Cap 6A 2010 parte 1

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Disciplina: Reabilitação de Estruturas de Concreto Armado - CMEC - Profa. Andréa Prado Abreu Reis Liserre 6.1 
6. INTERVENÇÕES DO TIPO REFORÇO ESTRUTURAL 
 
Existem várias técnicas de reforço, algumas delas já consagradas e outras que, apesar de já se terem 
mostrado eficientes, ainda estão, sob observação e/ou em desenvolvimento. 
 
Na realidade, nos últimos tempos, o desenvolvimento com relação aos reforços tem estado mais 
ligado a MATERIAIS e PROCEDIMENTOS do que a descobertas de novas técnicas. 
 
Quanto ao CÁLCULO DE REFORÇO, deve-se registrar que a NBR-6618, referente ao projeto e 
execução de obras de concreto armado, NÃO FAZ QUALQUER MENÇÃO A ELES. 
 
Por isso, projetos de reforços são normalmente desenvolvidos com base na experiência pessoal do 
engenheiro projetista, que, muitas vezes, adapta preconizações daquela norma ou utiliza critérios 
isolados de normas de outros países. 
ATENÇÃO: Não existem normas para reforço tão abrangentes quanto as existentes para obras 
novas, mesmo nas mais renomadas instituições de normatização!!! 
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No caso de REFORÇO, o primeiro passo é identificar Qual tipo de solicitação deve ser aumentada! 
 
Aumentar a resistência ao: 
 
  momento fletor? 
  força cortante? 
  momento torçor? 
  força normal (compressão; tração)? 
  duas ou mais solicitações simultaneamente? 
 
CADA SITUAÇÃO REQUER UM PROCEDIMENTO DE REFORÇO DIFERENTE! 
 
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SE EU TIVER UMA PEÇA COM PROBLEMAS DE RESISTÊNCIA AO ESFORÇO CORTANTE 
ADIANTA AUMENTAR A ARMADURA LONGITUDINAL DE FLEXÃO? 
 
SE TIVER UMA PEÇA COM CONCRETO DE RESISTÊNCIA INADEQUADA (FALHA POR 
ESMAGAMENTO DO CONCRETO) EU CONSEGUIREI REFORÇA-LA AUMENTADO A 
ARMADURA LONGITUDINAL DE FLEXÃO NA REGIÃO TRACIONADA? 
 
Site: www.basf-cc.com.br (reforço de flat com fibra de carbono) 
 
DETALHE DO REFORÇO AO CISALHAMENTO 
DETALHE DO REFORÇO ÀO MOMENTO FLETOR 
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TIPOS DE REFORÇOS ESTRUTURAIS 
 
 REFORÇO POR ADIÇÃO DE CONCRETO (SIMPLES OU ARMADO); 
o Com ou sem aumento da seção transversal existente; 
 Usando argamassa ou concretos auto-adensáveis; 
 Usando concreto projetado; 
 
 REFORÇO COM USO DE ELEMENTOS METÁLICOS (chapas ou perfis metálicos); 
 
 REFORÇO POR COLAGEM DE LÂMINAS DE FIBRAS DE CARBONO 
 
 REFORÇO POR MEIO DE PROTENSÃO; 
 
 REFORÇO - ALTERAÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURAL 
 
 
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6.1. REFORÇO MEDIANTE ADIÇÃO DE CONCRETO (SIMPLES OU ARMADO) 
 
Uma das técnicas mais utilizadas no Brasil principalmente pelo: 
 baixo custo dos materiais de reposição, 
 facilidade de obter mão de obra (procedimentos análogos aos usados em obras novas), 
 tradição de seu uso 
 
Uma das maiores preocupações nos reforços com concreto relaciona-se à ADERÊNCIA entre o 
concreto de reforço (concreto novo) e o concreto da peça a ser reforçada (concreto velho). Ela é vital 
para garantir o COMPORTAMENTO CONJUNTO (MONOLÍTICO) peça original / reforço, ou 
seja, para que a peça reforçada trabalhe como uma peça monolítica. 
 
