patologia em estruturas de concreto armado

88 Pages·2015·2.36 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

PATOLOGIA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
ARMADO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

Diego dos Santos da Trindade

Santa Maria, RS, Brasil
2015
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PATOLOGIA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

Diego dos Santos da Trindade

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS) como requisito parcial para a
obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. Dr. Joaquim Cesar Pizzutti dos santos

Santa Maria, RS, Brasil
2015

Universidade Federal De Santa Maria
Centro De Tecnologia
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Curso De Graduação Em Engenharia Civil

A Comissão Examinadora, abaixo assinada,
aprova o Trabalho de Conclusão de Curso

PATOLOGIA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

elaborado por
Diego dos Santos da Trindade

como requisito parcial para obtenção do grau de
Engenheiro Civil

COMISSÃO EXAMINADORA:

Joaquim C. Pizzutti dos Santos, Dr.
(Presidente/Orientador)

Marco Antônio Silva Pinheiro, Dr. (UFSM)

Eduardo Rizzatti, Dr. (UFSM)

Santa Maria, 28 de Outubro de 2015.
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“Dedico este trabalho à minha mãe, Maria Nelci
e aos meus amigos mais chegados que irmãos,
por sempre acreditarem em mim e por tudo que são
em minha vida”
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AGRADECIMENTOS

Agradeço em primeiro lugar a Deus por estar sempre presente em minha vida e ao longo do
curso me encorajando e dando forças.
A minha família, em especial a minha mãe Maria Nelci pelo amor, incentivo, apoio
incondicional e que muitas vezes abriu mão de seus sonhos para que o meu fosse realizado e sempre
acreditou em mim independente da circunstância.
Aos meus colegas de graduação que estiveram ao longo desta jornada e me ajudaram
diretamente e indiretamente para que eu chegasse neste momento tão esperado.
Aos meus amigos do “coleginho”, Janio, Diego e Luis Felipe, que mesmo com o tempo
passando, continuam sendo grandes parceiros e sempre acreditaram em mim.
Aos meus amigos da Primeira Igreja Batista de Santa Maria e do GP pelo companheirismo e
amizade ao longo destes anos e por terem estado ao meu lado nos bons e maus momentos e por serem
verdadeiros irmãos sempre dispostos a me ajudar no que fosse preciso.
Aos professores Eduardo Rizzatti e Marco Antônio Pinheiro por disporem seu tempo e
aceitarem o meu convite para compor a banca do meu TCC.
Ao professor Joaquim C. Pizzutti dos Santos, pela paciência, pelos ensinamentos técnicos, por
aceitar meu convite para ser meu orientador e por estar sempre disponível para ajudar mesmo
possuindo diversas tarefas para realizar.
A todos os professores que me transmitiram conhecimentos técnicos na graduação para o meu
engrandecimento profissional.
Enfim, a todos que de maneira direta ou indireta contribuíram para a realização deste trabalho,
o meu sincero: Muito Obrigado.
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“Mudaste o meu pranto em dança, a minha veste de lamento em veste de alegria,
para que o meu coração cante louvores a ti e não se cale.
Senhor, meu Deus, eu te darei graças para sempre.”
Salmos 30: 11-12
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RESUMO

Trabalho de Conclusão de Curso
Curso de Graduação em Engenharia Civil
Universidade Federal de Santa Maria

PATOLOGIA DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
A D D S D T
UTOR: IEGO OS ANTOS A RINDADE
O J C P D S
RIENTADOR: OAQUIM ESAR IZZUTTI OS ANTOS
Data e Local da Defesa: Santa Maria, 22 de Outubro de 2015.

