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Eng. Civil Ana Paula Abi-faiçal Castanheira, D.Sc. Fissuras devido a Ações de Cargas Cargas de Flexão e Cortante em Viga A localização, número, extensão e abertura das fissuras dependem das características geométricas da peça, das propriedades físicas e mecânicas dos seus materiais e do estágio de solicitação da carga. Fissuras por flexão As fissuras de flexão são as mais conhecidas, podendo corresponder à flexão pura ou combinada com esforço cortante. A fissura de flexão se inicia na armadura, progride na vertical, na direção da fibra neutra, buscando o ponto de aplicação da carga. A fissura de cortante pode começar na alma da viga, progredir até a armadura e chegar logo à carga, dividindo a viga em duas partes. Características Principais das Fissuras à Flexão: Afetam toda altura da viga, mas tem tendência a pararem na linha neutra; Aparecem sempre em grande quantidade e muito próximas, especialmente se a armadura for de grande aderência; Aparecem sob a carga e desaparecem quando retirada a carga; São perpendiculares ao eixo da peça e se inclinam mais ou menos segundo o valor do esforço cortante. Fissuras a Flexão Fissuras por flexão (Viga Pré-Moldada/OSRAM) Fissuras por esforço cortante Fissuras por esforço cortante Fissura As fissuras de torção podem aparecer em vigas de bordas, junto aos cantos de construções, por: Excessiva deformabilidade de lajes ou vigas transversais, Atuação de cargas excêntricas, ou Recalques distorcionais das fundações. É um tipo de fissura não muito comum, mas com uma tipologia característica. Torção de Vigas Fissuras por torção Fissura ocasionada por insuficiência de armadura lateral de costela Conforme as condições de contorno da laje (apoio livre ou engastado); Em função da relação entre comprimento e largura; O tipo de armação; e A natureza e intensidade da solicitação. Flexão de Lajes Os aspectos das fissuras variam: Flexão de lajes As lajes pré-moldadas têm tendência a fissurar nas juntas entre os blocos e às vigotas pré-moldadas. Flexão de lajes Outro tipo de fissuração muito comum em lajes é devido a ausência ou mau posicionamento das ferragens negativas em balanços. Ocorre devido a recalques distorcionais das fundações; ou Deformabilidade da estrutura. As fissuras neste caso, apresentam-se inclinadas em relação aos bordos da laje. Torção em Lajes São menos comuns que em vigas e lajes, pois trabalham basicamente a compressão; Contudo a existência de falhas construtivas pode provocar o aparecimento de trincas. Fissuras em Pilares http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=imagem+de+fissuras+em+pilares&source=images&cd=&cad=rja&docid=rMCcmWM7UrwA3M&tbnid=MWMO4azHi9sZnM:&ved=0CAUQjRw&url=http://aldowerle.blogspot.com/2012/08/trinca-ou-fissura.html&ei=IpaBUcXHBJLD4AP40IHAAw&bvm=bv.45921128,d.dmg&psig=AFQjCNG8_BJpnQLuWoHoZc4ebp0JY70xwg&ust=1367533361945929 Fissuras em Pilares Insuficiência de estribos; ou Existência de corrosão de armaduras. Mais de uma fissura na posição vertical pode indicar: Fissuras em pilares por falta de estribos Os pilares são solicitados a tração ou flexo-tração; ou Existe flambagem. Fissuras em Pilares As fissuras horizontais aparecem quando: A fissura de tração não é muito comum porque os pilares não trabalham normalmente à tração. Entretanto, em algumas situações como por exemplo, no caso de recalques, alguns pilares podem sofrer fissuras de tração, que aparecem normalmente sobre os estribos. Fissuras em Pilares É comum também, na cabeça de pilares, o aparecimento de fissuras devido à insuficiência de armaduras transversais no topo dos pilares, principalmente quando não existe aparelho de apoio, entre o apoio do pilar e a viga. Fissuras em Pilares Com o desenvolvimento dos materiais (especialmente do cimento e do aço) e com o melhor desenvolvimento dos métodos de cálculo, as estruturas vêm se tornando cada vez mais esbeltas, resultando em uma maior capacidade de deformação. Fissuras Causadas por Deformabilidade Excessiva