Patologias em Estruturas Metálicas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
Escola de Minas – DECIV 
Patologia das Construções 
Patologia 
Estruturas 
Metálicas 
Principais Patologias 
• Incompatibilidade de projetos: 
– estruturas de concreto e estruturas 
metálicas 
• Falha nas emendas 
• Detalhamentos incompatíveis 
• Interface estrutura Metálica e 
vedação 
• Corrosão 
AS DEFICIÊNCIAS DA CONSTRUÇÃO 
EM AÇO NA ATUALIDADE 
• Industrialização X Construção Artesanal 
• maior nível de qualificação das pessoas que 
trabalham com esta tecnologia. 
• Concepção do projeto Arquitetônico: 
– Diferente do projeto em estruturas de concreto 
armado. 
– Aspectos como: 
• modulação, 
• grandes vãos, 
• lajes pré-fabricadas, 
• painéis de fechamentos. 
 
AS DEFICIÊNCIAS DA CONSTRUÇÃO 
EM AÇO NA ATUALIDADE 
• Limitações: 
–a proteção contra incêndio, 
–a falta de diversidade de perfis 
estruturais, 
–Ambientes agressivos, 
–Carência em normas nacionais. 
Patologia em Estruturas Metálicas 
Estrutura metálica 
Projeto, Execução 
Painéis de fechamento 
Patologias físico-construtivas. 
Mapeamento de problemas na 
construção industrializada em aço 
Desenvolvimento da construção 
industrializada em aço 
Promove: 
• novos elementos construtivos 
introduzidos no mercado e no cotidiano 
das obras 
• Associação entre estruturas metálicas e 
sistemas de fechamento 
Questionamento de sua eficiência. 
 
 
 
 
 
 
Retrabalho - improvisação de shaft. a) Fiação externa 
ao vigamento, b) Improvisação de shaft - interferência 
com vão de janela. Fonte: Sales, 2001. 
 
Manchas de ferrugem na fachada. 
Fonte: Arquiteto Luis Andrade, 2000. 
 
Estruturas aparentes 
 x 
Estruturas embutidas 
• problemas decorrentes da exposição da 
estrutura: 
• i. Exige, além da pintura anticorrosiva, 
uma outra pintura, normalmente uma 
tinta poliuretânica (de elevado custo), 
resistente à radiação solar, para compor a 
fachada; 
• ii. exige maior proteção contra o fogo 
na estrutura; 
• iii. algumas vezes requer a 
colocação de juntas telescópicas 
entre o fechamento e a estrutura, 
incluindo os contraventamentos; 
Estruturas aparentes 
 x 
Estruturas embutidas 
• iv. a estrutura exposta é mais vulnerável à 
radiação solar. Maior dilatação térmica em 
comparação a estruturas embutidas; 
• v. os raios solares incidindo diretamente 
sobre a estrutura causa um maior 
desconforto térmico devido a difusão do 
calor por convecção e radiação dentro da 
edificação. 
Estruturas aparentes 
 x 
Estruturas embutidas 
Estruturas aparentes x estruturas 
embutidas 
• Ou seja: 
• O arquiteto tem de estar ciente destes 
problemas para tentar minimizar os 
seus efeitos na edificação. 
• A adoção de estruturas embutidas 
minimiza o efeito destes problemas 
pois a argamassa atua como um 
revestimento protetor. 
A técnica tradicional de assentamento 
de alvenaria 
 
 
 
 
 
encunhamento 
 
encunhamento 
 
encunhamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Corrosão por Frestas 
 
Corrosão por Frestas 
 
 
 
 
 
Como Prevenir a Corrosão 
• A Prevenção Começa na Etapa de Projeto 
• O principal objetivo do engenheiro e do arquiteto 
é fornecer à obra um projeto adequado com 
respeito à função, fabricação e resistência 
mecânica. 
• Muitas construções estarão localizadas em 
regiões onde o ambiente é mais agressivo, o que 
significa atenção às medidas de proteção. 
• Como o custo do controle da corrosão é muito 
dependente do seu projeto, o engenheiro deve 
sempre incluir o aspecto da prevenção da 
corrosão em seu trabalho. 
Como Prevenir a Corrosão 
• Simplifique as Formas! 
– Um dos fatores mais importantes no projeto 
para o controle da corrosão é o de evitar frestas, 
onde depósitos de compostos solúveis em água e 
umidade possam se acumular , e não se tornem 
visíveis ou acessíveis à manutenção. 
– Qualquer região onde duas superfícies estejam 
muito próximas também se qualifica como uma 
fresta. 
– Várias situações deste tipo devem ser analisadas: 
parafusos, rebites, cantoneiras perfiladas, soldas 
irregulares, respingos de solda, descontinuidades 
e soldas intermitentes. 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão 
• Evite Umidade Residual 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão - formas 
 
