Cap.17 Danos Recalques

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  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.1

    INTRODU O

    Recalque o deslocamento vertical ou inclinao que uma edificao sofredevido s deformaes ocorridas no macio de apoio de suas fundaes.

    O Recalque causado pela diminuio de volume dos vazios de um solo. No

    fenmeno do recalque, a diminuio de vazios est ligada a aproximao das

    partculas causadas por deformaes elstico/plstico/viscosa, perda de suco,

    esmagamento das ligaes laterizadas, compresso de sujeira, sada de gua e

    rebaixamento do nvel do lenol fretico. O macio sofre uma diminuio de volume

    sem que entretanto ocorra uma formao ntida de uma superfcie de ruptura

    (cisalhamento) relativo entre partculas.

    17.1 Recalq ues : Con ceit os e Defin ies

    Todos os tipos de solos, quando submetido a uma carga, sofrem inevitavelmente

    recalques, em maior ou menor grau, dependendo das propriedades de cada solo e da

    intensidade do carregamento. Os recalques geralmente tendem a cessar ou estabilizar

    aps certo perodo de tempo, mais ou menos prolongado, dependendo das

    peculiaridades (permeabilidade e poro-presso) dos solos.

    Fig 17.1.1 Exemplo de Recalques lento, por adensamento nas argilas de Santos

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    17.2 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Por exemplo, recalques em solos arenosos, podem se estabilizar em poucas horas

    ou dias. J o recalque em solos argilosos moles so pouco permeveis tendem a cessarou estabilizar - se ao longo prazo.Prdio de Santos ( Edf. Nncio Malzoni )

    Observando o que aconteceu no exemplo clssico da literatura brasileira, o

    Edificio Nuncio Malzoni, em Santos, que alm de sofrer recalques verticais de

    grandes propores inclinou em face da superposio dos Bulbos de presses. Fig

    17.1.1. Este edifcio hoje est totalmente recuperado e reaprumado por

    Engenheiro Carlos Maffei.

    No recalque as partculas se aproximam uma das outras provocando uma

    diminuio do volume (e espessura) de todo o macio (raramente ocorrem

    superfcies de cisalhamento). Na ruturaas partculas deslizam umas em relao s

    outras, ao longo de uma superfcie de cisalhamento.

    Recalq ue adm is svel: So aqueles cujas magnitudes s produzem recalques

    distorcionais que a estrutura pode suportar sem danos. Toda fundao sofre

    recalques. Toda edificao suporta sem danos, algum recalque. Na grande

    maioria das obras estes recalques so absorvidos e passam despercebidos

    durante a construo, quando pilares e lajes so construdos no prumo e no

    nvel.

    Berberian atravs de centenas de estruturas analisadas, tem verificado que

    recalques distorcionais na ordem de =1/500a 1/300causam somente danos que a

    edificao pode suportar. Considerando-se que a maioria expressiva dos vos das

    estruturas varia de 4 a 6 metros, os recalques admissveis estruturalmente devemgirar no entorno de =500/500 = 1cm ou 10 mm, sabendo-se que =/L ou

    2-1/L.

    Da a sugesto do autor em desvincular o conceito de carga admissvel da

    carga de rutura submetida a um coeficiente de segurana SF=2a 3, mas ligando-o

    diretamente ao conceito da carga admissvel como sendo aquela que no produz

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.3

    significativos danos a estrutura, ou seja aquela que s produzir recalques

    diferenciais da ordem de 10ou 15mm, ou seja =1/500ou 1/300.

    Este conceito eliminar a necessidade em provas de carga levadas at a rutura

    e da definio do coeficiente de segurana real, alias, ainda hoje dois problemas na

    engenharia de fundaes.

    A situao mais desfavorvel, seria aquela na qual uma das fundaes, com

    voLentre dois pontos considerados , no recalque, ou recalque menos de 15mm.

    A situao mais favorvel aquela na qual duas fundaes apresentem recalques

    aproximadamente iguais.

    Recalque o deslocamento (para baixo) que uma edificao sofre a diminuio dosvazios dos terreno de apoio.

    Importante, a partir de 1974 o autor apoiado nas anlises dos danos causados porrecalques nas edificaes vem colocando em destaque que o melhor indicador dosriscos e patologias deixou de ser recalque diferencial, dando lugar ao recalquedistorcional.

    Levantamento (deslocamento para cima), quando ocorre est associado a solos

    expansivos.

    17.2 Recalques Sob a tica do Solo

    O recalque de uma estrutura sob atica do solo, causado principalmentepor quatro fenmenos, a saber:

    Recalque Imediato Suportvel na maioria dos casos

    Ajuste do Solo/Fundaes (compresso de sujeiras)

    Sadas de Gases

    Deformao elstica do esqueleto slido do solo.

