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26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 1/46 PATOLOGIA E RECUPERAÇÃO DEPATOLOGIA E RECUPERAÇÃO DE EDIFICAÇÕESEDIFICAÇÕES REFORÇO EREFORÇO E RECUPERAÇÃO DASRECUPERAÇÃO DAS ESTRUTURASESTRUTURAS Autor: Me. Guilherme Perosso Alves Revisor : Betânia Queiroz da S i lva I N I C I A R 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 2/46 introduçãoIntrodução As estruturas de concreto armado em serviço apresentam di�culdades de reajuste da capacidade de carga. Em função de aumento de carga, mudança de uso, envelhecimento ou ação de agentes de deterioração, muitas estruturas passaram a apresentar falhas, precisando de intervenção e de medidas de recuperação, como aumento da seção transversal, adição de armaduras, colagem de per�s metálicos, entre outras. Para que um reforço seja bem executado, é necessário conhecer o comportamento estrutural dos elementos de concreto armado, inspecionar a estrutura e analisar as diferentes possibilidades de reforço. Assim, estudaremos os principais conceitos e as técnicas de monitoramento e reforço das estruturas. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 3/46 Os elementos estruturais de uma edi�cação podem sofrer alguns processos de degradação, mesmo no início da sua vida útil programada, em função de problemas de projeto, execução, manutenção e utilização. O próprio ambiente em que a estrutura de concreto armado está inserida, por exemplo, pode con�gurar-se um agente acelerador da degradação, em razão de gases veiculares, elevada umidade do ar, baixa ventilação, entre outros. Além da correta de�nição das forças atuantes na etapa de projeto, da compatibilização entre projetos arquitetônicos e complementares e de um projeto detalhado, o trabalho dos executores deve ser minucioso, e a utilização da edi�cação pelo usuário deve ser orientada. A reabilitação de estruturas de concreto armado está cada vez mais presente na indústria da construção civil, sendo demandados reparos, reforços e manutenção programada, seja para recuperar construções antigas, como pontes, seja para preservar a moradia e o patrimônio pessoal. Muitas técnicas podem ser empregadas para caracterizar uma estrutura e validar, ou não, a necessidade de intervenção na edi�cação, das mais RecuperaçãoRecuperação 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 4/46 invasivas até aquelas que não representam qualquer tipo de dano às estruturas. Essas técnicas podem utilizar ensaios destrutivos, semidestrutivos e não destrutivos. Ensaios Destrutivos, Semidestrutivos e Não Destrutivos As propriedades mecânicas do concreto, como resistência à compressão e módulo de elasticidade, são os principais fatores determinantes da necessidade de intervenção em uma estrutura e das técnicas mais adequadas ao reparo/reforço estrutural. Outras características também são importantes informações balizadoras das intervenções necessárias; entre elas podemos destacar a taxa de armadura longitudinal, a posição das barras de aço no elemento de concreto, a homogeneidade da mistura do concreto, o potencial de corrosão etc. A caracterização dessas propriedades pode ser realizada por meio da extração de testemunhos do corpo da estrutura combinada a ensaios em laboratório. Uma das principais vantagens da extração de testemunhos é a maior precisão nos resultados obtidos com relação à resistência mecânica das amostras ensaiadas. No entanto, esse método de avaliação das estruturas apresenta algumas desvantagens, como elevado custo da investigação, limitação da área investigada e da quantidade de peças avaliadas, além da necessidade de reparos devido à amputação dos elementos de concreto armado (SAHUINCO, 2011). Cabe pontuar que nenhum ensaio (destrutivo ou não destrutivo) oferece um resultado completamente preciso, sendo muitas vezes necessário utilizar curvas de correlação e coe�cientes de aproximação. Ensaios Destrutivos 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 5/46 Os ensaios destrutivos geralmente envolvem extração e rompimento de testemunhos; o ensaio mais empregado nesse caso é o de compressão axial de corpos de prova cilíndricos, conforme NBR 7215:2019 (ABNT, 2019). A resistência das amostras na maioria dos casos é menor que aquela obtida em corpos de prova padronizados, o que tem relação com as diferenças nas condições de cura e adensamento e com a energia de arrancamento gerada no processo de extração, que pode resultar em danos internos na amostra (PALACIOS, 2012). A extração de testemunhos também permite que homogeneidade, compacidade e aderência em juntas de concreto sejam avaliadas. A atividade de extração de testemunhos pode ser veri�cada na Figura 3.1. As �ssuras causadas pela extração do concreto podem reduzir a resistência à sua compressão em até 11% com relação ao valor de amostras moldadas com o mesmo traço (PALACIOS, 2012). Ensaios Semidestrutivos Os ensaios semidestrutivos são aqueles que provocam pequenas aberturas ou usam técnicas minimamente invasivas que permitam o emprego de instrumentos portáteis de pequenas dimensões para veri�cação da Figura 3.1 - Extração de testemunhos em pilar de concreto armado Fonte: Palacios (2012, p. 76). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 6/46 capacidade de carga, como o ensaio de penetração de pinos. Essa técnica consiste em disparar pinos que penetram o concreto, por meio de uma pistola, e está relacionada com a energia cinética inicial do pino e a absorção dessa energia pelo material. O pino ingressará no elemento estrutural até a total absorção da energia cinética inicial (EVANGELISTA, 2002). De acordo com Bottega (2010), quanto maior a profundidade de penetração, menor será a qualidade e a resistência à compressão do concreto utilizado na estrutura. Ensaios não destrutivos (END) Os ensaios não destrutivos, como o nome sugere, são aqueles em que não há amputação do elemento estrutural avaliado (EVANGELISTA, 2002). O objetivo desse tipo de ensaio é determinar as propriedades dos materiais mantendo a sua integridade. Não devemos confundir os ensaios não destrutivos com os ensaios não invasivos. Os ENDs são aqueles que não representam prejuízo para o desempenho futuro de um elemento estrutural, ainda que ações consideradas invasivas sejam cometidas durante o ensaio, como no caso da penetração de pinos no concreto até que sua energia cinética seja absorvida pelo material, utilizada para estimar a resistência do concreto (HELAL; SOFI; MENDIS, 2015). Entre os ensaios não destrutivos, os mais empregados são: Ultrassom Esclerometria Pacometria Esses ENDs podem ser utilizados tanto em construções antigas quanto em novas, podendo inclusive ser empregados no controle tecnológico dos concretos. Em estruturas antigas, as principais aplicações estão relacionadas à avaliação da integridade estrutural e ao diagnóstico de manifestações patológicas. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 7/46 Ensaio de ultrassom (VPU) O ensaio de velocidade de propagação de onda ultrassônica (VPU) consiste na determinação do tempo que as ondas longitudinais de compressão levam para percorrer um corpo sólido (NEVILLE, 2016). O princípio do ensaio de ultrassonogra�a baseia-se na determinação do tempo que a onda ultrassônica leva para chegar ao transdutor receptor, saindo do transdutor transmissor. Esse tempo seria uniforme, não fosse a heterogeneidade do concreto, variávelde acordo com tipos de cimento, agregado graúdo, relação a/c, entre outros fatores. A aferição da velocidade da onda ultrassônica é realizada pelo posicionamento de dois transdutores, um emissor de ondas com frequências entre 10 kHz e 150 kHz e um receptor na superfície do concreto; a leitura da onda pode ser realizada de forma direta, indireta ou semidireta, conforme a Figura 3.2: Segundo a NBR 8.802 (ABNT, 2019a), a transmissão direta é a mais adequada para a determinação da velocidade de propagação da onda ultrassônica. O módulo de elasticidade dinâmico pode ser obtido por esse ensaio com base na utilização da Equação 3.1. Figura 3.2 - Posição dos transdutores segundo a NBR 8.802 Fonte: Adaptada de NBR 8.802 (ABNT, 2019a, p. 14). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 8/46 Equação 3.1 – Posição dos transdutores segundo a NBR 8802 (2019). Fonte: BS-1881 Part 203 (1986, p.24) Onde: Ed = módulo de elasticidade dinâmico (GPa) γ = densidade de massa no estado endurecido (em kg/m3) v = velocidade com que a onda ultrassônica percorre o corpo de prova no sentido longitudinal (em km/s) ν = coe�ciente de Poisson: “é a razão entre a deformação transversal e longitudinal quando um corpo de prova é submetido a uma carga de compressão axial. Segundo Carneiro (1999), para argamassas o coe�ciente varia de 0,10 a 0,20, sendo tanto menor quanto menor for a capacidade de deformação da argamassa” (CARNEIRO, 1999 apud SILVA; CAMPITELI, 2008, p. 4). De acordo com Cánovas (1988), a qualidade da mistura e a homogeneidade dos concretos também podem ser relacionadas com a velocidade de propagação da onda ultrassônica, conforme o Quadro 3.1. Ed = γ.V .2 (1 + ν ) . (1 − 2 ν ) 1 − ν 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_1… 9/46 Quadro 3.1 - Qualidade do concreto conforme a velocidade do pulso ultrassônico Fonte: Adaptado de Cánovas (1988, p. 474). Note que, quanto mais lenta é a velocidade da onda ultrassônica, pior é considerada a qualidade do concreto moldado. Isso acontece porque a onda de ultrassom não é transmitida em vazios: ela os contorna. Assim, a presença de espaços vazios resulta no retardo das ondas, em função da velocidade desprezível do som no ar. Um modelo de aparelho de ultrassom normalmente utilizado nesse ensaio pode ser visualizado na Figura 3.3: 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 10/46 Segundo Adamatti et al. (2017), a metodologia utilizada para a realização do ensaio de ultrassonogra�a segue o seguinte descritivo: As peças ensaiadas devem ser previamente limpas e secas super�cialmente, de forma a obter superfície com grau de umidade compatível com o ensaio. Antes do início do ensaio de ultrassonogra�a o aparelho deverá ser calibrado. A espessura do concreto deve ser aferida; em seguida, transdutores, emissor e receptor da onda ultrassônica devem ser posicionados. Para que os transdutores �quem completamente em contato com a superfície do concreto, é necessário utilizar um gel acoplante (vaselina), uma vez que a camada de ar existente entre os transdutores e a superfície pode ocasionar erros de leitura. Obtém-se os melhores resultados quando o nível do sinal recebido através da velocidade de onda ultrassônica garante um índice em torno de 75% (ADAMATTI, 2017). Ensaio de Esclerometria O ensaio de esclerometria é empregado para avaliar a dureza super�cial dos concretos. Segundo Candian (2017, p. 13), o dispositivo afere a “repercussão Figura 3.3 - Leitura de velocidade de ultrassom em argamassa por transmissão direta Fonte: Elaborada pelo autor. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 11/46 de uma massa impulsionada por uma mola impactada na extremidade livre de um êmbolo, que é apoiado contra a superfície do concreto. O martelo causa um impacto sobre o êmbolo e a massa controlada pela mola sofre um recuo (re�exão) após o choque”. O recuo após o choque é denominado “índice esclerométrico” (IE). A partir dele, pode-se: estimar a resistência à compressão do concreto por meio de curvas de correlações preexistentes. A �m de se obter resultados mais consistentes, o mais recomendado é correlacionar os resultados obtidos pelo ensaio de esclerometria com os valores de resistência à compressão de testemunhos extraídos da própria estrutura (CANDIAN, 2017, p.13). A esclerometria é um ensaio simples, rápido e barato para obtenção da resistência à compressão do concreto; contudo, a sua principal desvantagem está na imprecisão, cuja variação �ca em torno de 15 a 25%, dependendo das condições de ensaio (MEHTA; MONTEIRO, 2014). A aplicação do ensaio, que é normatizado pela NBR 7.584 (ABNT, 2012), recomenda a aferição do instrumento antes de sua utilização ou a cada 300 impactos contra o elemento estrutural ensaiado, por meio de 16 impactos contra bigorna especial de aço, com massa aproximada de 16 kg. Cada impacto gera uma leitura em sua régua graduada, devendo adotar-se a média dos valores. Esse valor médio, ao ser dividido pelo I.E fornecido pelo fabricante, gera um fator de correção. Geralmente, adota-se a realização do ensaio em altura média do elemento estrutural na sua maior dimensão. A superfície do local escolhido deve ser regularizada por meio de disco de carborundum, por meio de movimentos circulares, removendo todas as partículas, sujeiras e poeiras. Com relação à área a ser avaliada pelo ensaio, os seguintes cuidados são recomendados pela NBR 7.584 (ABNT, 2012): 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 12/46 Afastamento da área de ensaio das regiões afetadas por segregação, exsudação, concentração excessiva de armadura, juntas de concretagem, cantos, arestas etc. Distância de ponto de leitura a, no mínimo, 50 mm dos cantos e arestas dos elementos estruturais. Marcação da área a ser avaliada na estrutura, procurando-se concentrar, pelo menos, uma ou duas áreas de ensaio por elemento estrutural que está dentro da região em estudo. Na sequência, a área retangular deve ser demarcada com lados 20x20cm e subdividida em 16 quadrados de 5x5cm, conforme a Figura 3.4: Os resultados obtidos da leitura da régua graduada do instrumento após o impacto gerado devem ser anotados, calculando-se a média dos valores. Posteriormente, os valores individuais que estavam afastados em mais de 10% do valor médio obtido devem ser descartados, e a média deve ser novamente calculada. Em cima dessa média é aplicado o fator de correção, obtendo-se o valor de rebote (R). Esse valor é lançado nas curvas de calibração do aparelho, obtendo a estimativa da resistência característica do concreto (fck) (ABNT, 2012). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 13/46 reflitaRe�ita Uma vez que a esclerometria se limita à veri�cação da dureza super�cial do concreto, alguns aspectos com relação à superfície do concreto podem interferir nos resultados. Nesse sentido, a dureza super�cial do concreto seria parâmetro su�ciente para representar a resistência da estrutura avaliada? Nem sempre as estruturas de concreto armado têm superfícies regulares; além disso, existem incertezas com relação à variação dos valores das leituras do esclerômetro decorrentes do posicionamento do aparelho. Por isso é sempre interessante que apenas uma pessoa execute todas as leituras. Esses motivos levam à necessidade de uma diversidade de coe�cientes; mesmo assim, muitas vezes os valores diferem em mais de 15% dos valores reais. Fonte: Candian (2017). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_…14/46 Ensaio de Pacometria O ensaio de pacometria tem como �nalidade estimar a posição, a profundidade e o diâmetro das barras de aço no interior dos elementos de concreto armado. “O princípio de funcionamento do pacômetro consiste na geração de um campo eletromagnético que, em contato com um objeto metálico, tem suas linhas de força distorcidas” (CANDIAN, 2017, p. 15). Um exemplo de modelo de aparelho utilizado na detecção eletromagnética das armaduras pode ser visualizado na Figura 3.5. Como não há normativas nacionais para a realização desse ensaio, os procedimentos devem seguir as recomendações de outras normas internacionais. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 15/46 Os resultados do ensaio de pacometria, além de possibilitarem veri�car a localização das barras, podem ser empregados como ensaio auxiliar do ensaio de ultrassom e esclerometria, já que a presença de elemento metálico poderia mascarar a velocidade de onda e a dureza super�cial do elemento de concreto. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 16/46 praticarVamos Praticar Com base nos conhecimentos adquiridos, elabore uma lista dos principais ensaios não destrutivos utilizados na avaliação de estruturas de concreto armado. Adicionalmente, para cada ensaio, deve-se elencar a norma que estabelece os requisitos e critérios para a sua realização, o objetivo do ensaio, a quantidade mínima de pontos a serem avaliados e a principal desvantagem. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 17/46 Várias técnicas podem ser empregadas para reforço/recuperação estrutural das estruturas de concreto armado, cuja escolha deve considerar as causas, a extensão dos problemas, a disponibilidade dos materiais e a necessidade de estudos de viabilidade técnico-econômica. Essas metodologias têm diferentes aplicações, destacando-se: reforços de lajes de concreto armado (de pontes, em edifícios garagem etc.), reforços de vigas e pilares, paredes de alvenaria estrutural, muros de arrimo e elementos de fundações rasas e profundas. Reforço de Elementos de Fundação Fundação é a parte da edi�cação destinada a transmitir as solicitações de todo o corpo estrutural para o solo no qual ela se insere. Essa transmissão deve ser feita de tal forma que não sejam gerados problemas decorrentes de deformações atípicas, acomodações de grande intensidade, ruptura ou recalques incompatíveis com a capacidade da estrutura. RecuperaçãoRecuperação EstruturalEstrutural 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 18/46 Nesse sentido, um destaque deve ser dado ao emprego da estaca raiz e do uso de tirantes pré-tensionados, utilizados como medidas de reforço de fundação. Estaca Raiz De acordo com a NBR 6.122:2019 (ABNT, 2019b), de�ne-se estaca raiz como a estaca armada e preenchida com argamassa, moldada no canteiro de obras e executada por meio de perfuração rotativa, totalmente revestida por tubos metálicos recuperáveis. Esse tipo de estaca foi inicialmente concebido para conter encostas, sendo posteriormente empregada também como reforço de fundações convencionais (VELLOSO; LOPES, 2002). Destacam-se as seguintes vantagens da estaca raiz: Não produz choques e vibrações. Tem capacidade de atravessar rochas. Conta com possibilidade de trabalho em ambientes restritos, devido ao pequeno porte dos equipamentos necessários. Conta com possibilidade de execução de estacas verticais e inclinadas. Tem resistência à tração. A execução de uma estaca raiz consiste basicamente em perfurar o solo, instalar a armadura, injetar o microconcreto/argamassa e extrair o revestimento. A perfuração da estaca raiz é executada com o auxílio de um revestimento munido de sapata em sua extremidade inferior, a qual tem sulcos, cujo objetivo é aumentar a capacidade de abrasão durante a perfuração. Durante a perfuração utiliza-se ainda a circulação direta de água com alta pressão no interior do tubo. O solo escavado é expulso com a água pelo espaço entre o revestimento e o terreno (REBÊLO; DANZIGER; DIAS, 2017). Em seguida, o interior do furo deve ser lavado, a armadura é posicionada e a argamassa é injetada, com posterior extração do revestimento. A argamassa 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 19/46 empregada na estaca raiz tem elevado consumo de cimento, devendo ter as seguintes características: Consumo de cimento superior a 600 kg/m³. fck ≥ 20 MPa aos 28 dias. Agregado miúdo. Consistência �uida, com relação a/c entre 0,5 e 0,6. Coe�ciente de minoração (γc) de 1,6. A estaca é preenchida com argamassa de baixo para cima, expulsando-se o �uido de circulação. Depois de preenchida, os tubos da estaca são removidos pela própria perfuratriz, com auxílio de macacos hidráulicos (REBÊLO; DANZIGER; DIAS, 2017). Conceito de Tirantes Podemos de�nir os tirantes como: [...] peças especialmente montadas, tendo como componente principal um ou mais elementos resistentes à tração, que são introduzidos no terreno, em perfuração própria, nas quais, por meio de injeções de calda de cimento (ou outro aglutinante) em partes dos elementos, forma um bulbo de ancoragem que é ligado à estrutura através do elemento resistente à tração e da cabeça do tirante (ABNT, NBR 5629, 2006, p. 1). Um tirante é composto por uma cabeça, um trecho livre e um trecho ancorado, como veri�cado na Figura 3.6. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 20/46 A cabeça é a parte do tirante responsável por suportar a estrutura, sendo geralmente “composta por uma placa de apoio, cunhas de grau, porcas e contraporcas, além da proteção em concreto” (REBELO; DANZIGER; DIAS, 2017, p. 11). As barras, �os ou cordoalhas permanecem isolados da calda de cimento no trecho livre, não podendo ter comprimento menor que três metros (ABNT, NBR 5.629, 2006). O isolamento permite alongar os cabos, tornando a protensão possível. O trecho ancorado, por sua vez, é a zona do tirante em que as barras, �os ou cordoalhas permanecem em contato com a calda de cimento, formando um bulbo de ancoragem, cuja função é transferir os esforços de tração do tirante para o terreno (REBELO; DANZIGER; DIAS, 2017). O reforço da fundação também pode ser executado por meio da cravação de novas estacas em torno de uma estaca antiga, solidarizando-a com as novas estacas no entorno pela execução de um bloco estrutural, pelo emprego de estacas metálicas ou pré-moldadas, ou pelo aumento da área de apoio (REBELO; DANZIGER; DIAS, 2017). Aplicação em Pontes e Edi�ícios O reforço/recuperação de elementos de concreto armado, lajes, vigas e pilares requer o prévio alívio das cargas incidentes sobre o elemento a ser reparado, o que geralmente é executado por meio do escoramento das peças, com �nalidade de evitar maiores deformações ou piora dos casos. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 21/46 Aumento da Seção Transversal A técnica de reforço com aumento de seção consiste em envolver o elemento existente com uma nova capa de concreto armado, conforme Figura 3.7. Nesse sentido, Reis (2001) sugere a utilização do concreto de alto desempenho para encamisamento da peça reforçada, visto que isso resulta em menores espessuras. O aumento da seção transversal das estruturas é uma das técnicas mais utilizadas devido ao seu preço mais acessível e a não ter necessidade de mão de obra altamente especializada. Uma de suas principais desvantagens é a maior interferênciaarquitetônica (REIS, 2001). A propriedade que governa a e�ciência desse tipo de reparo é a aderência entre os dois concretos, o antigo e o novo: quanto maior for a aderência entre os compósitos, maior será também a capacidade de transferência de tensões entre eles. Caso haja incompatibilidade de movimentação entre os concretos (baixa aderência), isso pode gerar problemas do reforço, principalmente em termos de deformação, retração e �ssuração (REIS, 2001). De acordo com Reis (2001), o reforço com aumento da seção transversal deve seguir as seguintes etapas: Limpeza das armaduras, removendo os produtos da corrosão, se necessário. Figura 3.7 - Esquema de aumento da seção transversal de um pilar Fonte: Adaptada de Helene (1992). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 22/46 Remoção do concreto �ssurado até que se chegue ao concreto íntegro. Limpeza de ferrugens e graxas presentes no concreto, se houver. Pode ser feita com jateamento de água, ar comprimido, areia ou soluções alcalinas. Aplicação de adesivo à base de epóxi sobre o concreto. Reconstituição da camada de concreto com cura adequada. A recuperação de estruturas contaminadas por ataque de íons cloreto se torna particularmente complexa, visto que todo o concreto em volta das armaduras deve ser removido e substituído, tornando a solução mais onerosa. Reforço Estrutural com Per�is Metálicos Esse tipo de reforço emprega a adição elementos metálicos �xados por meio de adesivo epóxi ou com auxílio de chumbadores (REIS, 2001). A primeira medida a ser adotada em reforços com per�s e chapas metálicas é aliviar as possíveis cargas da estrutura, por meio de escoramento. Em seguida, a superfície do concreto deve ser preparada, sendo provida de regularidade e rugosidade, com �ssuras tratadas e escari�cação do concreto em excesso, se necessário. Além disso, a superfície deve estar totalmente livre de umidade para perfeita aderência do adesivo epóxi (JUVANDES, 2002). Se as chapas forem �xadas pelo emprego conjunto de adesivo e chumbadores, inicialmente devem ser posicionadas com os chumbadores, introduzidas em furos previamente executados no elemento estrutural. Posteriormente, deve-se proceder à injeção do adesivo na superfície das chapas, tomando o cuidado de selar o entorno das chapas (APPLETON; GOMES, 1997). Alguns esquemas de reforço estrutural ao cisalhamento utilizando chapas metálicas podem ser vistos na Figura 3.8. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 23/46 Souza e Ripper (1998) fazem algumas recomendações com relação às dimensões dos reforços com chapas metálicas, como: Espessura máxima do adesivo epóxi: 1,5 mm. Espessura máxima das chapas: 3,0 mm. O aumento dos reforços resistentes não deve ultrapassar 50% da situação anterior ao reforço. O reforço à �exão e compressão também pode ser realizado em pilares, por meio do seu encamisamento por chapas metálicas (APPLETON; GOMES, 1997). Uma das vantagens desse tipo de reforço é sua rapidez de execução, além de não representar grandes acréscimos de seção transversal. Contudo, as chapas podem impedir que �ssuras futuras sejam percebidas com facilidade, além de não serem resistentes à ação do incêndio (REIS, 2001). Polímeros Reforçados com Fibras (PRF) As propriedades de resistência mecânica e rigidez dos PRF dependem do material, do tipo da �bra adotada, da matriz polimérica e da interface entre elas. Essas fases devem trabalhar conjuntamente para que o desempenho satisfatório do compósito seja alcançado (BEBER, 2003). De acordo com Beber (2003), os reforços com PRF têm como principal �nalidade o aumento da resistência à tração e �exão, evitando a propagação das �ssuras em elementos deteriorados. Além disso, combinar �bras e Figura 3.8 - Reforço ao cisalhamento com a utilização de chapas metálicas Fonte: Appleton e Gomes (1997). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 24/46 polímeros permite a execução de reforços com elevada resistência, reduzido peso próprio e liberdade com relação à sua geometria. O reforço é pré-fabricado e caracteriza-se por uma camada de �bras impregnadas por um adesivo, tendo suas dimensões controladas. “A orientação unidirecional das �bras confere ao laminado a maximização da resistência e da rigidez na direção longitudinal” (JUVANDES, 2002, p. 21). Um esquema da constituição do reforço em PRF pode ser veri�cado na Figura 3.9: Algumas das aplicações dos reforços de PRF são mostradas no Quadro 3.2. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 25/46 “A orientação das �bras nos compósitos serve para indicar a direção em que se deseja aumentar a rigidez e a resistência, sendo essas ainda determinadas pelo tipo de �bra e pela fração volumétrica do material compósito” (BEBER, 2003, p. 30). As �bras mais utilizadas na construção civil são de carbono, vidro e aramida. praticarVamos Praticar Quadro 3.2 - Esquemas de aplicação de reforço com PRF Fonte: Juvandes (2002, p. 23). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 26/46 Segundo Souza e Ripper (1998), os motivos que justi�cam a execução de procedimentos de reforço em uma estrutura de concreto são: corrigir falhas, aumentar a capacidade portante da estrutura, permitir modi�cações; restabelecer a capacidade portante etc. SOUZA, V. C. M.; RIPPER, T. Patologias, recuperação e reforço de estruturas de concreto. São Paulo: Editora Pini, 1998. Diante do apresentado sobre as técnicas de reforço/recuperação das estruturas, assinale a alternativa correta. a) O reforço por chapas metálicas pode ser utilizado em pilares de concreto armado. b) A principal propriedade a ser controlada no reforço por aumento de seção transversal é a resistência à compressão do concreto. c) A primeira medida a ser adotada em reforço por chapas metálicas é escarificar a superfície do concreto. d) Uma vantagem do reforço por chapas metálicas é a possibilidade de verificar o surgimento de novas fissuras, caso ocorram. e) O reforço com PRF tem como principal finalidade o aumento da resistência à compressão. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 27/46 Segundo o Ibape (2012), a inspeção predial é um mecanismo que possibilita uma avaliação sistemática de uma edi�cação. Dessa forma, é possível classi�car anomalias encontradas na edi�cação quanto à sua origem e grau de risco, além de sugerir instruções técnicas para melhorias no desempenho da edi�cação. A inspeção predial pode ser classi�cada por: níveis, que indicam a complexidade da operação completa e as condições necessárias para o processo; grau de risco, que considera os riscos que a edi�cação oferece ao ambiente, patrimônio e à vida humana; tipo de inspeção, que de�ne o gênero da edi�cação inspecionada (IBAPE, 2012). Níveis de Inspeção Predial Inspeção eInspeção e ManutençãoManutenção PredialPredial 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 28/46 As inspeções prediais podem ser classi�cadas em três níveis, segundo o Ibape (2012). Para isso, são consideradas as particularidades da edi�cação de acordo com sua �nalidade e a necessidade de equipe multidisciplinar para execução do trabalho. Nível 1: o primeiro nível de inspeção é o mais simples, e é realizado por pro�ssional habilitado em apenas uma especialidade; está limitado a edi�cações com baixa complexidade técnica e plano de manutenção básico ou inexistente. Realiza-se o levantamento, a identi�cação ea quanti�cação apenas das patologias e sintomas visíveis, elaborados por pro�ssional habilitado in loco. Nível 2: faz-se necessária a vistoria para a identi�cação de manifestações patológicas e defeitos aparentes, identi�cando-os com o auxílio de equipamentos e aparelhos especiais; analisam-se os documentos técnicos especí�cos, tendo em vista a complexidade dos sistemas construtivos existentes. A Inspeção Predial é elaborada por pro�ssionais habilitados em uma ou mais especialidades, pois esse nível envolve uma gama maior de conhecimentos. Nível 3: o terceiro nível pode ser considerado uma Auditoria Técnica, pois é realizado por pro�ssional habilitado com mais de uma especialidade. Geralmente é aplicado em edi�cações com mais de um pavimento e com padrão construtivo elevado, além de ter plano de manutenção detalhado e mecanismos de gestão do sistema já existente. Coleta de Dados na Inspeção Predial Os métodos de coleta de dados em um levantamento patológico visam indicar, no �m do processo, as causas e origens que levam aos mecanismos da anomalia. O método utilizado neste levantamento foi o de inspeção visual (HELENE, 1997). O levantamento de subsídios em uma análise patológica geralmente tem início com a vistoria do local, em que podem ser realizados ensaios de campo 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 29/46 na tentativa de alcançar o