reabilitacao

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6- Utilização de estruturas metálicas (reabilitação e reforço) 
6.1 Introdução 
A tendência actual é de preservação da herança arquitectónica, o que 
está intimamente ligado com as seguintes intervenções em edifícios 
antigos, normalmente ligadas à sua danificação ou alteração de 
utilização: 
� Reforço 
� Reutilização 
� Modernização 
Actualmente uma preocupação de projecto (estrutural e não estrutural) 
deve ser a possibilidade de intervenção futura neste domínio. 
As intervenções são naturalmente realizadas ou em edifícios comuns ou 
em edifícios de interesse arquitectónico. Em ambos os casos o aço, 
através de estruturas metálicas é um material de eleição, pois: 
� É estruturalmente eficiente 
� É arquitectonicamente interessante 
� Facilmente pré-fabricado em componentes 
� Montagem simples e rápida (ligações), e minimização de 
equipamento 
� Minimização da privação de uso, quer pela montagem, quer pela 
imediata resistência 
 
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6.2 Níveis de reconstrução 
Do ponto de vista estrutural, os trabalhos com estruturas metálicas 
podem ser classificados como: 
� Assegurar segurança 
� Reparação 
� Reforço 
� Reestruturação 
A salvaguarda de um determinado nível de segurança pode ser uma 
intervenção na sequência de uma acção acidental, tal como sismo ou 
impacto, ou uma deterioração não monitorada, como no caso da 
corrosão. Pode ser necessário recorrer a estruturas provisórias. 
Após a salvaguarda de segurança, segue-se então a reparação e/ou o 
reforço 
A reparação significa devolver ao edifício a sua segurança pré-existente. 
O reforço significa aumentar o seu nível de segurança, quer por 
deficiências de projecto ou execução, quer pela necessidade de 
reconversão. As intervenções de reforço podem ser: 
� Alterações a elementos estruturais individuais, sem alterar 
significativamente o seu desempenho global 
� Alterações profundas e globais 
A reestruturação por seu lado envolve alterações profundas, como no 
caso de extensão horizontal ou vertical, ou na formação de espaços 
livres. 
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6.3 Estruturas temporarias 
Pela sua eficiência, facilidade de execução e montagem, e também de 
desmontagem, as estruturas metálicas são das mais adequadas a esta 
utilização particular. Referem-se algumas aplicações concretas: 
6.3.1 Suportes verticais provisórios 
É exemplo o escoramento com perfis laminados de colunas de pedra 
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Palazzo Carigliano, Turin, Italy 
A execução de aberturas em paredes de pedra ou alvenaria necessitam 
de apoios temporários, até à instalação da estrutura definitiva. Caso 
sejam usadas vigas metálicas é necessário verificar a sua segurança 
relativamente a: 
� Capacidade resistente das secções à flexão e esforço transverso 
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� Encurvadura lateral 
� Ligações (se aplicável) 
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Needles and props used for temporary vertical support to wall during 
reconstruction work.(ESDEP) 
6.3.2 Estabilização de elementos verticais 
A estabilização de elementos verticais, frequentemente fachadas, pode 
ser realizada através de estruturas metálicas de diversos tipos, 
colocadas: 
� Exteriormente, que praticamente não interferem com os trabalhos 
no interior, sendo apenas de realizar previamente os trabalhos de 
remoção de portas e janelas. Tem no entanto os inconvenientes 
relacionados com a ocupação da via pública em meios urbanos 
� Interiormente, não tendo os inconvenientes atrás citados, mas que 
pode interferir seriamente com os trabalhos ou mesmo com a 
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definição da estrutura. Porém, a estrutura temporária pode em todo 
ou em parte ser aproveitada para estrutura definitiva. 
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Facade retention systems (ESDEP) 
 