    Recalque Primrio Maior dos Recalques, pode levar a obra ruptura

    Adensamento: Sada de gua

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    17.4 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Ocorre entre poucos minutos (areias fofas saturadas) at muitos

    anos (argilas moles saturadas, muito finas e pouco

    porosas)

    Recalque Secundrio - Deve-se a fenmenos viscosos (creep oufluncia) e ocorre aps o adensamento primrio. mais significativo emsolos orgnicos devido ao escorregamento e/ou reorientao daspartculas.

    Recalque por Colapso - Deve-se ao colapso da micro-estrutura do

    solo por perda da resistncia das ligaes interpartculas do solo e/oupor perda de suco mtrica, quando inundado.Geralmente brusco ecatastrfico.

    Dependendo da formao geolgica e da estrutura "fabric" do solo,podem ocorrer outros tipos de recalques igualmente importantes, taiscomo Recalque por dissecao (rebaixamento do nvel do lenolfretico), Recalque por subsidncia (causado pelo abatimento de

    minas e escavaes subterrneas), etc.

    Fig 17.2.1 Recalques imediatos para fundaes flexveis e rgidas

    Recalque deFundaesRgidas

    Zfs

    Recalque deFundaesFlexveis

    s- Coeficiente de Poisson

    Es- Mdulo de Elasticidade

    Solo

    Rocha

    H

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.5

    Recalque por Adensamento Primrio Ocorre ao longo do tempo.Deve-se a sada da gua do solo (fenmeno do adensamento).

    Comumente o maior e o mais grave deles. Este recalque geralmentetende a cessar ou estabilizar aps certo tempo, mais ou menosprolongado, e que depende das peculiaridades geotcnicas dos solos. Porexemplo: recalques em solos arenosos, podem se estabilizar em poucashoras ou dias. O recalque em solos argilosos moles tende a cessar ouestabilizar somente aps algumas dcadas, quando dissipar o excesso daporo-presso.

    Recalque Secundrio (creep) - Deve-se a fenmenos viscosos (creepou fluncia) e ocorre aps o adensamento primrio. mais significativoem solos orgnicos devido ao escorregamento e/ou reorientao daspartculas.

    Recalque por Colapso - Deve-se ao colapso da micro-estrutura dosolo por perda da resistncia das ligaes inter-partculas do solo e/oupor perda de suco mtrica, quando inundado.

    Em uma significativa parte do territrio brasileiro, verifica-se a ocorrncia de

    solos potencialmente colapsveis, com estruturas metaestveis sujeitas a grande

    reduo de volume e, portanto grandes recalques quando saturados.

    Geralmente estes recalques so bruscos e catastrficos.

    Atravs do ensaio de adensamento com inundao a uma dada presso ou

    duplo edomtrico pode-se ter uma ideia do potencial de colapso Pc, medindo-se a

    variao do ndice de vazios causado pela inundao:

    Pc = / (1- i) recomenda-se Pc 2%

    Variao do ndice de vazios

    i ndice de vazios inicial antes da inundao

    Quanto mais poroso, maior ser o potencial de colapso.

    Da a recomendao de se realizar provas de carga com inundao nas

    regies sabidamente colapsveis.

    Os pesquisadores Jennings e Knight apresentaram em 1975 uma relao

    aproximada entre o potencial Pc de colapso e o dano associado.

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    17.6 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Tab. 17.2.1 Controle de Nvel e Prumo

    Panos CausadosPC PC %

    Praticamente nenhum 0 a 0,01 0 a 1

    Danos Moderados 0,01 a 0,05 1 a 5

    Danos Problemticos 0,05 a 0,10 5 a 10

    Muito Problemticos 0,10 a 0,200 10 a 20

    Extremamente Problemticos > 0,20 > 20

    TEMPO t,anos

    rp RECALQUE POR COLAPSO

    ra RECALQUE PRIMRIOPerda de Agua em CamadasMoles Adensveis

    RECALQUE SECUNDRIO Rs

    RECALQUEr,cm

    ri RECALQUE POR IMEDIATO

    Fig. 17.2.2 Recalques de uma edificao ao longo do tempo

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.7

    Recalq ue p or Dis sec ao Pode produzir valores elevados

    Gerado por rebaixamento do lenol fretico: Ocorre progressivamente, durante e aps o rebaixamento do lenol

    fretico.

    Recalqu e por Vib raes No so graves mas geram fissuraesVibraes geradas por mquinas industriais equipamentos decompactao, bate-estacas, britadores, etc. produzem trincas eaceleram os recalques.

