parte destes proedimentos no resumo e na introdução do artigo, no orpo do trabalho grande parte destes proedimentos são ignorados, om o trabalho endereçando apenas a resistênia do onreto. Perdas de resistênia do onreto devem ser ompensadas por ganhos omo redução de variabilidades, ou de arga, ou ainda por ganho de seção transversal. Todavia, é importante salientar que, em pilares, a resistênia do onreto é a variável aleatória mais importante, no aso usual de razão entre arregamento variável e permanente pequena [2]. Adiionalmente, determinar os valores reais dos vários parâmetros envolvidos na segurança de uma estrutura existente não é uma tarefa direta e pode, por si só, introduzir novas inertezas. Na Seção 2, os autores tentam defi nir valores das parelas do γ (γ 1, γ 2, γ 3 ). Esses valores são de difíil obtenção e neessitam ser avaliados de forma probabilístia. Ainda na Seção 2, os autores esrevem que uma aproximação experimental do oefi iente γ pode ser obtida através de estudos reais de omparação entre a resistênia de ontrole da ABNT NB 12655: 2006 om a resistênia média efetiva, aferida através de testemunhos extraídos. Essa afi rmação está inorreta, pois o oefi iente de segurança γ não envolve apenas a variabilidade da resistênia do onreto. Além disso, a extração de testemunhos também introduz inertezas e variabilidades, além de, usualmente, serem retirados de pontos pouo armados que são de onretagem mais fáil. A Seção não possui base normativa naional. A utilização de valores reduzidos de oefi ientes de segurança, omo sugerido (γ <1,27 e γ =1,05), não pode ser utilizada pois, até o presente momento, não tem base em análise de onfi abilidade estrutural. Além disso, problemas om onreto não-onforme são muito omuns no Brasil (ver [2]). A redução desses oefi ientes pode inentivar a produção de onreto om menor resistênia do que o espeifi ado em projeto. A Seção está inorreta, pois o ACI [20] foi refereniado indevidamente. A frase quando o primeiro passo não alança a onformidade ou sempre que se trate de estruturas existentes, o ACI (Capítulo 20) presreve a estimativa de uma resistênia equivalente f de uma forma mais apurada, através do ACI não está orreta, pois o ACI não permite a utilização dos métodos desritos no ACI em asos de não onformidade do onreto, onforme o (pag. 324, [20]) reproduzido a seguir: ACI Committee 214 has developed two methods for determining f from ores taken from an existing struture. These methods are desribed in ACI and rely on statistial analysis tehniques. The proedures desribed are only appropriate where the determination of an equivalent f is neessary for the strength evaluation of an existing struture and should not be used to investigate low ylinder strength test in new onstrution, whih is onsidered in A mesma inoerênia aparee na Seção , pois esta faz referênia ao ACI 214.4, mesmo se tratando de estruturas em onstrução ou nova, om problemas de onformidade do onreto. A Seção não deixa laro se os proedimentos são válidos para estrutura em onstrução (ou nova) om problemas de onformidade ou para estruturas existentes, e omite o fato que a Norma EN [24] só permite a utilização das equações (16) e (17) para estruturas velhas (old strutures). Para asos de não-onformidade, utiliza-se outro proedimento. O exemplo apresentado na Seção 5 reproduz e ilustra algumas das inonsistênias já apontadas. O texto não deixa laro se a estrutura estaria em onstrução, seria nova ou existente. O exemplo também não eslaree se a avaliação da resistênia do onreto é motivada por problemas de onformidade ou, por exemplo, por mudança no tráfego (nível de arregamento) de uma ponte ou mudança no tipo de uso de uma estrutura. Embora o exemplo não ite os ensaios de reebimento do onreto, os valores da resistênia à ompressão obtidos em 8 testemunhos resultaram bem menores (f, maior = 19,1 Mpa) que o valor araterístio de projeto (f k = 25 Mpa), sendo o maior valor igual a 76% do f k. A onlusão natural é que se trata de não-onformidade do onreto e, portanto, a utilização, pelo exemplo, dos proedimentos do ACI e do EN seria indevida. A modifi ação dos oefi ientes de segurança mostrados na Tabela 3 é justifi ada, segundo o ACI , pelo uso de propriedades dos materiais obtidos em ampo e de forma aurada, dimensões reais medidas na estrutura e métodos de análise bem entendidos. Portanto, não é orreto modifi ar estes fatores, omo india o exemplo do artigo, sem inspeção e reanálise do modelo estrutural, pois as novas informações são importantes e podem resultar em aumento dos esforços ou redução das resistênias, ou seja, podem ter efeitos desfavoráveis. IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 5 747

