Cap 6B 2012

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REFORÇO COM USO DE ELEMENTOS METÁLICOS (PERFIS E CHAPAS) 
 Exemplo de reforço de viga e pilar 
 mediante uso de perfis e cantoneiras 
 
VANTAGENS 
 técnica simples de executar e que recorre a materiais 
de uso corrente; 
 facilidade e rapidez de execução; 
 não necessita de fôrmas e demolições, proporcionando 
limpeza na aplicação; 
 causa pequena interferência nas dimensões 
arquitetônicas; 
 Baixo peso próprio introduzido na estrutura; 
 possibilidade de rápida reutilização da estrutura após 
execução do reforço. 
 
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DESVANTAGENS 
 
 a rápida corrosão da chapa devido à sua pequena espessura; 
 a baixa resistência ao fogo, tanto da chapa quanto do epóxi usado na colagem da mesma, o que 
compromete a segurança estrutural em alguns casos específicos; 
 a impossibilidade de visualizar fissuras na região sob a chapa; 
 tendência de destacamento das bordas da chapa devido à concentração de tensões, que pode 
causar ruptura frágil; 
 dificuldade de manipulação de pesadas chapas de aço no local da obra; 
 alto custo do adesivo; 
 necessidade de suportes durante o tempo de cura do mesmo; 
 limitação do comprimento das chapas que pode necessitar de execução de emendas. 
 
 
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O reforço por elementos metálicos é empregado há muito tempo  é uma das técnicas mais antigas. 
Contudo vários autores questionam seu uso. 
 
Só deve ser utilizado após esgotados os recursos referentes ao reforço com concreto, pois para sua 
utilização deve-se dar muita atenção ao estudo do detalhe dos nós e das transmissões de ações 
entre a estrutura original e o reforço para garantir sua eficácia (VALLE,1983). 
 
 
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OBSERVAÇÕES IMPORTANTES: 
 
 Caso não exista solidariedade entre os perfis de aço e o concreto, tal reforço só entrar em carga 
quando o concreto atinge a ruptura. 
 
 Para garantir o trabalho do conjunto deve-se, durante a montagem, procurar obter uma 
perfeita e rígida união de todos os elementos de estrutura (vigas, lajes, fundações, etc) ao 
reforço. Esta união pode ser conseguida usando material de alta resistência à compressão, na 
união do aço com o concreto, criando-se uma camada rígida capaz de transmitir as cargas e 
eliminando-se contatos pontuais (CÁNOVAS,1988). 
 
 
 
ISSO É DIFICIL DE SE FAZER E DE SE GARANTIR! 
 
 
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REFORÇO DE PILARES (CÁNOVAS, 1988) 
 
 Eliminar cantos vivos dos pilares para facilitar o encaixe das cantoneiras às quinas; 
 Colocar cantoneiras nos cantos do pilar, unidas lateralmente por presilhas soldadas. A parte 
superior e inferior do reforço termina em capitel e base metálica respectivamente ; 
 
 
 Detalhe do capitel e base metálica 
( a ) pilar reforçado (vista lateral) (b) Detalhe do capitel (fonte: notas_de_aula_CC56D.pdf) 
Exemplo de reforço com utilização de elemento metálicos( CÁNOVAS,1988) 
 Capitel  
 
 
 cantoneiras  
 
 
 
 
 presilhas soldadas  
 
 
 
 
 
 
 Base metálica  
 
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 Obtida a união do capitel às vigas ou à laje, e a união da base à laje ou à fundação, inicia-se o 
encaixe das extremidades superior e inferior das cantoneiras à base e ao capitel. Em 
seguida solda-se estas uniões, e executa-se o travamento, também com pontos de solda. 
 
 Indicação das zonas perigosas de laje em reforço sem continuidade 
Exemplo de reforço com utilização de elemento metálicos( CÁNOVAS,1988) 
PILAR PAV. SUPERIOR  
 
 
 
 Base metálica  
 
 LAJE  
 
 
 Capitel  
 
PILAR PAV. INFERIOR  
 
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 Se possível, deve-se dar continuidade à estrutura reforçada (pilar) até atingir a fundação. 
Isso é feito atravessando as vigas e as lajes com chapas ou cantoneiras (ver figura); 
 
 ( a ) continuidade com chapas ( b ) continuidade com perfis 
 
Figura – Formas de se executar a continuidade de reforço metálico ( CÁNOVAS,1988) 
PILAR PAV. SUPERIOR  
 
 
 
 LAJE  
 
 
 
 
 
 
PILAR PAV. INFERIOR  
 
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 Caso não seja feita a continuidade do pilar, deve-se analisar como os esforços transmitidos 
pelos capitéis e pelas bases vão afetar o concreto da laje, analisando-se os efeitos de 
puncionamento e de força cortante sobre este concreto (zonas perigosas). 
 