    Recalqu e po r Sub sidnc ia

    Pode levar a obra runaCausada pela escavao de tneis ou desabamento de velhas minas,cavernas, etc., sob o terreno da edificao.

    17.3. RECALQUES SOB A TICA DA ESTRUTURA

    Toda fundao sofre algum recalque. Na grande maioria das obrasEstes recalques so redistribudos atravs do processo da interao solo/estrutura

    Foto 17.2.3 Colapso devido a Ruturade adutoras de guas emCeilndia -DF

    Foto 17.2.4 ColapsoCratera em PistaCausada por Saturao doSub-Leito

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    17.8 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    e passam despercebidos durante a construo, que prossegue sendo executadono nvel e no prumo.

    Figura de Recalque a poligonal que liga os vrios pontos de uma

    fundao e seus deslocamentos no plano vertical.

    Curvas d e (iso ) Recalques, o lugar geomtrico que liga os pontos demesmos deslocamentos de uma fundao (em planta).

    Os recalques sob o ponto de vista da estrutura podem ser analisadossegundo a natureza da figura de recalques:

    Fig 17.3.1 Recalques Total e Diferencial

    1. Recalque Totalrt ( s ) o recalque total que porventura tenha ocorrido

    sob uma fundao, no momento da observao. a soma de todos osrecalques: imediato, primrio, por colapso, secundrio, dissecao,

    vibrao, etc.

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    Fig 17.3.2 Recalque Total Uniforme

    2. Recalque Diferencial rd ( a diferena entre os recalques totais de

    dois pontos considerados.

    12 ?

    O recalque diferencial de uma maneira geral, mais danoso estrutura do que

    o recalque total.

    Recalque Diferencial Uniforme : o recalque diferencial com variao

    linear entre todos os pontos da estrutura.

    mx

    A estrutura praticamente no

    sofre danos estruturais Ruptura das redes externa Alteraes nos passeios e

    caladas Tpico de Estruturas Rgidas

    e terrenos uniformementefracos

    Inclinao e Desaprumo Tpicos de Estruturas

    Rgidas e terrenoslinearmente desuniformes Recalques linearmente

    desuniformes Estrutura sofre pequenos

    danos

    Fig 17.3.3 Inclinao Uniforme

    Foto 17.3.4 Recalque Diferencial Uniforme

    mn

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    17.10 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Quando a magnitude dos recalques e principalmente dos recalques diferenciais

    relativamente pequena, as cintas e os cinco primeiros andares das estruturas

    quase sempre os absorvem e os redistribuem.

    medida que o processo se acentua, os danos deixam de ser somente

    arquitetnicos/funcionais, podendo em alguns casos produzir at o colapso da

    estrutura.

    Foto 17.3.5 Exemplo de RecalqueDiferencial Uniforme

    Foto 17.3.6 Exemplo de RecalqueDiferencial Uniforme

    Foto 17.3.7 Exemplo de RecalqueDiferencial Uniforme

    Foto 17.3.8 Exemplo de RecalqueDiferencial Uniforme

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.11

    Recalque Angular , ou Distoro Angular ou ainda Rotao Relativa ou

    Recalque Diferencial Especfico: rotao da reta utilizada para definir o

    desaprumo, ou seja, aquela que une dois pontos de referncia.

    =L

    21

    ou mais corretamente AB= (AB/ LAB)-

    A ruptura em geral brusca e catastrfica (rupturas generalizadas

    ocorrem em solos incompressveis). Acontecem em horas ou poucos dias,

    desde o incio da formao da cunha de deslizamento at a ruptura total.

    Fig.17.1.2 Cunhas de RupturaGeneralizadasDe Beer e Vsic (1958)

    Na viso macro da estrutura, o fenmeno da ruptura semelhante ao do

    recalque, isto , a estrutura tambm afunda (ou tomba) s que em velocidadesmuito maiores. Winterkorn e Fang (1975) citam o caso clssico de rupturageneralizada de um conjunto de silos.

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    17.12 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Fig 17.1.3 Ruptura Brusca de um Conjunto de Silos. Tschebotarioff (1951)

    Fig 17.1.4 Ruptura por Puncionamento Causado por Colapso das Fundaes ,(Gama DF. Cortezia Infrasolo Ltda)

    O Fenmeno do recalque percebido atravs da observao dos sintomas

    causados na superestrutura (trincas, inclinaes etc.)