16 Estruturas de onreto. Contribuição à análise de segurança em estruturas existentes [1] MELCHES E. Strutural eliability Analysis and Predition. John Wiley & Sons, Chihester, [2] SANTIAGO, W.C.; BECK, A. T. Estudo da (Não-)Conformidade de Conretos Produzidos no Brasil e sua Influênia na Confiabilidade de Pilares Curtos. evista IBACON de Estruturas e Materiais, v.4, p , IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 5

17 Volume 8, Number 5 (Otober 2015) p ISSN esponse to the Disussion of Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures, ev. IBACON Estrut. Mater. 2015, vol.8, n.5, pp , proposed by Santos, D. M.; Stuhi, F.. and Bek, A.T. esposta à Disussão de Estruturas de onreto. Contribuição à análise de segurança em estruturas existentes, ev. IBACON Estrut. Mater. 2015, vol.8, n.5, pp , proposta por Santos, D. M.; Stuhi, F.. and Bek, A.T. D. COUTO a b M. CAVALHO b A. CINTA b P. HELENE b E S P O N S E É P L I C A a b University of Campinas, Campinas, SP, Brazil; PhD Engenharia, São Paulo, SP, Brazil; University of São Paulo, São Paulo, SP, Brazil. eeived: 30 Sep 2015 Aepted: 30 Sep 2015 Available Online: 13 Ot IBACON

18 D. COUTO M. CAVALHO A. CINTA P. HELENE TOs autores do artigo agradeem aos Colegas por darem mais esta oportunidade de ampliação das disussões deste importante tema. O intuito dos autores é o de ontribuir para a redução dos desneessários desgastes entre os vários intervenientes numa estrutura de onreto, eslareendo as diferenças reais entre a análise usual de segurança de estruturas de onreto novas (a serem onstruídas) e a verifi ação da segurança em obras existentes (já onstruídas, tipo retrofi t, em uso ou em onstrução). Ao ontrário do afi rmado na réplia, o objetivo é o de evitar reforços desneessários e ontribuir à sustentabilidade, sem oloar em riso a segurança estrutural. Os autores onordam om a importânia da inspeção e diagnóstio da estrutura existente omo subsídio prévio indispensável para adoção de novos ritérios de verifi ação da segurança onforme ressaltado no resumo, na introdução e no item do artigo em disussão. Os autores agradeem aos Colegas por ompartilharem da mesma visão. Como exemplo, no item do artigo, está dito de forma lara e objetiva: [...] a verifi ação da segurança pode prosseguir om o tereiro passo, que é a observação uidadosa da estrutura aabada onferindo medidas geométrias, posição de armadura, taxa de armadura, tolerânias de exentriidade, de nível e de prumo, espessura de lajes, ou seja, onferir o rigor de exeução da estrutura. Sobre a Seção 2 do artigo, os Colegas teem rítia om relação à disussão de valores das parelas do γ (γ 1, γ 2, γ 3 ), argumentando que esses valores são de difíil obtenção e neessitam ser avaliados de forma probabilístia, afi rmando ser inorreto avaliar esses oefi ientes om uso de resultados de testemunhos. Certamente deve ter havido um equívoo dos Colegas, pois a literatura disponível é farta sobre o tema [1][2][3]. Transreve-se a seguir treho do texto do fi b Model Code 2010 (omentário) que eslaree o tema, lembrando que existem pequenas adaptações entre as notações da ABNT NB 6118:2014 e do fi b Model Code 2010, mas os oneitos e signifi ados são os mesmos. Commentary to item of fib Model Code 2010, p. 62 Indiative values are γ d1 = 1.05 for onrete strength and γ d1 = for steel strength. In some ases suh as punhing in the ULS, where onrete rushing is governing the behavior models may be affeted by larger unertainty, whih an be aounted for by adding a speifi fator in the verifi ation formulas). For taking into aount geometrial unertainties an indiative value is γ d2 = 1.05 (regarding the variability of the size of the onrete setion or the position of the reinforing steel). For onrete strength this leads to γ d, = γ d,1 γ d,2 = = 1.10 and for steel strength γ d,s = γ d,s1 γ d,s2 = = More over: g m = k d m (1 - k d ) = m (1 - a b d 1 - k d = ) 1 - a b d (1) onsidering a normal distribution, or g m = k d exp( mln - k d ln ) = exp( m - a b d ln exp( -k d + a b d ln ln ) ln = ) (2) onsidering a lognormal distribution. Commonly the 5% fratile is used for the harateristi value, yielding k = moreover, most ommonly the following values are used: α = 0.8 being the sensitivity fator of the parameter under onsideration, based on the simplifi ed level II method as suggested by König and Hoser in CEB Bulletin 147: Coneptional Preparation of Future Codes Progress eport (CEB, 1982). β = 3.8 for strutures of onsequene lass 2 aording to EN δ = oeffiient of variation of the parameter under