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Reabilitação e Reforço de Estruturas
REFORÇO DE ESTRUTURAS DEBETÃO ARMADO
Mestrado em Engenharia Civil
2011 / 2012
1/75
BETÃO ARMADO
EDUARDO JÚLIO(Prof. Aux. DEC FCTUC)
Eduardo S. Júlio
Reabilitação e Reforço de EstruturasAula 09.2: Técnicas de Reforço de estruturas de betão armado.
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
ÍNDICE DA APRESENTAÇÃO
1. ENQUADRAMENTO
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
2/75
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAÇÃO
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
ÍNDICE DA APRESENTAÇÃO
1. ENQUADRAMENTO
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
3/75
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAÇÃO
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.1.) Em fase construtiva
• Erros ao nível do projecto de estabilidade
4/75
• Erros na composição/produção do betão
• Erros de execução
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.1.) Em fase construtiva, quando há:
• Erros ao nível do projecto de estabilidade
5/75
• Erros na composição/produção do betão
• Erros de execução
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.1.) Em fase construtiva, quando há:
• Erros ao nível do projecto de estabilidade
6/75
• Erros na composição/produção do betão
• Erros de execução
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.1.) Em fase construtiva, quando há:
• Erros ao nível do projecto de estabilidade
7/75
• Erros na composição/produção do betão
• Erros de execução
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.1.) Em fase construtiva, quando há:
• Erros ao nível do projecto de estabilidade
8/75
• Erros na composição/produção do betão
• Erros de execução
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
9/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
10/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
11/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
12/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
13/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
• Agravamento de requisitos regulamentares
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
14/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
• Agravamento de requisitos regulamentares
RSA EC 8National Annex
type 1 earthquake
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
15/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
• Agravamento de requisitos regulamentares
RSA EC 8National Annex
type 2 earthquake
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
Espectros EC8 e RSA - cenário intraplacas (sismo ti po 1) - Porto
1
2
3
4
5
6
Terreno tipo I
Terreno tipo II
Terreno tipo III
Terreno A
Terreno B
Terreno C
Terreno D
Terreno E
16/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
• Agravamento de requisitos regulamentares
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Espectros EC8 e RSA - cenário intraplacas (sismo ti po 1) - Lisboa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Terreno tipo I
Terreno tipo II
Terreno tipo III
Terreno A
Terreno B
Terreno C
Terreno D
Terreno E
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
Espectros EC8 e RSA - cenário interplacas (sismo ti po 2) - Porto
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Terreno tipo I
Terreno tipo II
Terreno tipo III
Terreno A
Terreno B
Terreno C
Terreno D
Terreno E
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
17/75
0
0.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Espectros EC8 e RSA - cenário interplacas (sismo ti po 2) - Lisboa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Terreno tipo I
Terreno tipo II
Terreno tipo III
Terreno A
Terreno B
Terreno C
Terreno D
Terreno E
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
• Agravamento de requisitos regulamentares
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.1. QUANDO É NECESSÁRIO REFORÇAR ?