    FundaoColapsada Sub.solo

    esmagado

    Pilares e vigasrompidos

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.13

    Os recalques so analisados sob duas ticasa do solo(causa) e a daestrutura(efeito):

    2. Os recalques so analisados sob duas ticas:a do solo(causa) e a daestrutura(efeito)

    3. RecalquesSob a tica do Solo

    Outros exemplos:

    Solo heterogneos Recalques Diferenciais Estrutura sofre Danos e

    Fissuraes

    Foto 17.3.9 Exemplo Hipottico de Recalque... Distorcional

    Foto 17.3.10 Desaprumo de Fachada Foto 17.3.11 Desaprumo de Fachada

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    17.14 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    a. Perfil dos Recalques Totais

    b. Perfil dos Recalques Diferenciais aps a Eliminaodos Recalques Uniforme e da Inclinao

    FIG. 17.3.12 Deslocamento . Definies . Grant et al(1974),ApudVelloso & Lopes (2002).

    Rotao : Variao da inclinao da reta que une dois pontos de referncia de

    uma fundao no exemplo da FIG.5.3.12, mx foi a maior das

    rotaes sofridas por todas as retas de referenciais da obra.

    Deformao Angular : No exemplo, a deformao angular em vale:

    BC

    BC

    BA

    BA

    B

    L+

    L=

    Desaprumo w: a rotao da estrutura como um todo (ou uma parte dela bem

    definida analisada em separado) como se fosse um bloco rgido.

    Como raramente uma estrutura pode ser considerada como se fosse

    um bloco rgido, as vezes fica difcil definir e quantificar seu

    desaprumo

    A deformao angular considerada positiva se produzconcavidade para cima, (como

    no caso do ponto B)

    A D

    C

    ABCD

    LBCLAB LCD

    ABCD

    B

    DCBA

    recalque

    uniforme

    mxw

    sBinclinao

    sAA

    D

    CB

    sC sD

    W

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.15

    Relao Deflexo Rr: a relao entre a deflexo relativa (deslocamento

    mximo) e a distncia L entre dois pontos de refernciaRr = /L

    Relao Emprica R: a relao entre a distoro angular e o recalque mximo

    R = /mx= /L mx

    L

    a

    L

    max

    Ruptura: o deslocamento relativo das partculas do solo ao longo de uma

    superfcie de ruptura geralmente por cisalhamento, quando o solo submetido a

    tenses maiores do que a sua resistncia.

    17.4 DANOS CAUSADOS POR RECALQUES

    In troduo

    Como foi visto anteriormente, os recalques e deformaes da

    estrutura, so os principais causadores das fissuras e at em certos casos, do

    colapso total da estrutura.

    Toda edificao recalca, mas ela suporta certo recalque sem

    nenhum dano considervel ou aparente, mesmo porque quando pequenos,

    durante o processo de construo a edificao construda as lajes e aprumando

    as pilares de tal forma a no acumular os recalques.

    Vrios pesquisadores e entidades tcnicas tm procuradoestabelecer um paralelo entre estes deslocamentos e os danos causados aos

    vrios tipos de estruturas.

    Os recalques, principalmente os diferenciais e os distorcionais

    dependem muito da interao solo/estrutura que por si s um fenmeno

    complexo e depende de uma enorme gama de hipteses ainda questionveis.

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    17.16 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Velloso & Lopes (1996) sumarizam no seu recente livro de

    Fundaes COPPE/UFRJ, as experincias de Bjerrum (1963), Vargas e Silva

    (1973), Skempton & MacDonald (1956), Grant et al (1974), Novais e Ferreira

    (1976), Burland & Wroth (1974), Wahls (1981), I.S.E Institute of Structural

    Engineers (1978 e 1989), Thorburn e Hutchinson (1985). Peck (1994), Meyerhoff

    (1956) e Polshin & Tokar (1957).

    Berberian (1974,1987) analisando centenas de casos patolgicos em

    obras do Centro Oeste Brasileiro, prope a to procurada correlao entre a

    abertura das fissuras e os danos causados em edifcios tradicionais, com

    estruturas predominantemente em concreto armado e painis de fechamento emalvenaria.

    As principais lies que se pode tirar desse estudo, com

    importantes reflexos na filosofia dos projetos de fundaes e estruturas so

    (Velloso & Lopes 2002, Berberian 1974,1987 e Moura 1995),

    A rigidez de uma superestrutura tende a redistribuir as cargas nos

    pilares, aliviando os pilares mais carregados (que tendem a gerar

    maiores recalques) e sobrecarregando os menos carregados. De

    uma maneira geral os pilares de periferia passam a receber mais

    carga do que aquelas indicadas no projeto, e, por conseguinte

    sofrem uma reduo nas suas cargas iniciais. (Moura 1995).