DESVANTAGENS: 
 Produz elementos finais de dimensões superiores às iniciais, previstas no projeto. 
 Necessidade de esperar que o material adicionado (reforço) atinja a resistência adequada, o que 
pode retardar a liberação de ações na parte estrutural reforçada 
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Alguns profissionais questionam a execução desse tipo de reforço por causa da necessidade de se 
demolir parte do elemento estrutural, entretanto... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/146/ 
A necessidade de escarificação do elemento por si só não é uma justificativa bastante forte 
para inviabilizar o uso de tal técnica, já que nos casos de corrosão de armaduras é inevitável a 
demolição de trechos do elemento estrutural para limpeza e até reposição de armadura. 
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Região do 
desplacamento
ReforçoSubstrato
Pilar
 
P5R – Reforçado à compressão 
 
 
“PONTO FRACO” DESTE TIPO DE REFORÇO (e de outros também!): 
Pode ocorrer DESPLACAMENTO/DESLIZAMENTO entre o concreto novo e o substrato 
Deve-se então garantir a ADERÊNCIA  PEÇA DEVE TRABALHAR COMO MONOLÍTICA! 
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Um recurso muito utilizado, para garantir o comportamento monolítico da peça reforçada, é a 
adoção de pinos que atravessam a interface dos dois concretos, os quais passam a resistir aos 
esforços de cisalhamento que ali se desenvolvem. 
 
Esses pinos podem ser representados por estribos prolongados, chumbadores, ou pequenas barras 
coladas com resinas. 
 
Figura - Pinos para Ligação de Concretos 
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Exigência, normalmente feita, é que o concreto novo apresente características semelhantes às do 
concreto velho, principalmente resistências e módulo de elasticidade. 
 
Claro que o material a ser utilizado no reforço de um elemento estrutural de concreto, deve ter suas 
características analisadas tendo-se em vista as características do concreto do elemento a ser 
reforçado. Entretanto, de acordo com PIANCASTELLI, definir, genericamente, no caso do 
concreto, que tais características devam ser aproximadamente as mesmas chega a ser um ERRO 
(?!), porque diferenças podem ser até necessárias, em função de efeitos e comportamentos desejados 
em casos específicos. 
 
 
Justificativa: o concreto armado é composto por materiais de características mecânicas bem 
diferentes, que, entretanto, não impedem o seu perfeito funcionamento conjunto, em função da 
correta consideração das mesmas! 
 
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TRATAMENTO DO SUBSTRATO - CONCRETO E ARMADURAS 
 
Para o bom desempenho de qualquer intervenção, é fundamental que o SUBSTRATO (superfícies 
do concreto e do aço existentes) seja CONVENIENTEMENTE TRATADO. 
 
FINALIDADES BÁSICAS DO TRATAMENTO: 
 retirar todo material deteriorado ou contaminado; 
 propiciar as melhores condições de aderência entre o substrato e o material de recuperação 
ou reforço. 
 
PROCEDIMENTOS ADOTADOS PARA O TRATAMENTO DO SUBSTRATO: 
♦ Escarificação manual (marreta, talhadeira, ponteiro); 
♦ Escarificação mecânica (martelete, rompedor, fresa); 
♦ Escovamento manual (escova de aço); 
♦ Lixamento manual ou elétrico (lixas para concreto e aço, lixadeira elétrica); 
♦ Hidro-demolição (equipamento específico); 
♦ Jateamento de areia (equipamento específico); 
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♦ Jateamento de água e areia (equipamento específico); 
♦ Queima controlada com chama (maçarico); 
♦ Corte de concreto (discos ou fios de corte); 
♦ Jateamento de ar comprimido (equipamento específico); 
♦ Jateamento de água fria ou quente (equipamento específico); 
♦ Jateamentode vapor (equipamento específico); 
♦ Lavagem com soluções ácidas (solução de ácido clorídrico, Reebaklens da Fosroc); 
♦ Lavagem com soluções alcalinas (solução de “soda cáustica”); 
♦ Aplicação de removedores de óleos e graxas (Reebexol Super da Fosroc); 
♦ Aplicação de removedores de gordura e ácido úrico - suor - (álcool isopropílico, acetona); 
♦ Umedecimento ou saturação da superfície do concreto com água (aspersão, pano ou areia 
molhados). 
 
 
 
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A superfície do concreto velho que entrará em contato com o material de recuperação ou reforço 
deverá ser APICOADA PARA A RETIRADA DA NATA DE CIMENTO SUPERFICIAL. 
Além disso, deverá apresentar-se seca ou úmida (saturada com superfície seca) em função do 
material a ser utilizado. 
 