1.1.2.) Durante o período de vida da estrutura, quando há:
• Ocorrência de sismos
18/75
• Ocorrência de sismos
• Ocorrência de acções de acidente (choques, incêndios, explosões)
• Modificação da função da estrutura para condições mais desfavoráveis
• Agravamento de requisitos regulamentares
• Alteração das exigências de serviço da estrutura
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.2. A DECISÃO DE REFORÇAR
Deve basear-se na:
• Inspecção da estrutura danificada
19/75
• Avaliação da sua capacidade resistente
• Análise da relação custo/benefício de diferentes possibilidades
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.2. A DECISÃO DE REFORÇAR
Deve basear-se na:
• Inspecção da estrutura danificada
20/75
• Avaliação da sua capacidade resistente
• Análise da relação custo/benefício de diferentes possibilidades
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
1.2. A DECISÃO DE REFORÇAR
Deve basear-se na:
• Inspecção da estrutura danificada
21/75
• Avaliação da sua capacidade resistente
• Análise de diferentes possibilidades de reforço
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
ÍNDICE DA APRESENTAÇÃO
1. ENQUADRAMENTO
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
22/75
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAÇÃO
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.1. TÉCNICAS DE REFORÇO
Dividem-se em:
• Adição de novos elementos resistentes
• Reforço de elementos resistentes existentes
• Introdução de dispositivos especiais
23/75
• Introdução de dispositivos especiais
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.1. TÉCNICAS DE REFORÇO
Dividem-se em:
• Adição de novos elementos resistentes
• Reforço de elementos resistentes existentes
• Introdução de dispositivos especiais
24/75
• Introdução de dispositivos especiais
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.1. TÉCNICAS DE REFORÇO
Dividem-se em:
• Adição de novos elementos resistentes
• Reforço de elementos resistentes existentes
• Introdução de pré-esforço e de dispositivos
25/75
• Introdução de pré-esforço e de dispositivos especiais
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
26/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
27/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
28/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
29/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
30/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
31/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.2. OBJECTIVOS DO REFORÇO
Dividem-se em:
• Aumentar a resistência
• Aumentar a rigidez
• Aumentar a ductilidade
32/75
• Aumentar a ductilidade
• Reduzir esforços
• Reduzir a fissuração
• Reduzir a deformação
• Melhorar o comportamento dinâmico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.3. ADIÇÃO DE ELEMENTOS RESISTENTES
2.3.1. Paredes Resistentes
Vantagens:
• Aumento significativo da resistência a cargas laterais
33/75
• Aumento significativo da rigidez
Inconveniente:
• Como o aumento de rigidez introduzido é localizado, pode ser necessário reforçar as fundações
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.3. ADIÇÃO DE ELEMENTOS RESISTENTES
2.3.1. Paredes Resistentes
Vantagens:
• Aumento significativo da resistência a cargas laterais
34/75
• Aumento significativo da rigidez
Inconvenientes:
• Como o aumento de rigidez introduzido é localizado, pode ser necessário reforçar as fundações
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.3. ADIÇÃO DE ELEMENTOS RESISTENTES
2.3.1. Paredes Resistentes
Outros aspectos relevantes:
• A eficiência do reforço está dependente da forma como é realizada a ligação da parede ao pórtico no qual é inserida
35/75
ao pórtico no qual é inserida
• É necessário o reforço dos pilares do pórtico no qual se pretende inserir a parede, na região junto à base, por ser geralmente uma zona de emenda de varões e por ficar sujeita a cargas axiais elevadas devido à acção pórtico - parede
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.3. ADIÇÃO DE ELEMENTOS RESISTENTES
2.3.2. Contraventamento Metálico
Vantagens:
• Rapidez de execução
• Não perturba o funcionamento habitual do
36/75
• Não perturba o funcionamento habitual do edifício
Inconvenientes:
• Eventual necessidade de novas fundações ou reforço das fundações existentes
• Alteração da estética do edifício