    Por esta razo e por influncia da ISE-interao solo/estrutura, os

    recalques diferenciais so menores do que o previsto pelos mtodosconvencionais de clculo. Da, se levado em conta a ISE muitas

    obras inviabilizadas pelos mtodos convencionais, poderiam ser, na

    pratica viabilizadas. Moura (1995) constatou efeitos favorveis da

    ISE, na diminuio das distores angulares entre pilares que

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.17

    apresentam valores acima dos limites (~L/300) estabelecidos por

    Skempton e MacDonald.

    Tem-se observado que dependendo da Rigidez Relativa da

    estrutura/solo, os recalques diferenciais so absorvidos at

    aproximadamente o 5 pavimento de um edifcio comum, (Gusmo e

    Gusmo Filho, 1994).

    Fissuras e trincas que ocorrem nos ltimos pavimentos de prdios

    mais altos (a partir de 6 pavimentos) podem no so causados por

    recalques, mas sim por variaes trmicas e/ou variaes sazonais

    de temperatura e umidade. Berberian (1974).

    A ISE influencia mais intensamente nos recalques diferenciais e

    quase nada nos recalques totais.

    Os edifcios em paredes portantes alvenarias estruturais, so

    menos tolerantes aos recalques distorcionais do que nos edifciostradicionais estruturados com painis de simples fechamento, (ISE,

    1989).

    A modelagem global de uma edificao completa, levando em conta

    a fundao e a superestrutura ainda um procedimento complexo,

    pouco preciso e apoiado em hipteses pouco representativas. Da a

    importncia da observao cuidadosa da experincia local, e das

    recomendaes (mesmo que em carter geral) a exemplo das

    apresentadas nas prximas paginas.

    H uma carncia de registros publicados de casos de estruturas que

    sofreram danos. So fortemente incentivadas a controles peridicos

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    17.18 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    dos recalques das obras, se possvel desde seu incio (e mesmo no

    se no se dispondo de medidores mais sofisticados).

    Os deslocamentos limites, que resultam no aparecimento de trincas

    ou at o colapso do elemento da edificao dependem de vrios

    fatores, tais como:

    Condio de contorno (engaste, apoio livre, etc.)

    Do comportamento mecnico da pea (frgil, dctil,

    viscoso/reolgico, etc.). A maioria das alvenarias utilizadas em

    edificaes comuns apresentou um comportamento frgil, sem

    patamar de escoamento.

    Do fator de forma (relao entre o comprimento e a altura do

    elemento).

    Da deformada da estrutura (concavidade para baixo ou paracima).

    Da rigidez relativa a flexo e ao cisalhamento.

    Os valores admissveis dos recalques e deformaes dependem

    da utilizao de cada edificao. Valores aceitveis para algumas

    podem ser danosos a outras (Velloso & Lopes, 2002 e Peck

    1994).

    Vale observar que em estruturas muito rgidas elas podem tombar

    como um todo sem, entretanto apresentar um quadro considervel

    de fissurao.

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.19

    A quantificao dos deslocamentos admissveis tem sido

    representada atravs da distoro angular . As tabelas a seguir apresentam

    alguns valores indicativos, lembrando, entretanto, que a base estatstica destes

    dados provm de estudos realizados em estruturas tradicionais (concreto e/ou ao

    com fechamento em painis de alvenaria).

    17.4.1REGRA DA MEDIATRIZ

    PARA INDICAR OS PONTOS EM RECALQUES OU DESLOCAMENTOS

    DAS ESTRUTURAS

    Berberian , nos anos 70, desenvolveu uma tcnica que permitisse

    identificar numa edificao os pontos com patologias tpicas de (flechas ou

    recalques).

    A regra da Mediatriz em painis bidimensionais no estado plano de tensesna situao de cisalhamento puro acabou por ser simplificada, na prtica deprofissionais de patologias e projetos, sendo comum e rotineiramente designadapor Regra da Mediatriz do Professor Dickran.

    Esta regra esta baseada na anlise da gerao das tenses de trao empainis de alvenaria das edificaes. As trincas ocorrem quando estas tensesultrapassam a resistncia a trao do material utilizado.

    Esta regra permitiu de forma simples e prtica de elaborar o diagnostico e ato prognostico das patologias tpicas de recalques e flechas de lajes e vigas.

    O que mais importante que esta regra permitiu esclarecer a falcia deque toda trinca de 45 causada por recalque.

    De maneira geral a causa principal realmente recalque, mas dependendoda atitude e posio das trincas esta regra mostra claramente que as mesmasforam geradas por flechas em vigas e lajes e no por recalques.