Fonte: Manual da Vedacit – site: http://www.vedacit.com.br/literatura/manual_recup.pdf 
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 Apicoamento p/ Reforço do Pilar Apicoamento p/ Reforço da Viga 
 
(observar que deve-se estender o apicoamento para um 
pequeno trecho dos elementos estruturais adjacentes) 
 
Figura - Apicoamento do Concreto 
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REFORÇO POR AUMENTO DE SEÇÃO TRANSVERSAL EXISTENTE 
 
 Normalmente feito usando Concreto tradicional de cimento Portland, concreto projetado, 
argamassas auto-adensáveis, outros materiais cimentícios. 
 Material novo geralmente requer um traço especialmente formulado para se obter: 
o altas resistências iniciais e baixa relação água/cimento (menor porosidade); 
o ausência de retração de secagem; 
o leves e controladas expansões; 
o elevada aderência ao substrato; 
o baixa permeabilidade; 
o outras propriedades obtidas usando aditivos e adições como: plastificantes, redutores de 
água, impermeabilizantes, escória de alto forno, sílica ativa, etc. (HELENE, 1992). 
 
 Essas exigências reduzem a viabilidade de emprego direto do concreto dosado em canteiro para 
o uso em reabilitações, salvo locais onde envolvam grandes volumes e haja assistência técnica 
de pessoal especializado em tecnologia do concreto (HELENE, 1992). 
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A.1) REFORÇO DE PILARES POR ENCAMISAMENTO 
 
Feito a partir do aumento da seção transversal do elemento original, usando concreto de resistência 
adequada e adicionando armaduras longitudinais e transversais, formando um encamisamento 
monolítico com concreto que vai envolver total ou parcialmente a estrutura existente. 
 
 
Mangote
Laje
Armadura
de reforço
 Pilar 
escarificado
 Concreto
 projetado
 
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Acréscimo de seção: Não precisa ser executado em todo o contorno do pilar!! 
 
As faces em que se deve realizar o reforço depende da posição do pilar, das condições de acesso e da 
carga a ser suportada 
IMPORTANTE: Analisar a influência do reforço na excentricidade e na esbeltez do pilar! 
 
 
 
 
Reforço em todo contorno do 
pilar 
Reforço em três 
faces do pilar 
Reforço em duas faces do 
pilar 
Reforço em uma face do 
pilar 
 
Figura - Configurações de reforço (modificada de VALLE,1983) 
 
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QUAL A ESPESSURA DA CAMADA DE CONCRETO A SER ADICIONADA? 
 
Depende da seção necessária para resistir ao esforço no pilar após o reforço, entretanto... 
 Também depende da facilidade de ser colocada em obra e do tamanho do agregado. 
 CÁNOVAS (1988) recomenda não usar espessuras menores que 10cm, a menos que se 
empreguem concreto com superplastificantes ou concretos projetados, e agregados com 
diâmetro menor que 20mm 
Pesquisas com concreto auto-adensável (CAA) demonstram ser possível usar camadas de reforço 
com pequenas espessuras (3 a 4 cm) e obter ganho de carga considerável! 
Quando o reforço não é feito em torno de toda a seção transversal do pilar, pode ocorrer o 
desplacamento entre o reforço e substrato após colocar a peça novamente em uso. 
 Para evitar o desplacamento, normalmente adicionam-se conectores (estribos novos) que 
podem ser ancorados ao substrato usando material adequado (p.ex.:injeção de pasta de 
cimento, resinas epóxi, etc...) 
 Os efeitos da retração entre os materiais novos e o substrato também deve ser minimizado 
usando produtos próprios. 
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FIP apud PRADO (1998) ressalta que o pilar reforçado (seção composta) não se comportará como 
um pilar homogêneo. Isso deve ser considerado no PROJETO DO REFORÇO. 
CÁNOVAS (1988) recomenda desprezar a contribuição do núcleo na resistência do pilar 
reforçado  o autor argumenta que é muito difícil prever esta contribuição. 
(NOVAS PESQUISAS DEMONSTRAM QUE NEM SEMPRE ISSO É NECESSÁRIO!) 
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a.1.1) Reforço de Pilares por encamisamento total 
 
Neste caso o pilar original é totalmente envolvido pelo concreto armado de reforço. 
 
Na Fig. (A), vê-se o reforço de apenas um vão do 
pilar. 
 
Transferência de esforços é feita através das 
vigas e da aderência entre os concretos do pilar 
original e do reforço. 
 