• Comportamento dinâmico influenciado pelos elementos de contraventamento e ligações
• Ausência de prática na execução do método
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.3. ADIÇÃO DE ELEMENTOS RESISTENTES
2.3.2. Contraventamento Metálico
Vantagens:
• Rapidez de execução
• Não perturba o funcionamento habitual do
37/75
• Não perturba o funcionamento habitual do edifício
Inconvenientes:
• Eventual necessidade de novas fundações ou reforço das fundações existentes
• Alteração da estética do edifício
• Comportamento dinâmico influenciado pelos elementos de contraventamento e ligações
• Ausência de prática na execução do método
![Page 38: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/38.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.3. ADIÇÃO DE ELEMENTOS RESISTENTES
2.3.2. Contraventamento Metálico
Outros aspectos relevantes:
• Devido à interacção entre o contraventamento metálico e o pórtico existente ao qual é ligado, surgem nos
38/75
existente ao qual é ligado, surgem nos pilares de betão esforços axiais consideráveis e, devido à excentricidade entre os dois, surgem elevados momentos normais ao plano do pórtico
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.1. Colagem de chapas de aço
Vantagens:
• Possibilidade da operação de reforço ser realizada sem interrupção do trânsito (em pontes e viadutos)
39/75
pontes e viadutos)
• Não altera a geometria da estrutura
Inconveniente:
• A ancoragem das chapas de aço
• Durabilidade das juntas coladas expostas às influências atmosféricas (a descolagem é muitas vezes provocada pela corrosão das chapas de aço e por variações locais de temperatura)
![Page 40: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/40.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.1. Colagem de chapas de aço
Vantagens:
• Possibilidade da operação de reforço ser realizada sem interrupção do trânsito (em pontes e viadutos)
40/75
pontes e viadutos)
• Não altera a geometria da estrutura
Inconvenientes:
• A ancoragem das chapas de aço
• Durabilidade das juntas coladas expostas às influências atmosféricas (a descolagem é muitas vezes provocada pela corrosão das chapas de aço e por variações locais de temperatura)
![Page 41: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/41.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.1. Colagem de chapas de aço
Outros elementos relevantes:
• A utilização desta técnica em vigas de edifícios apresenta um inconveniente adicional - a necessidade de protecção
41/75
adicional - a necessidade de protecção contra incêndio das chapas de aço e, principalmente, da resina de epóxido habitualmente usada como agente ligante, a qual perde características para temperaturas não muito elevadas
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.2. Colagem de FRPs
Vantagens:
• Não sofre corrosão (ao contrário do aço)
• Peso reduzido
42/75
• Peso reduzido
• Facilidade de aplicação
Inconveniente:
• Comportamento elástico até à rotura
• Alguns FRPs perdem características sob a acção dos raios ultravioleta, sendo necessário providenciar protecção eficaz
• Em edifícios é necessário prever protecção contra incêndio
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.2. Colagem de FRPs
Vantagens:
• Não sofre corrosão (ao contrário do aço)
• Peso reduzido
43/75
• Peso reduzido
• Facilidade de aplicação
Inconvenientes:
• Comportamento elástico até à rotura
• Alguns FRPs perdem características sob a acção dos raios ultravioleta, sendo necessário providenciar protecção eficaz
• Em edifícios é necessário prever protecção contra incêndio
![Page 44: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/44.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.3. Aplicação de perfis metálicos
Vantagens:
• O aumento de rigidez é uniformemente distribuído (não há necessidade, em princípio, de reforçar as fundações)
44/75
princípio, de reforçar as fundações)
Inconveniente:
• Processo trabalhoso (exige mão de obra especializada)
• Necessidade de protecção contra incêndio (sobretudo devido à perda de resistência das resinas de epóxido, geralmente usadas para realizar a ligação das cantoneiras ao pilar, para temperaturas pouco elevadas)
![Page 45: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/45.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.3. Aplicação de perfis metálicos
Vantagens:
• O aumento de rigidez é uniformemente distribuído (não há necessidade, em princípio, de reforçar as fundações)