http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=imagem+de+edif%C3%ADcios+esbeltos&source=images&cd=&cad=rja&docid=A6xVgQtNVfkJmM&tbnid=-mK5FEgznjKUdM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.arcoweb.com.br/arquitetura/miguel-juliano-edificio-faria-01-05-2000.html&ei=f5mBUcfWGIGg8gSW9oDYCA&bvm=bv.45921128,d.eWU&psig=AFQjCNH_A02aZgejq6aaEBtE_uB6LnUNRQ&ust=1367534293178701 Esta é uma das principais causas de patologias nas edificações hoje em dia, especialmente nos painéis de vedação, com o aparecimento de trincas em paredes e revestimentos, e outros componentes da edificação, como esquadrias, destacamento de pisos etc. Fissuras Causadas por Deformabilidade Excessiva Fissuras por retração hidráulica (nós vinculados) Fissuras por variações de temperatura (nós não vinculados) Fissuras devido a recalques diferenciais Solo Deformável Fissuras devido à deformabilidade da estrutura Deformabilidade excessiva da estrutura: deformação lenta ou diferida (função das tensões). Os componentes estruturais podem admitir flechas incompatíveis com o desempenho das alvenarias. Flechas da ordem de 1/1.000 do vão são suficientes para o aparecimento de fissuras em alvenarias. a) O componente de apoio deforma-se mais do que o componente superior. Fissuras Típicas Provocadas por Deformação de Vigas e Lajes b) O componente de apoio deforma-se menos que o componente superior Neste caso a parede funciona como viga, aparecendo fissuras semelhantes às das vigas. c) O componente de apoio e o componente superior apresentam deformações aproximadamente iguais. A parede é submetida principalmente a tensões de cisalhamento. As fissuras iniciam-se nos vértices inferiores do painel, propagando-se aproximadamente a 45o. Fissuras devido à deformabilidade da estrutura As fissuras aparecem em diversas configurações e em função: Da extensão da parede; Da intensidade de movimentação; e Do tamanho e da posição dessas aberturas. Fissuras em Alvenarias: No caso de painéis pré-fabricados haverá um cisalhamento entre eles. Nas regiões de balanço, devido à sua deformação excessiva, aparecem fissuras de cisalhamento na alvenaria e destacamento entre a parede e a estrutura. Fissuras devido à deformabilidade da estrutura Outro caso típico de fissuração ocorre em alvenarias portantes, onde existe uma excessiva deformação da laje, introduzindo esforços de flexão lateral. A deformação excessiva da laje pode provocar também o descolamento do piso, já que ele passa a trabalhar na zona de compressão da laje. Ultrapassada a resistência à tração dos tijolos, começam a manifestar-se fissuras verticais no corpo da parede. No caso de blocos cerâmicos vazados, podem haver também solicitações de flexão em suas nervuras horizontais que podem, inclusive, levar ao rompimento. Fatores que intervém na fissuração e resistência final de uma parede: Resistência mecânica e módulo de deformação dos blocos e da argamassa de assentamento; Rugosidade superficial e porosidade dos componentes de alvenaria; Poder de aderência, retenção de água, elasticidade e retração da argamassa; Espessura, regularidade e tipo de junta de assentamento; e Esbeltez da parede produzida. Algumas considerações importantes de diversos pesquisadores sobre paredes de alvenaria: a) A resistência da alvenaria é inversamente proporcional à quantidade de juntas de assentamento; b) Componentes assentados com juntas em amarração produzem alvenarias com resistência superior àquelas onde os componentessão assentados com juntas verticais aprumadas; c) A resistência da parede não varia linearmente com a resistência do componente de alvenaria e nem com a resistência da argamassa de assentamento; d) A espessura ideal de junta de assentamento situa-se em torno de 10 mm. A concentração de tensões em aberturas de portas e janelas em paredes de alvenaria é uma das principais causas de fissuração. Nos painéis de alvenaria onde existem aberturas, as trincas se formam a partir dos vértices desta abertura e sob o peitoril. Configurações Típicas em Alvenaria devido a Sobrecargas a) Trincas verticais (caso típico). Provenientes