    Estes estudos mostram tambm que a tenso mxima de trao, ocorre emgeral no ponto mdio da trinca de trao (a 45), cuja inclinao estar voltadasobre o ponto em deslocamento, indicado pela mediatriz.

    A comprovao experimental veio quando Berberian (1974) construiu 06painis de alvenaria no laboratrio de materiais da empresa Infrasolo Ltda, com

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    17.20 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    dimenses de 6 x 3 m, grampeando-as nas viga inferior, nos pilares e apertadasna viga superior aps um tempo de espera de dois meses.

    Foram ensaiadas alvenarias de blocos de concreto e tijolos cermicos,aplicando-se deslocamentos controlados em um dos pilares para analisar ainfluncia dos recalques distorcionais (diferencial / 6,0 m) na abertura das trincase no fenmeno da rutura dos painis.

    PRIMEIRA TRINCA SUB-CAPILAR NO PAINEL 01

    f=0,08 1/400 Frisc = 2.5

    1e 2 Trincas Sub. Capilares no Painel

    Exper.01 af=0 15

    mm

    Recalque Distorcional 1/250

    Berberian (1972)

    FISSURAS Regra do Dickran

    Caso .1Rec.Fundaes

    Fig.17.4.1 Parede em Blocos deConcreto 10x20x40 cm

    Fig.17.4.2 Idem mostrando 1 e 2 trinca

    Fig.17.4.3 Panel em tijolo cermicoaparente

    Fig.17.4.4 Recalque de FundaesRegra do Dickran

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.21

    Patologia e Reforode Estruturafundex / infrasolo

    FISSURAS Regra do Dickran

    Caso . 2Flexa Laje/Viga

    Verificao por Elementos Finitos

    Fissurao

    flecha em cintas

    fundex / infrasoloPatologia e Reforode Estrutura

    FISSURAS Regra do DickranCaso .3 Rec Cintas

    Fig.17.4.5 Flechas em vigasRegra do Dickran Fig.17.4.6 Mtodos dos Elementos Finitos

    Fig.17.4.7 Recalque nas Fundaes Fig.17.4.8 Flechas nos Baldrames ou Cintas

    Fig.17.4.3 Abatimento das Cintas

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    17.22 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    17.4.2RECOMENDAES DE BERBERIAN

    Berberian (1974,1987 e 2001), com base nas anlises das patologias

    de centenas de obras do Centro Oeste Brasileiro e ensaios em prottipos de

    painis de alvenaria, sugere modificaes e amplia as recomendaes de

    Skempton, Bjerrum (1963), Vargas & Silva(1973).

    O autor recomenda uma interrelao entre a Distoro Angular ,

    abertura das fissuras afeosdanos observadosem vrios casos de obras. TAB.

    17.4.1

    Estas recomendaes so aproximadas de carter genrico e svalem para estruturas convencionais de concreto armado com fechamento em

    painis de alvenaria (no estruturais).

    Observaes Importantes sobre as Recomendaes de Berberian

    Os recalques totais uniformesdentro de certos limites no comprometem

    seriamente a segurana de uma estrutura. Se uma estrutura recalca como

    um corpo rgido, ou mesmo inclinando-se tambm como um corpo rgido

    (com variao linear dos recalques), ocorrero desaprumos, mas os danos

    estruturais podero no ser to srios.

    Ocorrero efeitos estticos, funcionais, comprometimento do sistema de

    dutos de ligaes externas, escadas, etc, mas dentro de certos limites a

    estabilidade global da estrutura no fica seriamente comprometida.

    A aceitabilidade da estrutura e definio da distoro mxima admissvel

    definida pelo projetista da estrutura, e com base nas conseqnciasestticas e funcionais e no fator de risco fator Frisc= . 1000.

    Os recalques totais, diferenciais e distorcionais podem ser estimados

    teoricamente durante a elaborao do projeto e medidos aps o trmino da

    obra, de tal forma a permitir traar as curvas de iguais recalques

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.23

    (isorecalques) e permitindo-se avaliar as grandezas e , entre dois

    pontos.

    Recalques lentos favorecema uma atuao da interao solo/estrutura,

    propiciando uma gradativa redistribuio dos deslocamentos, fazendo com

    que a estrutura se adapte e resista melhor aos recalques.

    Vale observar que a influncia do tempo na distribuio dos recalques

    diferenciais diferente para cada tipo de solos (argilosos arenosos etc...), e

    da rigidez da estrutura.

    Os recalques diferenciais podem ser, a muito grosso modo estimados

    como sendo 75% do recalque total mximo.

    As tenses residuaisnas estruturas podem ser importantes, mas difceis

    de quantificar, vez que, quase sempre os recalques comeam a ser

    observados e medidos aps a aplicao de parte do carregamento (seno

    todo), quando j ocorreram recalques residuais no medidos.