45/75
princípio, de reforçar as fundações)
Inconvenientes:
• Processo trabalhoso (exige mão de obra especializada)
• Necessidade de protecção contra incêndio (sobretudo devido à perda de resistência das resinas de epóxido, geralmente usadas para realizar a ligação das cantoneiras ao pilar, para temperaturas pouco elevadas)
![Page 46: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/46.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.4. Encamisamento metálico
Vantagens:
• Obtenção de um confinamento lateral eficaz
• Aumento de resistência ao corte com um
46/75
• Aumento de resistência ao corte com um insignificante aumento da secção transversal
Inconveniente:
• A operação exige mão-de-obra especializada
• No caso de aplicação da técnica em edifícios, é necessário prever protecção contra incêndio
![Page 47: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/47.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.4. Encamisamento metálico
Vantagens:
• Obtenção de um confinamento lateral eficaz
• Aumento de resistência ao corte com um
47/75
• Aumento de resistência ao corte com um insignificante aumento da secção transversal
Inconveniente:
• A operação exige mão-de-obra especializada
• No caso de aplicação da técnica em edifícios, é necessário prever protecção contra incêndio
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.5. Encamisamento de betão armado
Vantagens:
• Simplicidade de execução, não sendo necessária mão-de-obra especializada
48/75
• Distribuição uniforme do aumento de rigidez da estrutura, não sendo necessário, em princípio, o reforço das fundações
• Aumento de durabilidade do pilar, em contraponto com a necessidade de protecção contra a corrosão ou incêndio das técnicas em que o aço fica exposto e em que são usadas resinas de epóxido
![Page 49: REFORÇO DE ESTRUTURAS DE Mestrado em …cristina/RREst/Aulas_Apresentacoes/07... · • Reduzir a fissuração • Reduzir a deformação • Melhorar o comportamento dinâmico](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020203/5a73c7d97f8b9a63638b68ea/html5/thumbnails/49.jpg)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.4. REFORÇO DE ELEMENTOS
2.4.5. Encamisamento de betão armado
Inconvenientes:
• No caso de se pretender obter continuidade do reforço entre pisos, há necessidade da armadura longitudinal de reforço atravessar
49/75
armadura longitudinal de reforço atravessar a laje, obrigando a furá-la e, no caso de esta ser vigada, a posição dos varões da armadura longitudinal de reforço fica condicionada
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.5. PRÉ-ESFORÇO E DISPOSITIVOS ESPECIAIS
2.5.1. Pré-esforço exterior
Objectivos:
• Redução de esforços e deformações
50/75
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.5. PRÉ-ESFORÇO E DISPOSITIVOS ESPECIAIS
2.5.2. Amortecedores
Objectivos:
• Melhoramento da resposta dinâmica
51/75
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.5. PRÉ-ESFORÇO E DISPOSITIVOS ESPECIAIS
2.5.2. Amortecedores
Objectivos:
• Melhoramento da resposta dinâmica
52/75
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.5. PRÉ-ESFORÇO E DISPOSITIVOS ESPECIAIS
2.5.3. Dissipadores de energia
Objectivos:
• Melhoramento da resposta dinâmica
53/75
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
2.5. PRÉ-ESFORÇO E DISPOSITIVOS ESPECIAIS
2.5.4. Isolamento de base
Objectivos:
• Melhoramento da resposta dinâmica
54/75
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
ÍNDICE DA APRESENTAÇÃO
1. ENQUADRAMENTO
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
55/75
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAÇÃO
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.1. Esforços resistentes da secção reforçada
• Admite-se o monolitismo da secção transversal
• Cálculo por equilíbrio de
56/75
Reforço por colagem de FRPs
• Cálculo por equilíbrio de tensões na secção
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
as1 as2
As1 As2
h
b
as1r as2r
As2rAs1r
b+2e
h+2e
h
b= + -
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.1. Esforços resistentes na secção reforçada
• Admite-se o monolitismo da secção transversal
• Cálculo por equilíbrio de
57/75
z(Fc)
Fc Fs1 Fs2
εs2r
εs1rεcr
x
εs1εc
εs2x-e
z(Fcv)
εc
Fcv
x-e
Fs2rFs1r Fcr
+ -
+ -z(Fcr)
Eduardo JÚLIO
• Cálculo por equilíbrio de tensões na secção