Como Prevenir a Corrosão 
• Corrosão Galvânica 
• Evite todos os pares bimetálicos 
possíveis. 
• A corrosão só acontecerá se uma cela 
galvânica for formada, isto é, se houver 
dois metais ou ligas situados distantes 
na série galvânica conectados 
elétricamente e imersos em um 
mesmo eletrólito. 
Como Prevenir a Corrosão 
• Corrosão Galvânica 
• intercalar , entre os dois metais ou ligas, 
um isolante elétrico. 
Como Prevenir a Corrosão 
• Corrosão Galvânica 
• intercalar , entre os dois metais ou ligas, um 
isolante elétrico. 
–Compostos orgânicos com alta resistência à 
pressão. 
–O material isolante não deve ser poroso, 
–uso de arruelas de zinco entre parafusos de 
aço conectando chapas de alumínio. 
–AÇOS INOXIDÁVEIS ACOPLADOS AOS AÇOS 
CARBONO 
• Corrosão 
Galvânica 
Como Prevenir a Corrosão 
• Corrosão Galvânica 
• A REVERSÃO DO ZINCO À 60 C 
• Em temperaturas ambiente, os tubos de aço galvanizado são 
anódicos com respeito ao aço não protegido. 
– Zinco age como metal de sacrifício – temperatura ambiente 
 
• em aplicações de água quente (de 60 C a 77 C), o potencial do 
zinco decresce, isto é, se torna mais catódico, podendo causar a 
reversão entre catodos e anodos. 
– O aço então se torna anódico face ao zinco. 
 
• tubulações de aço galvanizado não devem ser usados quando a 
água transportada estiver na temperatura compreendida entre 60 C 
a 77 C, pois o aço será anodo de sacrifício nesta condição peculiar. 
 Preparo de Superfície e Pintura 
• Limpeza Superficial 
–Jato de areia 
 
• Ancoragem Mecânica 
–aumento da rugosidade superficial 
Porque Proteger o Aço do Fogo 
• Porque proteger o aço do fogo se ele não queima? 
• em temperaturas superiores a 550 C, o aço, sob 
a carga total de projeto , iniciará o processo de 
flambagem localizada. 
• Para retardar a ação do fogo: proteger o aço com 
produtos que diminuirão a velocidade com que 
são aquecidos. 
•os produtos devem ser resistentes à abrasão 
causada pelos gases quentes e à ação direta da 
chama. 
Metal para toda obra 
Valentina Figuerola Edição 104 - Novembro/2002 
 
• Aço, cobre, titânio, alumínio. 
• A aplicação desses materiais e de ligas especiais 
no revestimento ou fechamento de edifícios, 
• Viabilidade técnica e econômica, 
• os revestimentos metálicos para fachadas estão 
divididos em: 
– chapas únicas 
– painéis compostos, formados por duas chapas 
metálicas e um recheio de material isolante térmico, 
como polietileno. 
• excelente resistência 
à corrosão devido à 
barreira de película 
de óxido que é ligada 
firmemente à sua 
superfície 
• se danificada, se 
recompõe 
imediatamente na 
maioria dos 
ambientes. 
Corrosão galvânica 
Aplicações 
 esquadrias (portas e janelas), 
 forros, 
 divisórias, acessórios para banheiros, 
 estruturas pré-fabricadas, 
 elementos decorativos de acabamento 
 Transmissão de energia elétrica. 
 
Extrudados 
Aplicações 
 Lâminas e chapas, lisas ou lavradas, 
estampadas, corrugadas, vincadas ou 
estiradas 
 Telhas e fachadas 
 Tintas 
 
Cobre 
• Oxida-se em presença do ar atmosférico, 
formando-se na sua superfície uma camada 
de óxido cúprico, designada por verdete. 
• Tem um desagradável cheiro quando 
esfregado com os dedos; 
• é bastante venenoso pela camada de óxido e 
de carbonato que se instala à superfície, o que 
limita a sua aplicação a certas indústrias. 
 