diagnóstico da patologia ainda nessa primeira etapa. Caso isso não ocorra, recomenda-se que seja realizado um levantamento histórico tanto da edi�cação quanto do problema, por meio de entrevistas, diários de obra, notas �scais do processo executivo e o próprio projeto, ou seja, a anamnese da edi�cação. Ao �m desses dois passos, se ainda não for possível diagnosticar a anomalia, os autores reforçam a necessidade de realização de ensaios complementares, que variam conforme os sintomas apresentados, e de uma intensa pesquisa bibliográ�ca que torne possível diagnosticar a patologia (SILVA et al., 2007). Procedimentos de Inspeção Predial Para Campante e Sabbatini (2001), a observação dos sintomas é o passo inicial para a descoberta da causa imediata, da natureza e da origem de uma patologia. Silva et al. (2007) propõem dois caminhos a serem tomados em uma inspeção predial. No primeiro trajeto, caso a inspeção visual seja satisfatória, a vistoria poderá ser su�ciente para as hipóteses de diagnósticos das patologias encontradas. No segundo caminho, caso a inspeção visual não seja su�cientemente satisfatória, os dados passarão pela fase de anamnese, por meio de coleta de subsídios formais e informais, pelo projeto propriamente dito e demais documentos que constituam fontes seguras e verídicas de informações. Esse caminho levará, posteriormente, à etapa de diagnóstico, que procura identi�car as relações de causa e efeito que caracterizam os fenômenos patológicos e a de�nição da conduta, no sentido de aplicar os métodos de terapia mais adequados para sanar os problemas. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 30/46 Vantagens e Desvantagens da Inspeção Visual As vantagens de realizar a inspeção visual referem-se ao fato de que ela é um método não destrutivo e apresenta menor custo quando comparada a outros métodos de mesma natureza que visam detectar a presença de anomalias. Contudo, de acordo com Araújo e Panossian (2016), a inspeção visual se limita à avaliação super�cial das condições do concreto, e é ideal que seja aliada a ensaios que visam identi�car manifestações patológicas não visíveis na superfície. Essa a�rmação é reforçada por Pearson (2008), que considera essa associação de métodos indispensável para a detecção prematura de processos deteriorantes e também para garantir que as causas diagnosticadas das anomalias sejam precisas. Outra limitação da inspeção visual realizada isoladamente refere-se ao fato de que ela depende da experiência do observador, sendo de total responsabilidade do pro�ssional os erros do levantamento. praticarVamos Praticar O Ibape (2011) estabelece o conceito de inspeção predial como a avaliação isolada ou generalizada das condições técnicas, de uso e de manutenção da edi�cação. Essa ferramenta aponta a autêntica situação do bem imóvel, direcionando as ações de manutenção e contribuindo para a preservação e valorização do patrimônio. A falta dessa ferramenta ocasiona o cenário inverso. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 31/46 IBAPE. Instituto Brasileiro de Avaliações e Perícias. Norma de inspeção predial. 2011. 33p. Diante do apresentado sobre a inspeção predial, assinale a alternativa correta. a) O nível 1 de inspeção pode ser considerado uma Auditoria Técnica. b) Em uma inspeção predial, o levantamento visual das patologias deve ser o último recurso. c) O nível 2 de inspeção é realizado por meio do levantamento in loco. d) Se a inspeção visual for satisfatória, a vistoria é suficiente para as hipóteses. e) Uma vantagem da inspeção visual está relacionada ao seu grau de subjetividade. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 32/46 Os aspectos construtivos de uma edi�cação exercem forte in�uência sobre a qualidade de vida do seu usuário, uma vez que passamos a maior parte dos nossos dias no interior dessas edi�cações. Nesse sentido, o espaço edi�cado é caracterizado como suporte físico para a realização de todas as atividades produtivas, exercendo também um papel social. Diante disso, é fundamental que as edi�cações tenham condições adequadas ao uso para o qual foram planejadas, sendo dotadas de resistência aos agentes de intemperismo e ao uso em longo prazo. Em contrapartida, infelizmente, a programação de manutenção nos edifícios ainda é vista como uma atividade de baixa prioridade, e não como um investimento em médio e longo prazo capaz de aumentar a durabilidade das estruturas e retardar o envelhecimento dos empreendimentos. Tipos de Manutenção ManutençãoManutenção PredialPredial 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 33/46 Na NBR 5.674 (ABNT, 1999, p. 2), a manutenção é de�nida como o "conjunto de atividades a serem realizadas para conservar ou recuperar a capacidade funcional da edi�cação e de suas partes constituintes para atender às necessidades e segurança dos seus usuários". Essas atividades devem ser realizadas antes do material atingir um nível mínimo de desempenho. Na concepção de Helene (1992), a manutenção se rami�ca em duas vertentes. A primeira é chamada de “preventiva”, na qual as medidas são tomadas com antecedência e previsão. Já a segunda vertente é a “corretiva, na