�
escoramento de fachada 
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Uma metodologia aplicável pode ser o escoramento mútuo de fachadas 
opostas, o que pode ser executado antes da demolição total do edifício 
interiormente. 
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Flying shore system 
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The old Moller Theatre in Darmstadt, Germany 
Uma das preocupações fundamentais consiste na colisão destes 
sistemas com a estrutura a colocar. 
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É fundamental o contraventamento da estrutura face às acções 
horizontais, e para não ocupar a via pública nem restringir demasiado o 
espaço interior, a incorporação de tirantes poderá ter que ser a solução: 
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Temporary steel ties to prevent spread across façade (ESDEP) 
Execução de caves: 
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Construction of a new basement - to achieve the maximum lettable floor area - as 
part of a refurbishment contract in the centre of London (ESDEP) 
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6.4 Soluções construtivas metálicas (reabilitação e reforço) 
O dimensionamento deste elementos passa, normalmente: 
� Pela avaliação das acções 
� Pela avaliação da resistência dos elementos existentes 
� Pela decisão do nível de reforço (interacção reforço-estrutura) 
� Avaliação dos esforços nos elementos de reforço 
� Dimensionamento dos elementos de reforço: chapas traccionadas, 
ao corte, à compressão, elementos de ligação como parafusos ou 
soldaduras 
� Avaliação dos esforços de conexão aço betão e seu 
dimensionamento. 
Deve ser incorporada protecção contra o fogo (se aplicável, por exemplo 
em estruturas de betão armado) e corrosão. 
Faz-se aqui uma ilustração da utilização de estruturas metálicas no 
reforço de estruturas de diferentes materiais. 
6.4.1 Reforço de estruturas de alvenaria 
Para fazer face às acções verticais ou horizontais, como no caso de 
assentamentos de fundações, ou acções sísmicas. 
No caso do reforço face a acções verticais, pode usar-se: 
� Ladear os pilares de pedra por pilares metálicos 
� Inserir pilares metálicos ao longo da fachada e a ela ligados 
pontualmente 
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� Inserir estruturas metálicas na bordadura de aberturas 
 
Post Office, Leeds, UK 
No caso de reforço face a acções horizontais, pode recorrer-se: 
� Criação de anéis horizontais ligados entre si 
� Estabilização dos cantos dos edifícios através de perfis com 
triangulações ou pórticos acoplados 
� Introdução de contraventamentos de estruturas metálicas por 
ligação adicional entre elementos existentes 
� Introdução de contraventamentos de estruturas metálicas por 
estruturas trianguladas 
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travamentos de fachada 
 
Exemplo de reforço de arcos de alvenaria 
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6.4.2 Reforço de estruturas de madeira 
Os tradicionais pavimentos de madeira podem ser facilmente reforçados 
usando estruturas metálicas. 
 
Reforço de vigas de Madeira por introdução de perfis metálicos paralelos 
 
Reforço de vigas de Madeira por introdução de perfis metálicos paralelos 
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Podem ser introduzidas variantes, como a utilização de cantoneiras, 
chapas pregadas ou coladas na parte inferior ou lateral das vigas, ou 
reforço pela parte superior do pavimento, com posterior betonagem de 
betão leve (eventual cofragem colaborante) 
6.4.3 Reforço de estruturas de betão armado 
A solução mais comum passa pela colocação de perfis metálicos ou de 
chapas metálicas convenientemente ligadas ao betão armado 
(conectores, resinas, etc). Estas chapas são normalmente ligadas às 
faces superiores e inferiores para aumentar a resistência à flexão ou às 
partes laterais para reforçar ao esforço transverso. 
 
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Reforço de lajes de betão usando perfis metálicos 
Em lajes com capitéis o procedimento torna-se menos prático e mais 
dispendioso. 
 
laje fungiformes com capitéis salientes 
Uma forma muito eficaz de reforço sísmico é a colocação de estruturas 
metálicas de contraventamento 
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diferentes contraventamentos 
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Exemplo de contraventamento 
 
6.4.4 Reforço de estruturas de aço ou ferro 
Para reforçar estruturas metálicas existentes podem ser usadas diversas 
técnicas (atençãoàs propriedades do material original). São exemplos a 
soldadura de chapas de banzo ou de cantoneiras. Um exemplo a 
assinalar é a mobilização da acção mista aço-betão, introduzindo 
conectores. 
A ligação entre os 2 elementos deve ser analisada cuidadosamente. Se 
aparafusado deve ser analisada a perda de resistência provocada pela 
furação na fase de montagem. Por outro lado deve ser avaliada a 
soldabilidade do material existente. Por exemplo o ferro forjado não pode 
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ser soldado. Estruturas metálicas das décadas de 1910 a 1930 
normalmente são constituídas já por aço carbono, podem ser soldadas 
com eléctrodos apropriados mas requerem normalmente pré-
aquecimento para diminuir a taxa de arrefecimento. 
 