Reforço por encamisamento de betão armado
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.2. Ligação reforço/substrato
• No caso de ligações betão-betão, o Eurocódigo 2 caracteriza o substrato como “muito liso”, “liso”, “rugoso”
“6.2.5 Shear at the interface between concrete cast at different times”
vRdi = c fctd + µ σn + ρ fyd (µ sin α + cos α) ≤ 0,5 νννν fcd
58/75
EUROCODE 2
“muito liso”, “liso”, “rugoso” ou “indentado”
• As diferenças são introduzidas na expressão através de dois parâmetros, c e µ, coesão e coeficiente de atrito, respectivamente
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.2. Ligação reforço/substrato
• A caracterização qualitativa da rugosidade do betão do substrato preconizada pelo EC 2 é grosseira
59/75
EC 2 é grosseira
• Estudos conduzidos no DEC FCTUC demonstraram que: (1) é possível obter um perfil de rugosidade do substrato de betão;
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.2. Ligação reforço/substrato
• (2) com o perfil de rugosidade do substrato de betão é possível determinar parâmetros de rugosidade;
Measured Roughness Normalized Roughness
Surface treatment Surface treatment
As-cast
Wire
brushing
Sand
blasting As-cast
Wire
brushing
Sand
blasting
Ra 0.031 0.099 0.203 0.136 0.434 0.890
Rz(DIN) 0.213 0.403 0.797 0.232 0.439 0.868
Rmax 0.370 0.708 0.994 0.290 0.555 0.779
60/75
parâmetros de rugosidade; max
R3z 0.118 0.252 0.628 0.172 0.367 0.914
R3zmax 0.188 0.347 0.825 0.206 0.379 0.902
Rz(ISO) 0.293 0.605 1.088 0.229 0.473 0.851
Ry 0.370 0.847 1.231 0.240 0.550 0.800
Rpm 0.083 0.160 0.401 0.189 0.364 0.912
Rp 0.132 0.282 0.527 0.216 0.461 0.861
Rvm 0.130 0.243 0.396 0.269 0.504 0.821
Rv 0.238 0.565 0.704 0.255 0.605 0.754
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.2. Ligação reforço/substrato
• (3) é possível estabelecer relações lineares com elevados coeficientes de correlação entre estes
61/75
correlação entre estes parâmetros de rugosidade e a resistência da interface ao corte e à tracção;
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.1. DIMENSIONAMENTO
3.1.2. Ligação reforço/substrato
• (4) é possível estabelecer relações lineares com elevados coeficientes de correlação entre estes
Roughness ParameterSlant ShearTest
Pull-OffTest
Average Roughness Ra 0.9283 0.9306
Mean peak-to-valley height Rz(DIN) 0.8966 0.8994
Maximum peak-to-valley height Rmax 0.9776 0.9789
Mean third highest peak-to-valleyheight
R3z 0.8642 0.8673
62/75
correlação entre estes parâmetros de rugosidade e a resistência da interface ao corte e à tracção;
• (5) é viável adoptar um método quantitativo para avaliar a resistência da interface betão-betão.
Maximum third highest peak-to-valley height
R3zmax 0.8570 0.8602
Ten points height Rz(ISO) 0.9271 0.9295
Total roughness height Ry 0.9805 0.9817
Mean peak height Rpm 0.8535 0.8567
Maximum peak height Rp 0.9219 0.9243
Mean valley depth Rvm 0.9401 0.9423
Maximum valley depth Rv 0.9995 0.9997
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.2. PORMENORIZAÇÃO
3.2.1. Ligação reforço/substrato
• Além da rugosidade do substrato, têm influência na ligação betão novo-betão velho: (1) a composição dos
63/75
velho: (1) a composição dos betões; (2) as respectivas idades; (3) a temperatura e a humidade relativa; (4) o método usado na limpeza da superfície; (5) o agente de ligação; (6) o método de aplicação deste; (7) a utilização de armadura de ligação; e (8) o tipo de ensaio usado para avaliar a resistência da ligação.
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.2. PORMENORIZAÇÃO
3.2.1. Ligação reforço/substrato
• Estudos conduzidos no DEC FCTUC demonstraram que: (1) as técnicas que aumentam a rugosidade do
64/75
aumentam a rugosidade do betão do substrato, com exposição dos agregados, sem percussão, são as mais eficazes;
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.2. PORMENORIZAÇÃO
3.2.1. Ligação reforço/substrato
• (2) a aplicação de colas no substrato de betão, não aumenta a resistência da ligação, desde que a sua
65/75
ligação, desde que a sua rugosidade seja incrementada com uma técnica adequada.
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.2. PORMENORIZAÇÃO
3.2.1. Ligação reforço/substrato
• (3) a utilização de betões ou grouts de elevados desempenhos (elevada resistência e retracção
66/75
resistência e retracção reduzida) apresenta vantagens na ligação betão novo/betão velho.