    Em estruturas similares, as tolerncias s deformaes no so

    obrigatoriamente as mesmas.

    A experincia tem mostrado que materiais de construo mais dcteis, a

    exemplo, do ao e das resinas plsticas podem tolerar maiores recalques

    do que elementos mais frgeis, tais como o concreto, gesso ou alvenariaestrutural.

    tambm de praxe, recomendarem-se reforosquando a velocidade de

    recalques atinge a aproximadamente 60/dia. Teme-se que quando a

    velocidade de recalques atinge este valor, poder no haver tempo hbil

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    17.24 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    para reverter o processo e nem reforar as fundaes e/ou estrutura,

    comprometendo a estabilidade da edificao, e colocando em risco seus

    usurios.

    A considerao da ISE. Interao Solo-Estrutura tem influenciado

    favoravelmente na distribuio e redistribuio dos deslocamentos. De uma

    maneira geral, quanto mais rgida e tambm "quanto mais alta" for uma

    estrutura, maior ser a redistribuio dos recalques, forando a uma

    reduo dos recalques diferenciais e distorcionais, viabilizando at em

    certos casos, projetos cujos recalques sem considerar a ISE, seriaminicialmente inadmissveis.

    Conforme j enfatizado anteriormente, nenhuma destas acertivas

    absoluta e possvel que dependendo das caractersticas peculiares de

    uma dada estrutura, nada disso ocorra.

    Fissuras Capilares, sub-milimtricas com abertura abaixo de 0,1mm sodesprezveis, assintomticas e inconclusivas.

    Os encontros de cintas sobre cintas sem fundaes, constituem- se em

    pontos de fraqueza a recalques, gerando trincas horizontais baixas,

    prximas aos pisos, ou altas prximas ao teto.

    Recomenda-se, sempre que possvel, pontuar-se as cintas (vigasbaldrames) com mais de 6m de vo livre, executando-se pequenas

    fundaes, para evitar trincas baixas nas paredes e/ounas lajes de piso,

    simulando trincas de charneira, causadas por carregamento uniformemente

    distribudo de baixo para cima na laje de piso.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.25

    Quadro dos Fatores Relativos de Risco - FRISC

    Aps o exame de pouco mais de 800 obras com sintomas de patologias

    e reforos de estruturas e fundaes, Berberian estabeleceu, para melhor

    compreenso dos problemas, um fator de risco que reflete de uma maneira

    aproximada a gravidade dos fenmenos patolgicos.

    FRISC Sintomatologia

    at02 Sem comprometimento da segurana e da

    funcionalidade da edificao.

    02 a04 Patologias incipientes, devendo, entretanto, serem

    corrigidas o quanto antes, para garantir e prolongar

    a vida til da edificao.

    04 a06 Patologias graves que necessitam de correo

    imediata.

    06 a08 As patologias podem j estar comprometendo a

    segurana e estabilidade da edificao. Correes

    e reforos imediatos e possivelmente invasivos.

    acima de08 Instabilidade local/parcial, ou eminncia de colapso

    total da edificao.TAB.17.4.1 Recalques Distorcionais x Sintomatologia. Berberian (1987)

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    17.26 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    SINTOMATOLOGIA x Fator de Risco Frisc

    Limites Berberian (1987) Frisc = 1000.= 1000 (21) / L

    afis=0,85mm (0,05 a 0,10) = 1/1175 (1/2000 a 1/800) Frisc = 0,85 (0,50 a 1,25)

    Berberian (2000) analisando 48 casos onde supostamente poderiam ter pilares

    sob a argamassa de revestimento, constatou que trincas horizontais nos

    revestimentos de paredes no passam sobre pilares, eliminando a possibilidade

    de pilares na regio de trincas horizontais

    Foto 17.4.2 Trincas mltiplas causadas por flechas nas cintas. Descartada a hiptesede recalques no pilar a esquerda face a ocorrncia da .trinca .horizontal prolongada

    Foto 17.4.1 Deformao das cintas (sobre .cintas) causada porabatimento (colapso) do aterro .de sustentao .das cintas

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.27

    Fissuras Capilaresconfusasmisturam-sea fenmenos trmicos e de retrao das

    alvenarias. Fis su ras Visvei s em paredes portantes

    no armadas, deformadas comconcavidade para cima. SegundoMeyerhof: =1/2500 e segundo Polshin &Tokar com L/H < 3, entre 1/3500 e 1/2500para L/H < 5, entre 1/2000 a 1/1500 esegundo Burland & Wroth: 1/2500 parapainis quadrados e 1/2500 para L/H = 5 eainda com deformaes convexa paracima: 1/5000 para paredes quadradas.Para o caso de paredes portantes

    armadas, as fissuras passam a aparecer... segundo Polshin & Tokar entre 1/1400 a.. .1/1000.