Cobre 
 
Cobre 
 
Cobre 
Os monumentos ou esculturas de bronze (liga de estanho e 
cobre), sob ataque por H2SO4 forma uma camada 
constituída basicamente de sulfato básico de 
cobre, insolúvel e de cor esverdeada (3Cu(OH).CuSO4). 
Aço 
• Como proteção à corrosão, as chapas 
são galvanizadas ou recebem uma 
pré-pintura eletrostática. 
• Aço Inox – ligas aço 
• Falhas nas ligações entre as chapas. 
• até 6% Cromo- Resistem bem à ruptura, são duros, não 
resistem aos choques. 
– Usos- esferas e rolos de rolamentos, ferramentas, 
projéteis, blindagens, etc. 
 
• 11 a 17% de Cromo- Inoxidáveis. 
– Usos- aparelhos e instrumentos de medida, cutelaria, etc. 
 
• 20 a 30% de Cromo- Resistem à oxidação, mesmo a 
altas temperaturas. 
– Usos- válvulas de motores a explosão, fieiras, matrizes, etc. 
Aços Cromo - inox 
O Aço Inox na Arquitetura 
• Os aços inoxidáveis são selecionados para 
aplicação na arquitetura pela sua 
resistência à corrosão. 
• Esta é a primeira consideração no 
processo de seleção. 
• Fatores ambientais como temperatura e 
umidade precisam ser consideradas, 
• Importante: a localização do projeto. 
 
O Aço Inox na Arquitetura 
• As localizações podem ser classificadas como: 
 
RURAL – áreas não poluídas, situadas no 
interior e afastadas de atmosferas e resíduos 
industrias. 
 
URBANA – áreas residenciais, comerciais ou 
áreas com industrias leves com poluição não 
agressiva do ar. 
 
O Aço Inox na Arquitetura 
• As localizações podem ser classificadas como: 
• INDUSTRIAL – são caracterizadas pela poluição 
do ar, através da presença de dióxido de 
enxofre ou gases liberados por industrias 
químicas, que podem formar ácidos 
condensados potencialmente perigosos. 
• LITORÂNEA – áreas com presença de spray 
marítimo ou bruma. Estes contêm cloretos que 
podem condensar quando a umidade da 
superfície evapora. 
 
 
 
Outros fatores importantes na escolha 
do tipo de aço são: 
• Acabamento 
superficial 
• Projeto 
• Técnica construtiva 
• Facilidade de limpeza 
e manutenção 
Propriedades físicas e mecânicas do 
aço inoxidável. 
• Como regra geral, quanto mais fino o 
acabamento, maior a resistência à corrosão. 
• No projeto devem ser evitadas frestas, que 
facilitam o processo de corrosão. 
• Técnicas construtivas que evitem frestas 
devem ser consideradas. 
• Rebites de alumínio devem ser evitados na 
fixação de painéis de aço inoxidável, pois 
poderá ocorrer corrosão galvânica. 
 
Propriedades físicas e mecânicas do 
aço inoxidável. 
• A limpeza periódica é recomendável 
para o aço inoxidável, como para a 
maioria dos materiais empregados 
no exterior de edifícios. 
• A expansão térmica entretanto 
destes materiais, é um terço da 
maioria dos outros tipos de aços. 
• Os aços inoxidáveis mais comuns para 
aplicações na arquitetura são o 430, o 304 e o 
316, 
• foram testados em ambientes rurais, urbanos, 
industriais e litorâneos. 
• Na maioria das aplicações, um destes tipos 
poderá atender às exigências estéticas e de 
performance estabelecidas no projeto. 
Limpeza 
• Uma película plástica adesiva durante a 
fabricação, transporte e montagem 
normalmente protege as peças de aço 
inoxidável. 
• A cola da película poderá também se agarrar à 
superfície do aço inoxidável. 
• Partículas de ferro provenientes de 
ferramentas ou por contato com estruturas de 
aço, andaimes tubulares, etc., precisam ser 
removidas imediatamente. 
 
Limpeza 
• Caso um ataque de corrosão localizada 
por micro-fissuração tenha ocorrido, 
serão necessários tratamentos à base 
de decapagem ácida ou retificação 
mecânica para restaurar a superfície. 
• Marcas de dedo: uma solução de água 
e sabão ou um detergente. 
Limpeza 
• Marcas intensas de óleo e graxa poderão ser 
removidas com produtos à base de álcool, 
incluindo isopropílico, ou outros solventes tais 
como acetona e Thiner. 
• Limpadores que NÃO deverão ser usados em 
aços inoxidáveis: 
–Produtos de limpeza contendo cloretos, em 
especial os que contenham ácido clorídrico,· 
–Alvejantes de hipoclorito. 
Intervalos de Limpeza 
• Uma boa prática é limpar o aço 
inoxidável na mesma periodicidade a 
qual se limpa as janelas do prédio 
(vidraças). 
• freqüência da rotina de limpeza de 6-
12 meses para sujeira leve e de 3-6 
meses para sujeira pesada 
 