exemplos de reforço 
Devem ser realizados ensaios para avaliar o aço existente, pois existe a 
possibilidade de ter havido reutilização de materiais. 
Alguns aspectos tecnológicos: 
� Preferir soldadura por cordão a soldaduras de topo 
� Especificar soldaduras de fácil acesso (qualidade) 
� Orientar os cordões preferencialmente na direcção das tensões 
� As secções mais espessas necessitam provavelmente de um pre-
aquecimento, para que no processo de arrefecimento não haja 
tensões residuais muito significativas 
� Controle de qualidade da soldadura real, através de ensaios 
representativos. 
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6.5 Modificações de estruturas de edifícios 
Os níveis de intervenção já referidos podem resultar em: 
� inserção de partes da estrutura 
� extensão da estrutura 
� substituição de elementos estruturais ou não estruturais existentes 
por materiais mais leves 
� substituição integral da estrutura - apenas mantendo fachadas (s). 
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exemplo de pavimento mais leve 
Nestes trabalhos deve ser realizada cuidadosamente a avaliação 
estrutural antes da intervenção, durante, e após, tendo em conta as 
alterações de distribuição de acções. 
Muitas vezes a substituição completa de uma cobertura em madeira 
pode ser aproveitada para incorporar uma estrutura metálica que tenha 
simultaneamente funções de diafragma sismo-resistente. 
Quanto aos aspectos económicos e político-sociais, importa realçar que 
embora a substituição integral de uma estrutura mantendo a fachada 
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seja normalmente mais cara do que a execução de um edifício de raíz, 
aquele procedimento pode permitir uma maior área de construção do 
que um novo edifício, resultando numa relação final custo-benefício mais 
favorável para o cliente. São frequentemente também soluções impostas 
pelas entidades licenciadoras, como no caso da manutenção de 
fachadas em zonas históricas. 
Os princípios gerais a que uma reestruturação deve obedecer são 
basicamente os mesmos de uma nova estrutura, com os aspectos 
adicionais de compatibilização com os elementos existentes, como as 
fachadas e ligação a esses elementos. O processo construtivo com as 
etapas de construção são também condicionantes importantes. 
Um aspecto relevante é a deformação suportada pelos elementos não 
estruturais pré-existentes (por exemplo fachadas), que podem 
condicionar o dimensionamento de toda a nova estrutura 
(deformabilidade horizontal, por exemplo). 
O processo típico de reconstrução com estrutura metálica envolve as 
seguintes etapas: 
� Fase de projecto: 
o escolha global da solução, com os elementos a manter e os 
elementos a demolir; 
o a solução pode ser ditada pelo tipo de edifício (edifício onde 
se pretende estrutura de madeira, por exemplo); 
o escolha da solução para as lajes de piso, muitas vezes 
condicionadas pela ponderação entre os vãos a vencer, as 
aberturas existentes nas fachadas (a manter), as instalações 
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especiais a incorporar, eventual existência de tectos falsos, 
etc); 
o esta ponderação levará à escolha do tipo de material 
estrutural e ao funcionamento das lajes (1D ou 2D); 
o uma grelha de vigas justapostas podem permitir a passagem 
de condutas pararelamente às vigas secundárias. (quando 
existe grande folga para o pé-direito); 
o vigas tipo IFB podem ajudar a reduzir a altura estrutural e 
facilitar a passagem de instalações, mantendo as vantagens 
de uma solução mista aço-betão; 
o vigas metálicas com aberturas nas almas (tipo encastelado 
por exemplo) podem ser a melhor solução para vãos 
apreciáveis; 
o se as condições locais permitirem, o recurso a pré-lajes de 
betão armado pode ser uma solução económica, pois 
minimiza as cofragens. A melhor solução passa pela 
incorporação de conectores aço-betão: acção mista; 
o a cofragem de chapa metálica colaborante é uma boa 
solução, pois além de eliminar a tradicional cofragem é de 
simples manuseamento e montagem, e revela-se económica 
no dimensionamento estrutural. A protecção ao fogo pode 
ser conseguida através dos revestimentos adequados ou da 
incorporação de armaduras secundárias. Tem a grande 
vantagem de ser facilmente cortada em obra e por isso 
acomodável às irregularidades dos elementos existentes. 
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� Fase de execução: 
o estrutura metálica provisória de estabilização das fachadas 
(se necessário); 
o demolição da estrutura interior existente; 
o execução da estrutura metálica. Neste aspecto deve ter-se 
em conta, e logo desde a fase de projecto, à dimensão dos 
elementos especificados, pois como referido a facilidade de 
manuseamento reflecte-se numa redução de custos de 
execução; 
o preparação para a ligação da nova estrutura à fachada 
existente. Esta solução depende se se pretende apenas 
estabilizar a fachada ou se há transmissão de acções 
verticais. Uma solução tradicional consiste em inserir 
elementos metálicos (parafusos longos na alvenaria 
convenientemente chumbados), ou furação completa da 
parede com apoios do lado oposto. Atenção aos aspectos 
relacionados com a corrosão, pode ser conveniente em 
alguns casos usar elementos de ligação em aço inox. 
o Em virtude da possibilidade de movimentos diferenciais das 
fundações, uma solução conveniente pode passar pela 
incorporação de elementos flexíveis na direcção vertical 
o execução dos restantes elementos estruturais (betão armado 
por exemplo). 
 