A armadura longitudinal de reforço é ancorada nas 
vigas e na laje inferior por colagem com resina, e 
estendida até a face inferior da laje superior. A 
execução de capitel no pilar subjacente pode ser 
necessária para uma melhor transferência dos 
esforços do reforço. 
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O reforço da Fig. (B) é continuo (atinge vãos contíguos do pilar). Nesse caso, é importante a 
continuidade da armadura longitudinal de reforço, onde ela seja possível, como ocorre quando 
só é preciso atravessar o concreto das lajes. 
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Caso o reforço utilize concreto projetado, não deverá haver problemas de ordem executiva. 
Quando se adota solução em concreto armado, o concreto pode ser lançado nas formas pela sua 
abertura superior, em etapas ou em uma única operação. De qualquer forma, a concretagem junto às 
lajes ficará impedida. A Figura a seguir apresenta algumas maneiras de se contornar tal dificuldade. 
(Dry Pack  processo em que o material é aplicado em consistência seca) 
 
Ilustração de maneiras de executar a concretagem de trecho junto a lajes 
 
 
OBSERVAÇÃO: Nos reforços por encamisamento, 
a retração transversal favorece a aderência entre os dois concretos. 
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a.1.2) Reforço de Pilares por encamisamento parcial (reforço lateral) 
 
O acréscimo de concreto não é feito em todas as faces do pilar original. Neste caso, só existe a opção 
do reforço trabalhar em conjunto com o pilar original  essencial a ligação entre os dois concretos. 
O uso de pinos de cisalhamento é essencial, sendo conveniente também usar adesivos estruturais.Este tipo de reforço de pilares é o menos utilizado que o anterior mas... 
 
  Pesquisa de OMAR (2007) mostra que dependendo da face do pilar reforçado consegue-se 
 ganhos de resistência muito grande para pequenas espessuras adicionadas 
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Na Fig. (A) é mostrada solução através de estribos soldados, que só deve ser adotada no caso de aços 
não encruados a frio. Na solução da Fig. (B), através de sulcos abertos no cobrimento de duas faces 
do pilar original, estribos são incorporados, com argamassa de resina ou argamassa polimérica, ao 
pilar original. A Fig. (C) ilustra ligação por meio de chumbadores. 
 
 
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a.1.3) Reforço de Pilares por encamisamento com cintamento 
 
O reforço com cintamento garante um AUMENTO DA CAPACIDADE resistente do pilar original, 
por COMPRESSÃO TRIAXIAL, podendo-se considerar, neste caso, a colaboração do concreto do 
substrato na resistência aos esforços atuantes, viabilizando uso de seções menores. 
 
O cintamento consiste em recobrir o pilar com uma armadura transversal circular (envoltória 
cilíndrica), capaz de opor-se às deformações transversais do concreto, quando ele for submetido a 
um esforço de compressão axial. 
 
Esse tipo de reforço conduz, a uma seção transversal final 
(após o reforço) de forma circular 
 
Em pilares de seção retangular, nos serviços de preparação do 
substrato, as quinas podem ser quebradas caso seja desejada a 
redução do diâmetro externo final do pilar. 
 
 Seção transversal de pilar reforçado 
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A armadura transversal (que forma a envoltória cilíndrica) pode ser: 
 Contínua formada por estribos em forma helicoidal; 
 Constituída por uma sucessão de estribos circulares, capazes de restringir a deformação 
transversal. 
 
 
projetado
concreto
armadura de 
reforço
pilar
 
Figura – Figura de um reforço por cintamento (HELENE,1992) e a esquerda fotos de armaduras 
transversal helicoidais de várias densidades (TAKEUTI, 1999) 
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A NBR-6118 faz uma série de recomendações e exigências para o projeto de PILARES 
CINTADOS, que devem ser observadas, em adição às considerações específicas de projetos de 
reforço, como os estados iniciais de tensão e deformação. 
 
Para se executar o reforço por cintamento CÁNOVAS (1988) recomenda: 
 que o espaçamento “t”, entre as espirais do cintamento ou os estribos circulares seja inferior ao 
menor dos três valores: 
 
t
a








1
5
8 
8 cm

 
Sendo: 
a = o diâmetro do núcleo de concreto 
 = maior diâmetro das barras longitudinais. 
 