 Aos invés de cantoneiras, pode-se usar perfis tipo “U”. Entretanto, este tipo de reforço é menos 
empregado devido ao maior peso do perfil; 
 
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Em geral, os reforços de pilares de concreto com elementos metálicos são realizados sem que se 
retirem as cargas atuantes sobre eles. 
 
 Neste caso, se o pilar reforçado estava submetido a uma força F, o reforço só será solicitado 
para forças F+F. 
 Entretanto, CANOVAS (1988) aconselha que se despreze a seção existente de concreto, e se 
considere os perfis recebendo a totalidade da carga. 
 
Porém, se for considerada a resistência total do pilar composto, é recomendável que: 
 
A As c
'
, 0 06 
 
onde: 
As
’ : soma das áreas das barras de aço existentes no pilar com as dos perfis estruturais, 
Ac : área da seção de concreto existente somada à que for acrescentada, se for o caso. 
 
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SOUZA e RIPPER (1998) consideram que com a evolução constante na tecnologia de injeção e 
produção de resinas com alta capacidade colante, é extremamente antieconômica a 
desconsideração da capacidade resistente do concreto existente. 
 
O QUE EU DEVO FAZER ENTÃO? 
CONSIDERO OU NÃO A SEÇÃO EXISTENTE DE CONCRETO? 
 
Uma opção é adotar uma solução intermediária, avaliando-se criteriosamente a capacidade 
resistente do pilar reforçado, utilizando coeficientes de incerteza maiores e um controle rígido de 
qualidade dos materiais. 
 
 Pode-se assim considerar a introdução das chapas metálicas como estribos ou cintas 
soldadas aos perfis metálicos, configurando-se um sistema de confinamento do núcleo de 
concreto, o que aumenta a sua capacidade resistente. 
 
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REFORÇO DE VIGAS 
 
Para este reforço funcionar adequadamente é preciso descarregar a viga antes da intervenção. 
 
No caso de VIGAS DE CONCRETO, pode-se aumentar a área de aço tracionado usando: 
 
 CANTONEIRAS 
 CHAPAS DE AÇO 
 
COMO FIXAR AS CANTONEIRAS OU CHAPAS DE AÇO NAS VIGAS? 
 
Podem ser fixados à estrutura por meio de resina epóxi e/ou de chumbadores, situação na qual a 
viga é calculada como viga mista e o chumbador dimensionado ao corte puro. No caso, parte do 
esforço de corte será resistido pela resina, quando esta for utilizada. 
 
 (fonte:notas_de_aula_CC56D.pdf ) (HELENE, 1996) 
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As cantoneiras de reforço também podem ser fixados à estrutura por meio de presilhas de aço que 
atravessam a laje. 
 Largura das presilhas normalmente são de 25 cm, no máximo. 
 Distância entre as presilhas é muito variável, pois estas tem apenas a função de unir e não 
 de enrijecer as cantoneiras. 
o Entretanto, se não houver aderência entre o concreto e as cantoneiras, estas não 
trabalham quando solicitadas à tração simultaneamente com o concreto e com as 
armaduras longitudinais da viga  neste caso a eficiência deste reforço deve ser 
questionada (CANOVAS,1988). 
 
 
 
 
Sistema de fixação de perfis metálicos como reforço de vigas 
 
 
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Na execução deste sistema de reforço deve-se cuidar para que haja uma perfeita aderência entre o 
concreto e o perfil laminado, pois, caso contrário, o reforço trabalhará de forma independente, não 
desempenhando sua função de forma eficaz. 
 
 
 
 
Sistema de fixação de perfis metálicos como reforço de vigas 
(fonte:notas_de_aula_CC56D.pdf ) 
 
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A qualidade da adesão entre o concreto e o aço é propriedade fundamental nessa técnica de reforço. 
 
 
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE DE CONCRETO ONDE SERÁ COLADO O REFORÇO 
 
 Remover a camada superficial de concreto da viga (escarificação) e limpar o substrato. 
 Lixar a superfície da chapa de aço para retirar escaras e oxidação, 
 Remover todo óleo e gordura que existir na superfície da chapa de aço; 
 Aplicar homogeneamente o adesivo na chapa de aço e no concreto. 
 
Obs.: CÁNOVAS (1988) sugere que este tipo de reforço deve ser protegido contra incêndio, 
por meio de uma camada isolante à base de amianto ou vermiculita. 
 