onsideration: for example d = 0.15 is ommonly used for normal quality onrete and d s = 0.05 for reinforing steel. Based on these ommonly used values and onsidering a normal distribution γ = 1.39 and γ s = This fi nally results in: γ = γ d, γ = = and γ s = γ d,s γ s = = The ommonly used partial safety fators mentioned before an be modifi ed in operational odes, by justifying the values of the underlying assumptions. Na sequênia, os Colegas defendem que [...] a utilização de valores reduzidos de oefi ientes de segurança, omo sugerido (γ < 1,27 e γ s = 1,05), não pode ser utilizada pois, até o presente momento, não tem base em análise de onfi abilidade estrutural. Novamente, no entender dos autores do artigo, deve ter havido um equívoo dos Colegas, pois a análise de onfi abilidade estrutural passou a ser utilizada em asos muito simples e espeiais, e muito depois da adoção de oefi ientes pariais de ponderação, justamente pela difi uldade de um tratamento probabilista integral neessário a uma análise de onfi abilidade. A história é exatamente ao ontrário, ou seja, primeiro os oefi ientes pariais foram alibrados para hegar e se ajustar aos antigos oefi ientes globais de segurança das primeiras normas que usavam os métodos das tensões admissíveis e, hoje, os oefi ientes β de onfi abilidade são ajustados aos valores obtidos om os oefi ientes pariais de ponderação. Infelizmente, os Colegas quiseram inverter o urso da história da introdução da segurança no projeto estrutural (vide Zagottis [4]). Os autores agradeem a ontribuição eslareedora e orreta dos Colegas om relação ao ACI (equivalente neste tema ao atual ACI ) e ao ACI Ambos onvergem para valores equiparáveis, mas são exludentes, ou seja, em estruturas novas e em onstrução deve ser usado somente o ritério do ACI Em estruturas existentes pode ser utilizado o ritério do ACI , ombinado om ACI (Capítulo 20) e ACI , segundo ada aso. Com relação à rítia à Seção do artigo, os Colegas defendem ainda que [...] a Norma EN [24] só permite a utilização das equações (16) e (17) para estruturas velhas (old strutures). Para asos de não-onformidade, utiliza-se outro proedimento. Os autores eslareem que ambos os proedimentos (análise de IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 5 753

19 Conrete strutures. Contribution to the safety assessment of existing strutures. estruturas velhas e asos de não onformidade de obras em onstrução) estão desritos na EN 13791:2007 (vide transrição de um treho da introdução e do Flowhart 1 da norma), e justifiam o uso do ritério adotado na Seção tendo em vista que, nos asos de não onformidade em estruturas ainda em onstrução, o proedimento sugerido pela EN 13791:2007 no item 9 (em azul no Flowhart 1) é bem menos onservador que o sugerido pelo item 7 (em vermelho no Flowhart 1, utilizado pelos autores e reomendado para análise de estruturas velhas ), e se assemelha ao ritério do ACI FIP) Model Code for Conrete Strutures Lausanne: Ernst & Sohn, p. 62. [2] CEMONINI,. A. Análise de Estruturas Aabadas: Contribuição para a Determinação da elação entre as esistênias Potenial e Efetiva do Conreto. São Paulo, EPUSP, 1994 (tese de doutoramento). [3] FUSCO, P. B. Controle da resistênia do onreto. ABECE Informa, São Paulo, n. 89, p.12-19, Jan/Fev [4] ZAGOTTIS, D. L. de. Introdução da Segurança no Projeto Estrutural. São Paulo, EPUSP-PEF, p. EN 13791:2007 Introdution [ ] The following examples illustrate where this estimate of in-situ strength of onrete may be required: n when an existing struture is to be modified or redesigned. n to assess strutural adequay when doubt arises about the ompressive strength in the struture due to defetive workmanship, deterioration of onrete due to fire or other auses; n when an assessment of the in-situ onrete strength is needed during onstrution; n to assess strutural adequay in the ase of non-onformity of the ompressive strength obtained from standard tests speimens; n assessment of onformity of the in-situ onrete ompressive strength when speified in a speifiation or produt standard. [ ]An outline of the proedures for these different uses of this standard is given in Flowhart 1[ ] Finalmente, os Colegas expressam ontrariedade om relação ao exemplo apresentado pelos autores no artigo em disussão. A intenção dos autores foi a de ontribuir para melhor eslareer os oneitos, de modo que os mesmos lamentam que isso não tenha oorrido om relação a esses Colegas e se omprometem a produzir e publiar exemplos mais onvinentes e mais didátios. [1] FÉDEATION INTENATIONALE DU BÉTON. fib (CEB- 754 IBACON Strutures and Materials Journal 2015 vol. 8 nº 5