O presente trabalho trata das manifestações patológicas mais comuns encontradas em
estruturas de concreto armado, tendo como objetivo analisá-las, diagnosticando as causas,
fornecendo soluções e a partir do conhecimento adquirido apresentar um estudo de caso real.
Primeiramente faz uma análise e conclui sobre a extrema necessidade que em todas as fases
de uma estrutura de concreto armado sejam tomadas as devidas precauções e medidas para
não haver falhas, pois patologias podem ter origens em qualquer uma delas. Após isso são
apresentados os mecanismos que levam um elemento estrutural á deterioração, de modo a
fornecer informações de como os problemas que podem surgir futuramente podem ser
evitados antes mesmo da concepção do projeto. Posteriormente apresenta as principais e mais
utilizadas soluções para reforçar estruturas que apresentam patologias, de modo a trazer
segurança e durabilidade ao usuário e que o elemento estrutural cumpra com o fim que foi
projetado. Em seguida são listadas algumas das patologias mais encontradas, as principais
características de cada uma, assim como a causa. Por fim é realizado um estudo sobre uma
viga de concreto armado com trincas e são apresentadas causas e as soluções sobre este caso,
observando-se a necessidade da restauração com um dos cinco métodos apontados: reforço
mediante chapas de aço coladas, reforço mediante perfis metálicos, reforço mediante fibras de
carbono, reforço mediante aumente da seção transversal e reforço mediante protensão externa.
Palavras-chave: Patologia, Estrutura, Concreto Armado.
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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Resistência do concreto diante da elevação de temperatura........................43
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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Arcos solicitados á compressão. ...................................................................17
Figura 2 - Zonas de tração e compressão. .....................................................................18
Figura 3 - Zonas de tração, compressão e linha neutra da estrutura. ............................18
Figura 4 - Causas intrínsecas das manifestações patológicas........................................23
Figura 5 - Vazios de concretagem em pé de pilar. ........................................................25
Figura 6 - Junta de concretagem. ...................................................................................26
Figura 7 - Acidente com laje devido ao escoramento insuficiente................................28
Figura 8 - Desenvolvimento da reação álcalis-agregado no concreto. ..........................32
Figura 9 - Causas extrínsecas das manifestações patológicas. ......................................35
Figura 10 - Estrutura inadequada ao ambiente. .............................................................37
Figura 11 - Bulbo de tensões. ........................................................................................38
Figura 12 - Falha em junta de dilatação. .......................................................................39
Figura 13 - Bulbos sobrepostos. ....................................................................................40
Figura 14 - Recalques gerados pelo rebaixamento do lençol freático. ..........................41
Figura 15 - Pilar sujeito á choques de veículos. ............................................................42
Figura 16 - Guarda-rodas sujeito á choques de veículos. ..............................................42
Figura 17 - Variação da resistência do aço com a elevação da temperatura. ................44
Figura 18 - Fases do calor em incêndios. ......................................................................45
Figura 19- Lascamento do concreto por ataque de sulfatos. .........................................46
Figura 20 - Reação da carbonatação. .............................................................................48
Figura 21 - Trincas causadas pela proximidade com raízes de árvores. .......................49
Figura 22 - Processos físicos de deterioração do concreto. ...........................................49
Figura 23 - Perda de aderência por efeito parede. .........................................................51
Figura 24 - Trinca devido á movimentação das formas. ...............................................52
Figura 25 - Mecanismo de corrosão por efeito pilha. ....................................................53
Figura 26 - Corrosão na barra de aço. ...........................................................................53
Figura 27 - Processo de corrosão na armadura. .............................................................54
Figura 28 - Desagregação do concreto em viga. ...........................................................55
Figura 29 - Piso desgastado por abrasão. ......................................................................56
Figura 30 - Pilar erodido. ...............................................................................................56
Figura 31 - Patologia causada pela cavitação. ...............................................................57
Figura 32 - Procedimento de injeção de figuras. ...........................................................62
Figura 33 - Reparo de uma fissura por costura. ............................................................63
Figura 34 - Reforço estrutural com chapas de aço coladas. ..........................................64
Figura 35 - Estruturas reforçadas com lâminas de concreto. ........................................66
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Figura 36 - Sistema de aplicação das folhas de carbono. ..............................................67
Figura 37 - Pilar confinado por lâminas de fibra de carbono. .......................................68
Figura 38 - Viga reforçada ao cortante, por lâminas de fibra de carbono. ....................68
Figura 39 - Aumento da seção em pilar (a); Aumento da seção em viga (b). ...............70
Figura 40 - Aumento da viga na face superior. .............................................................71
Figura 41 - Reforço com perfil metálico em pilar. ........................................................72
Figura 42 - Continuidade com chapas (a); Continuidade com perfis (b). .....................72
Figura 43 - protensão para costura (a); protensão para alivio de carga (b); protensão
para aumento da capacidade de carga (c) ......................................................................74
Figura 44 - Fissuras causadas pela flexão em viga. ......................................................76
Figura 45 - Fissuras de esmagamento em viga. .............................................................77
Figura 46 - Nicho de segregação. ..................................................................................78
Figura 47 - Fissuras em laje devido à punção. ..............................................................78
Figura 48 - Fissuras em laje devido à retração plástica. ................................................79
Figura 49 - Fissuras de cisalhamento em viga. .............................................................80
Figura 50 - Fissuras a 45° causadas pela torção. ...........................................................80
Figura 51 - Torção em viga e laje. .................................................................................81
Figura 52 - Fissura devido à junta de concretagem em pilar.........................................81
Figura 53 - Fissuras em bloco de concreto armado devido á reação álcalis-agregado. 82
Figura 54 - Gel de sílica devido á reação álcalis-agregado. ..........................................82
Figura 55 - Corrosão em pilar. ......................................................................................83