qual são realizados os trabalhos de manutenção em estruturas que já apresentam manifestações patológicas, ou seja, corrigindo problemas evidentes. Gomide, Pujadas e Fagundes Neto (2006), por sua vez, classi�cam os tipos de manutenção conforme segue: Manutenção preditiva: baseada na aplicação sistemática de técnicas de análise. Utiliza meios estatísticos com amostragem para minimizar a necessidade da manutenção corretiva pelo monitoramento constante da edi�cação. Manutenção preventiva: é realizada em intervalos de tempo previamente estabelecidos, com �nalidade de reduzir a probabilidade de deterioração. Manutenção corretiva: é realizada depois de o problema ter sido instalado. Esse tipo de manutenção pode ser planejado para ser realizado antes que os problemas ultrapassem níveis mínimos aceitáveis. Villanueva (2015) esclarece que a prática da manutenção predial envolve a ordem de 1% a 2% do custo total da edi�cação, o que acaba sendo altamente signi�cativo em termos de PIB, devido ao grande número deativos prediais brasileiros. Além disso, quanto mais cedo forem executadas as correções, mais duráveis, efetivos, fáceis e baratos serão os tratamentos, evidenciando a necessidade de práticas de inspeções periódicas e de programação de manutenção das edi�cações (HELENE, 1992). 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 34/46 Grau de Risco das Manifestações Patológicas Segundo o Ibape (2011), os graus de risco das falhas apuradas em uma inspeção predial são de�nidos como: ● Crítico: a patologia pode provocar danos contra a saúde e segurança dos usuários e/ou do meio ambiente, além de perda excessiva de desempenho, o que pode gerar possíveis paralisações, aumento do custo, comprometimento sensível de vida útil e desvalorização do empreendimento. Rachaduras e �echas excessivas podem ser sinais desse grau de anomalia. ● Regular: as anomalias podem provocar a perda de funcionalidade sem necessariamente prejudicar a operação direta dos sistemas. Pode haver, também, perdas pontuais de desempenho, o que signi�ca dizer que existem formas de recuperação possíveis; além disso, pode ocorrer pequena desvalorização do empreendimento. Como exemplo, pode-se citar as deformações que não comprometam a estabilidade de lajes, vigas e pilares. ● Mínimo: ocasionam pequenos prejuízos apenas à estética, sem comprometimento da estabilidade da edi�cação; podem ocasionar baixa ou nenhuma desvalorização do bem imóvel. Nesses parâmetros, podem ser enquadradas as e�orescências em fachadas de edifícios. praticarVamos Praticar 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 35/46 A NBR 5.674 estabelece critérios e recomendações para a gestão do sistema de manutenção de edi�cações, incluindo preservação das características iniciais, manutenção de desempenho, prolongamento da vida útil e consideração da edi�cação no meio em que se insere. Nesse sentido, sobre os procedimentos de manutenção predial, assinale a alternativa correta. a) A manutenção preditiva emprega ferramentas estatísticas com amostragem. b) A manutenção preditiva tem intervalos previamente estabelecidos. c) A manutenção corretiva é realizada depois que a patologia foi diagnosticada. d) De forma geral, as patologias têm uma tendência a se estabilizarem. e) As anomalias críticas podem provocar a perda de funcionalidade das estruturas. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 36/46 indicações Material Complementar LIVRO Inspeção Predial Total. Diretrizes e Laudos no Enfoque da qualidade Total e da Engenharia Diagnóstica Editora: Editora Pini Tito Lívio Ferreira Gomide ISBN: 8572662375 Comentário: O livro elenca as diretrizes técnicas relacionadas à inspeção predial, incluindo comentários das normas vigentes e conteúdos sobre qualidade e manutenção do edifício. 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 37/46 WEB Todo Engenheiro deveria Conhecer este Ensaio Ano: 2018 Comentário: O vídeo aborda os principais aspectos do ensaio de esclerometria, elencando vantagens e desvantagens, fatores que interferem nos resultados das leituras e algumas sugestões de como executá-lo. Para conhecer mais sobre o �lme, acesse o trailer a seguir. A C E S S A R https://www.youtube.com/watch?v=eipGnLUP9sY 26/03/2021 Ead.br https://uniritter.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_685794_… 38/46 conclusão Conclusão As técnicas de reforço das estruturas são uma realidade cada vez mais presente na construção civil. Entre essas técnicas empregam-se ensaios destrutivos, com extração de testemunhos, semidestrutivos e não destrutivos, em que não há amputação do elemento estrutural. Todas essas técnicas visam caracterizar as propriedades do concreto e veri�car a necessidade, ou não, de intervenções. Quando há necessidade de reforço, podem ser aplicadas técnicas de aumento da seção, reforço por elementos metálicos ou compósitos. Em todos os casos, o engenheiro deve analisar o esforço que está levando a estrutura à falha, os recursos disponíveis e a especialização da mão de obra. referências Referências Bibliográ�cas ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. 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