 
 
 
Metalização 
• Outra possibilidade é ainda a 
pulverização. 
• Estes revestimentos também 
podem ser em níquel, cromo, 
estanho, chumbo ou cobre. 
Light Steel Frame 
Steel Deck 
 
 
 
 
 
Telhas Metálicas 
 
Telhas Metálicas 
 
Telhas Metálicas 
 
 
Telhas Metálicas 
 
Telhas Metálicas 
 
REVESTIMENTOS EM FACHADAS 
 
A fixação das placas de granito e outros tipos de 
pedras com inserts metálicos em fachada. 
PATOLOGIAS 
 
 Formas de Aplicação de Granito em Fachadas: 
 
• Argamassa com arames e/ou parafusos; 
• Granitos com inserts metálicos 
PATOLOGIAS 
 
 Descolamento de revestimento de granito: 
PATOLOGIAS 
 
 Ação da água da chuva - o revestimento absorve umidade, transferindo-a para a argamassa e 
para alvenaria: 
 
PATOLOGIAS 
 
 Ação da água da chuva - o revestimento absorve umidade, transferindo-a para a argamassa e 
para alvenaria: 
 
PATOLOGIAS 
 
 Manchas com aparecimento de ferrugem do fixador: 
 
PATOLOGIAS 
 
 Manchas com aparecimento de ferrugem do fixador: 
 
GENERALIDADES 
 
1 - Insert metálico – peça que ancorada na estrutura 
suporta o peso da placa de revestimento; 
2 – Assentamento - as placas são presas com insert 
fixado à estrutura; 
3 - Modelos de insert - americano e alemão 
Espessura do granito - 2 cm a 3 cm 
Aplicação atual - sistema de pino 
4 - Fatores de dimensionamento: 
Placa - peso próprio, tamanho, espessura, 
acabamento 
Sistema - largura das juntas, interação entre insert e 
rocha 
 
DADOS TÉCNICOS SOBRE INSERTS METÁLICOS 
 
NORMA NBR 13707/1996 
 
“5.4.2 - Dispositivos de Fixação 
 
5.4.2.1– Os dispositivos de fixação devem ser constituídos por metais inalteráveis. 
Os principais metais que podem ser utilizados são: 
 
 
Aço inoxidável: 
- tipo ABNT 304: para atmosferas urbanas e industriais isentas de cloretos; 
- tipo ABNT 316: para atmosferas urbanas, marítimas e industriais que contenham cloretos; 
 
Cobre e suas ligas: 
Aço-carbono: 
Alumínio: 
 
 
5.4.2.2 – Deve-se, preferencialmente, utilizar aço inoxidável, devido à sua grande 
inalterabilidade e resistência mecânica.” 
 
MODELOS DE INSERTS METÁLICOS 
 
 
TÉCNICAS DE EXECUÇÃO 
 
 
 
As furações serão executadas com broca diamantada de 5 mm, nas laterais das placas. 
 
SISTEMA DE COLOCAÇÃO 
 
 
 
1 - Furo no concreto: antes de iniciar a montagem, 
verificar o alinhamento da estrutura com o nível e fio de 
prumo, ou equipamento topográfico; 
2 – Colocação do chumbador: a marreta é usada 
apenas para que o chumbador entre até o fim do 
furo, garantindo a ancoragem; 
SISTEMA DE COLOCAÇÃO 
 
 
 
3 - Fixação do insert com chumbador de expansão, que 
ganha em resistência ao arrancamento, conforme é 
feito o aperto da rosca; 
4 – Colocação da placa: com os inserts já 
posicionados no local correto, basta encaixar a 
placa nos furos ou rasgos; 
SISTEMA DE COLOCAÇÃO 
 
 
 
5 - Ajuste fino: caso a placa esteja 
fora do alinhamento ou prumo 
do restante da fachada, é possível 
fazer o ajuste final por meio das 
regulagens dos furos oblongos; 
6 – Aplicação de Fita Crepe na Junta; 
Rejunte 
 
 
 
7 – Os espaços entre as 
placas devem estar 
preenchidos com selante 
– normalmente mastique 
SISTEMA DE COLOCAÇÃO