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3.2. PORMENORIZAÇÃO
3.2.1. Ligação reforço/substrato
• (4) a generalidade das expressões de cálculo da resistência da ligação betão novo/betão velho, quando se 20
40
60
80
100
120
140
Load
(kN
)
67/75
novo/betão velho, quando se utilizam conectores, pode não fornecer resultados fiáveis.
0
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Displacement (mm)
0
2
4
6
8
10
12
14
0 2 4 6 8 10 12 14
Normal Stress (MPa)
She
ar S
tress
(M
Pa)
debonding stress maximum shear stress CSA
ACI 318 JSCE BS 8110
REBAP MC 90 EC 2
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.3. INVESTIGAÇÃO
• Está em curso no DEC FCTUC um projecto de I&D sobre ligações betão-betão que integra 5 teses de doutoramento:
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.3. INVESTIGAÇÃO
• Está em curso no DEC FCTUC um projecto de I&D sobre ligações betão-betão que integra 5 teses de doutoramento
• Avaliação do Corte Longitudinal em Elementos Compósitos de Betão ArmadoPedro Miguel Duarte dos Santos
• Modelação Numérica do Comportamento Estrutural de Interfaces Betão/BetãoDaniel António Semblano Gouveia Dias da Costa (FCTUC)
• Reforço de Fundações com Micro-EstacasJoão Paulo Veludo Vieira Pereira (ESTGLeiria)
69/75
João Paulo Veludo Vieira Pereira (ESTGLeiria)
• Reforço ao Confinamento de Pilares de Betão Armado com Mantas de CFRP Pré-EsforçadasMarta Alexandra Baptista Agante (ESTGLeiria)
• Reforço de Estruturas de Betão Armado com Betões Leves de Argila ExpandidaHugo Sérgio Sousa Costa (ISEC)
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
3.3. INVESTIGAÇÃO
• Está em curso no DEC FCTUC um projecto de I&D sobre ligações betão-betão que integra 5 teses de doutoramento e 3 teses de mestrado.
• Composição e Caracterização Mecânica de Betões Leves de Argila ExpandidaHugo Sérgio Sousa Costa (ISEC)
• A Influência da Utilização de Colas no Comportament o de Interfaces Estruturais Betão-BetãoFrancisco Manuel Melo de Sousa Loureiro (Grupo Amorim)
• Caracterização do Corte Longitudinal em Interfaces Betão/Betão com Armadura de Ligação
70/75
Betão/Betão com Armadura de LigaçãoFilipe Alves Vieira Saraiva (Pavicentro)
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
ÍNDICE DA APRESENTAÇÃO
1. ENQUADRAMENTO
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
71/75
2. TÉCNICAS DE REFORÇO
3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAÇÃO
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
• A correcta caracterização da estruturaexistente e a clara definição dos objectivos a atingir com o reforço são essenciais à selecção da(s) técnica(s) a adoptar;
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
• A correcta caracterização da estrutura existente e a clara definição dos objectivos a atingir com o reforço são essenciais à selecção da(s) técnica(s) a adoptar;
• Os pressupostos de cálculo devem ser conhecidos; a adequação das expressões
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dos regulamentos, em geral definidas para construção nova, deve ser verificada;
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
• A correcta caracterização da estrutura existente e a clara definição dos objectivos a atingir com o reforço são essenciais à selecção da(s) técnica(s) a adoptar;
• Os pressupostos de cálculo devem ser conhecidos; a adequação das expressões
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dos regulamentos, em geral definidas para construção nova, deve ser verificada;
• A eficácia das técnicas de reforço está em grande parte dependente de uma correcta pormenorização;
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Reabilitação e Reforço de Estruturas
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
• A correcta caracterização da estrutura existente e a clara definição dos objectivos a atingir com o reforço são essenciais à selecção da(s) técnica(s) a adoptar;
• Os pressupostos de cálculo devem ser conhecidos; a adequação das expressões
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dos regulamentos, em geral definidas para construção nova, deve ser verificada;
• A eficácia das técnicas de reforço está em grande parte dependente de uma correcta pormenorização;
• É essencial a consulta de bibliografia técnico-científica especializada.