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Ligação através de chapas – flexibilidade vertical. 
 
Ligação através de cantoneiras aos pilares. 
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Uma solução muitas vezes posta em prática é a execução da estrutura 
metálica definitiva antes da demolição (total ou parcial, apenas na 
vizinhança das fachadas), usando-a ao mesmo tempo para estabilizar a 
fachada, poupando a estrutura provisória. Este processo tem maior 
viabilidade no caso de interiores em madeira. As vigas podem ser 
incorporadas por baixo ou por cima da estrutura a demolir. 
 
Execução prévia da estutura com travamentos provisórios. 
 
Fase de demolição com estrutura pré-executada. 
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Fase de construção da restante estrutura. 
 
6.6 Alguns exemplos (case studies) 
6.6.1 : Office Building, Sea Containers Limited, London, 
Great Britain 
Foi construída a estrutura de um edifício com 12 pisos destinado um 
hotel, mas o projecto foi abandonado. Na estrutura inicial, nos pisos 
superiores a transmissão de acções era realizada através de paredes 
espaçadas de 3,6 m (dimensão padrão dos quartos), e nos pisos 
inferiores toda a estrutura descarregava em pilares fundados por 
estacas, com vãos de 7,2m. 
O edifício foi comprado por uma empresa que pretendia transformar o 
edifício em escritórios, com espaços amplos. Era então necessário 
substituir o as paredes por uma estrutura porticada metálica que 
suportasse as lajes. 
Para facilitar a execução, a demolição das paredes não se concretizou 
até às fachadas, deixando troços junto as estes elementos que 
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passaram a funcionar como os pilares de fachada em conjunto com a 
nova estrutura. 
Os perfis metálicos usados foram do tipo U colocadosde cada lado das 
paredes a demolir, e ligados às lajes superiores. 
 
 
 
6.6.2 : Conversão de fábrica em ginásio (Como-Itália) 
A estrutura original era uma estrutura de betão armado com 2 pisos e 
pilares no interior. A estrutura metálica foi construída suportando 
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completamente o piso de cobertura, e demolindo os pilares, vigas e laje 
intermédia. 
 
 
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6.6.3 : Rue De L'ourcq, Paris, France 
Trata-se de uma reestruturação completa de um edifício parisience onde 
o pátio interior foi ocupado em parte por estrutura metálica aparente. O 
resto da estrutura existente era metálica 
 
 
6.6.4 : Abadia de Val de Saint Lambert, Seraing, Bélgica 
Trata-se de uma reestruturação da cobertura da abadia do séc. XIII 
completamente realizada pelo interior, em estrutura tubular curva. 
 
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6.6.5 : Palácio da Justiça – Ancona, Itália 
Trata-se de uma reestruturação completa de um edifício renascentista 
onde era imperioso manter as fachadas, com todas as suas aberturas. 
Foi assim imaginada uma estrutura com 4 torres de betão armado 
(9*9m) servindo de comunicações verticais e contraventando o edifício 
face às acções horizontais, e servindo de suporte vertical ao telhado e a 
5 pisos suspensos na estrutura da cobertura. Com esta solução 
conseguiram-se espaços amplos no piso térreo, sem pilares. 
 
A estrutura metálica de suspensão é relativamente simples, pois 
consiste em 4 pares de treliças principais suportadas pelas 4 torres, 
dispostas no perímetro do edifício. Cada par de treliças forma um caixão 
com 1,8 m de largura e 4 m de altura. Todos os elementos da treliça 
eram constituídos por perfis I, ligados através de chapas de gusset. 
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A modelação foi portanto bastante simples, bem como o 
dimensionamento. Em virtude de haver duas treliças dispostas 
paralelamente e ligadas entre si, os problemas de instabilidade lateral de 
cada treliça foram facilmente ultrapassados. O vão intermédio é de cerca 
de 21,5 m. 
As lajes são mistas aço-betão, estando suportadas por vigas suspensas 
das treliças. 
 
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i. : Edifício de pequeno porte em Coimbra 
 
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