 
 
A ADESIVIDADE está relacionada à qualidade do adesivo, 
às condições das superfícies dos materiais ligados, e às propriedades destes materiais. 
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REFORÇO DE VIGAS POR COLAGEM DE CHAPAS DE AÇO 
 
Podem ser reforçadas à flexão, ao cortante e a torção, por colagem de chapas metálicas usando 
adesivo, criando uma armadura secundária monoliticamente solidária, sem causar grandes 
modificações na seção transversal da peça. Desde meados dos anos 60, este tipo de reforço tem sido 
utilizado na África do Sul, Japão e países da Europa (BEBER, 2003) 
 
REFORÇO Á FLEXÃO 
 
 
Lokset P : material de ancoragem, tixotrópico 
de elevada resistência mecânica e química 
de rápido endurecimento 
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REFORÇO AO CISALHAMENTO 
 
 
 
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REFORÇO AO MOMENTO TORÇOR 
 
 
 
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 QUANDO DEVO USAR ESTE TIPO DE REFORÇO? 
 
 
 
Técnica adequada quando há deficiência nas armaduras existentes, sem haver deficiência 
nas dimensões dos elementos estruturais e na qualidade do concreto. 
 
 
 
Colagem das chapas metálicas pode ser feita com: 
 resinas de epóxi, 
 resina de poliéster, 
 resinas acrílicas, 
 resina de poliuretanos e 
 resina sintéticas. 
 
 
Resinas epóxi são as mais empregadas, devido às excelentes propriedades adesivas com o concreto e o 
aço, e ausência quase total de retração durante a cura, garantindo a integridade da superfície de ligação. 
 
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Espessura da chapa de aço e da resina epóxi tem vital importância na eficácia do reforço 
 
 CEB (1983) recomenda usar: 
o chapas com espessura máxima de 3,0mm, 
o camada de resina epóxica com espessura máxima de 1,5mm; e 
o proteção da região reforçada contra as mudanças de temperatura e fogo. 
 
A espessura da camada de adesivo tem importância fundamental na resistência à tração da união. 
 
Quanto menor a espessura da camada de adesivo, mais alta é a resistência à tração na união entre 
chapa e adesivo. 
 
O ideal é ter uma espessura da ordem de 1 mm  entretanto isso é quase impossível de ser obtido 
em obras reais. 
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Para garantir uma boa ligação entre concreto, resina e chapa, é necessário aplicar uma leve e 
constante pressão na chapa contra o concreto, por no mínimo 24 horas, durante a secagem da resina. 
O tempo necessário depende do tipo da resina e da temperatura ambiente (RIPPER & SOUZA, 1998) 
 
 
 
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PRECAUÇÕES A TOMAR NA UNIÃO CHAPA X CONCRETO 
 Garantir a planeidade da superfície sobre a qual se vai aderir a chapa de aço. 
Chapas de aço são planas, enquanto as superfícies de concreto podem sê-lo ou não, 
distanciando-se muitas vezes desta planeidade ideal. 
 Ao colar a chapa de aço sobre uma superfície que não seja plana, tem-se uma variação 
considerável nas espessuras de resina epóxi, que vai influenciar na resistência ao esforço 
cortante neste local, e na fluência da resina. 
 
 
 
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MODOS DE RUPTURA 
 
Além dos modos de ruptura convencionais que podem existir em qualquer viga de concreto armado, 
podem ocorrer rupturas prematuras e frágeis por: 
 
 descolamento prematuro da chapa : devido a má execução da colagem; quando o 
carregamento for muito rápido, ou em situações de impacto. 
 
 
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VERIFICAR QUE NÃO HOUVE ARRANCAMENTO DO 
CONCRETO! 
 
 destacamento da chapa junto com parte do 
cobrimento (peeling off) : caracteriza-se por uma 
fissura que surge na seção transversal coincidente 
com a extremidade da chapa, que se horizontaliza 
mais ou menos no nível das armaduras internas. 
Estas fissuras, ao ligarem-se com as fissuras de 
cisalhamento, levam a viga a um colapso brusco 
[SILVEIRA, 1997]. 
 
 
 
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MÉTODOS PARA PREVENIR RUPTURA PREMATURA FRÁGIL 
 
 Limitar o valor da tensão tangencial na interface reforço/substrato (τ) conforme recomendações 
do CEB(1983). 
 
 Como a resistência de aderência depende mais da resistência do concreto à tração do que 
da resistência do adesivo ao cisalhamento, recomenda-se que, para chapas coladas 
continuamente, τ seja menor que a resistência média do concreto à tração. 
 
 


 
1
c
ct,mf 
 
 
 
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 Realizar a ancoragem por meio de chapa envolvente; 
 Término das chapas próximos dos apoios, mesmo quando isso não é necessário; 
 Utilização de chumbadores, parafusos ou outros dispositivos para ancoragem das chapas; 
 
 
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EXEMPLO 
 
REFORÇO DE LAJES POR MEIO DE PERFIS METÁLICOS 
 
(fonte: http://www.estg.ipleiria.pt/files/347466_6_reabilitaca_4457736c095ef.PDF) 
 
 
 
 
Laje maciça b) Laje nervurada com capitel