da deformação transversal da argamassa sob ação das tensões de compressão; b) Trincas horizontais, provenientes das rupturas por compressão dos componentes de alvenaria ou da própria argamassa de assentamento; Configurações Típicas em Alvenaria devido a Sobrecargas A ação de sobrecargas localizadas também pode provocar a ruptura dos componentes de alvenaria na região de aplicação da carga, ou o aparecimento de fissuras inclinadas a partir do ponto de aplicação. A consequência típica é o aparecimento de fissuras horizontais em paredes solidárias à laje. 1) Retração de Lajes de Concreto A dilatação plana das lajes e o abaulamento provocado pelo gradiente de temperatura ao longo de suas alturas introduzem tensões de tração e de cisalhamento nas paredes das edificações. 2) Dilatação Térmica de Lajes Deve-se salientar, que em função das dimensões da laje e da natureza dos materiais constituintes das paredes, nem sempre observam-se as fissuras típicas apresentadas até o momento. http://pt.gifanimados.org/gifs/apresentador.html Outra tipologia de fissura devido à movimentação térmica de lajes é o apresentado na figura abaixo. Em Parede com Laje em Balanço Acompanhamento de Fissuras Acompanhamento de Fissuras Pilares Corrosão nos Pilares Fissuras verticais, longitudinalmente à armadura, devido ao processo expansivo do metal. Desplacamento do cobrimento. Pilares com estribos parcialmente rompidos e armaduras longitudinais soltas. Vigas D Fonte: HUSNI , 2003, p.46 Ocorre quando as tensões aplicadas forem maiores que a resistência à tração do concreto. fresco endurecido Idade Velocidade de crescimento da hidratação Capacidade de absorver esforços de tração v a r i a Período entre o início da pega e o endurecimento Baixa resistência à tração e pouca deformabilidade Mistura do cimento e da água Início de pega Fim de pega 2 horas 4 a 16 horas Crescimento da resistência Período crítico Movimento gerado dentro do concreto Expansão de material dentro do concreto Causas Ações Externas Tensão devido à restrição Resistência à tração Tempo de endurecimento (horas) Período de maior possibilidade de fissuração R es is tê nc ia e t en sã o d e re st ri çã o Origem das Fissuras Plásticas Processos construtivos Congelamento da água de amassamento No estado fresco Estrutura Outros Física Química Térmica No estado endurecido Origem das Fissuras Retração autógena Retração devido às reações de hidratação (auto-secagem) Retração plástica: Perda muito rápida da água ainda no estado fresco Assentamento do concreto com algum tipo de restrição Movimentação de Formas e Escoramentos Cortina de concreto Fissuração Superficial ou Mapeada (aleatória) Região com excesso de finos; Mais visível em superfície lisa e de bom acabamento; Produzida por combinação de umidade diferencial e movimentos térmicos. Comum em concreto com elevada relação água/cimento e alto conteúdo de cimento; Abertura e tamanho muito pequenos Dano estético Fissuras devido às Diferenças de Temperatura Resfriamento do concreto após a hidratação do cimento; Dificuldade de dissipação do calor de hidratação; e Gradiente de temperatura. ti te Aparecimento de tensões de tração te < ti Aquecimento e Resfriamento do Concreto com Restrição fissura frio frio quente Coeficiente de expansão térmico do concreto 1 x 10 –5 / oC O controle destas fissuras com o uso de armaduras é de difícil solução Resfriamento com restrição Fissuração devido ao Congelamento Água presente nos poros congela e se expande Afeta principalmente os poros maiores que 100 nm Fenômeno é reduzido com o uso de ar incorporado; Os vazios seccionam os capilares; e A redução da resistência é compensada pela redução de água para uma mesma trabalhabilidade. 9% Fissuração devido ao Congelamento Fissuração devido ao Congelamento Retração plástica Assentamento plástico Contração térmica prematura Retração hidráulica a longo prazo Gretamento Corrosão da armadura Reação álcali-agregado Fissura por reação álcali-agregado e/ou ataque por sulfatos
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