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 A distância livre entre as barras do cintamento não poderá ser inferior a 3cm; 
 O número mínimo de barras não poderá ser inferior a seis. 
 Devido dificuldades de concretagem, recomenda-se que a menor dimensão da peça não seja 
inferior a 25cm. 
 A capacidade resistente da coluna cintada seja limitada pela expressão: 
 
f
ck
c
N a
f
  26 2 
onde: f: coeficiente de majoração das ações; 
 c: coeficiente de minoração das resistências; 
 fck: resistência à compressão característica do concreto do núcleo; 
 N : força normal a ser aplicada na peça após o reforço. 
 a : diâmetro do núcleo de concreto 
 Cintamento deve ser empregado apenas em PEÇAS CURTAS (sem possibilidade de flambagem) 
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 Em um mesmo pórtico, não se deve empregar pilares reforçados por encamisamento sem e com 
cintamento, pois devido às diferentes deformações que os mesmos sofrem, pode ocorrer 
acréscimos nos esforços solicitantes de vigas e lajes. 
 O diâmetro máximo do agregado deve ser inferior a 20 mm. 
 A seção útil de um pilar reforçado por cintamento é correspondente ao círculo delimitado pela 
espiral ou estribos circulares. Então, o concreto de cobrimento, externo ao cintamento, tem funções 
de proteção e estética da coluna, não sendo considerada a colaboração deste concreto na resistência 
aos esforços adicionais. 
 
Figura – Exemplo de uma seção reforçada por cintamento ( CÁNOVAS,1988) 
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 A seção transversal da armadura do cintamento é determinada através da seguinte expressão: 
 
A t
f i
ck
f
s
yk
s
yk
s
N B
f
A
f
f

  
 

0 7
115
, . .
, . 
sendo: 
Bi a área do núcleo; 
fck resistência à compressão característica do concreto do núcleo; 
fyk resistência à tração característica do aço. 
 
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CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS SOBRE O CÁLCULO DO REFORÇO EM PILARES 
(Apostila - PIANCASTELLI, UFMG) 
 
 
Supondo que o pilar original esteja resistindo a uma carga N. 
E que após o reforço, o conjunto pilar original-reforço deverá passar a resistir a uma carga N + ΔN. 
 
Dessa carga total (N + ΔN): 
 o pilar original será solicitado por uma parcela igual a N + α ΔN, 
 o reforço será solicitado pela parcela restante igual a (1-α) ΔN. 
 
Antes do reforço de um pilar, o ideal seria aliviá-lo de sua carga. 
Entretanto, raramente o alívio total é conseguido, sendo possível realizar 
apenas um descarregamento parcial. 
Portanto, o pilar original ainda está solicitado no instante do reforço!! 
Disciplina: Reabilitação de Estruturas de Concreto Armado - CMEC - Profa. Andréa Prado Abreu Reis Liserre 6.31 
MAS QUAL O É VALOR DE ? 
Valor de α depende: 
 da relação entre a rigidez do pilar original e a rigidez do reforço, 
 das condições de ligação estrutura-reforço. 
 
Disciplina: Reabilitação de Estruturas de Concreto Armado - CMEC - Profa. Andréa Prado Abreu Reis Liserre 6.32 
A Fig. abaixo ilustra este comportamento, por analogia com o comportamento de molas helicoidais. 
 
 
Figura - Distribuição de Carga Entre Pilar (F1) e Reforço (F2) 
 
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Se a nova carga solicitante do PILAR ORIGINAL (N + αΔN) o leve à ruptura, a carga total 
(N + ΔN) passará a solicitar o reforço, que deverá ser capaz de suportá-la sozinho, evitando a 
ruptura do pilar reforçado. 
Em função disso, é procedimento comum, e seguro, projetar o reforço para suportar, sozinho, 
toda a carga, ou seja, desprezar a resistência do pilar original. 
 
 
Caso se considere a contribuição do pilar original no projeto da reabilitação: 
 as deformações iniciais do concreto (ci) devem ser consideradas no projeto, para que as 
deformações finais (após o reforço) não ultrapassem os limites teóricos de ruptura  domíniosde deformação. 
 As tensões iniciais devem também ser consideradas com o mesmo rigor  estádios de tensão. 
IMPORTANTE: 
Pilares são solicitados não só por cargas normais (compressão simples), mas também por 
MOMENTOS FLETORES (flexão normal ou oblíqua composta), o que torna as considerações 
de trabalho conjunto pilar original-reforço ainda mais complexas!!!! 
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Os reforços em concreto geralmente aumentam a rigidez das peças tratadas, sendo necessário, 
portanto, verificar a influência desse aumento no comportamento global da estrutura 
(REDISTRIBUIÇÃO DE ESFORÇOS). 
 
 
 
CONCLUSÃO 
QUALQUER INTERVENÇÃO a ser executada num elemento estrutural, 
por mais simples que possa parecer, deve ser precedida de análise estrutural, 
sob pena de redução da segurança do mesmo.