    Foto 17.4.3 Fissuras Capilares Confusas

    Frisco mdio = 0,85

    y = 0,0387x + 0,0287

    R2= 0,0279

    -

    0,05

    0,10

    0,15

    0,5 1,0 1,5

    Frisc = (1000.( 2 - 1) / L

    AberturadeFissura

    mm

    Frisco mdio = 0,85

    y = 0,078x - 0,0184

    R2= 0,4452

    0

    0,05

    0,1

    0,15

    0,5 1 1,5Frisc = (1000.( 2- 1))/ L

    AberturadeFissura

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    17.28 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    afis=0,13mm (0,10 a 0,16) = 1/770 (1/800 a 1/700) Frisc = 1,3 (1,25 a 1,45)

    Desnivelamentosem mquinas industriais eequipamentos sensveis a recalques diferenciais,podem ser crticos.

    Fissuras f inas (< 0,10mm) so facilmentecorrigidas durante o acabamento final Dano naCategoria I segundo I.S.E (1989).

    Acentuam-se as microf issuras. Painisexternos de alvenaria trincam descolando-se daestrutura. Nos dias chuvosos pode-se divisar ocontorno da estrutura atravs da umidade que

    atravessa as paredes, podendo inclusive mofararmrios e moveis em contacto com as mesmas.

    Provocam desnivelamentos em mquinas industriais e equipamentos sensveis a

    recalques diferenciais. Limites de per igo para prticos contraventados. Dist ores nesta magnitude (1/1000 a 1/500), pode fissurar acabamentos interiores ou

    exteriores rgidos e sensveis, tais como gesso, pedras ornamentais, mrmores ou peasvitrificadas. O NavfacNaval Facilitia Eng. Comand (1971), no entanto observa que pode-se tolerar recalques maiores se uma parcela importante do recalque j ocorreu antes doassentamento dos acabamentos.

    Mxima de fl exo ang ul ar na junta de tubulao rgida de concreto (para trabalho sobpresso), e corresponde em geral 2 a 4 vezes a inclinao mdia da linha de recalque.Danos s juntas dependem tambm do eventual comprimento da tubulao.

    Os recalq ues tolerveis em edifcios com estrutura pesada de concreto armado apoiadaem radier rgido (grelhado com 1,20m de espessura) poder ser limitado por danos nos

    acabamentos internos ou externos. Flechas ainda so adm is svei s para vigas biapoiadas, quando atuam todas as cargas(permanentes + acidentais) conforme prescreve norma NBR 6118/2003.

    Frisc = 1,5 (1,42 a 1,60) = 1/650 (1/700 a 1/600)

    Frisco mdio = 1,3

    y = -0,6227x + 1,0946

    R2= 0,0072

    0,10

    0,11

    0,12

    0,13

    0,14

    0,15

    0,16

    0,17

    1,2 1,3 1,4 1,5

    Frisc = (1000.(2 - 1) / L

    Abe

    rturadeFissura

    mm

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.29

    Fissuras surgem em Forros erevestimentos muito rgidos (gesso, papeloargamassado, etc.).

    Edifcio s est reito s e lar go s: sem registrode danos ou inclinaes inadmissveis.

    Segundo Thorburn & Hutcinson(1985) comtrincas entre 0,10 a 0,20mm os danos asedificaes residenciais e industriais podemser consideradas leves a moderadas emuito levespara as industriais.

    Limite segundo NAVFAC (1971) paradistoro angular = 1/550 (medido ao

    longo do dimetro) para radier circular rgidoou sapata anelar para apoio de estruturasrgidas (reservatrios, silos,.chamins etc..)

    Trincas generalizadas, causadas porabatimento do aterro e cintas, e nada tem aver com recalque.

    Trinca causada por abatimento da cinta apoiada em aterro colapsado (vazamento de esgotocom pH elevado ~ 6.3). A parede se manteve intacta, puxando o revestimento do teto, porser reforada com barita (centro radiolgico). O que parece ser um pilar na realidade umaboneca. Berberian/Infrasolo (1982b).

    Foto 17.4.4 Trincas generalizadas, causadas por abatimento do aterro e cintas, e nada tem a vercom recalques

    afis=0,10mm (0,10 a 0,18) = 1/550 (1/600 a 1/500) Frisc = 1,8 (1,66 a 2,0)

    Frisc mdio = 1,8

    y = 1,7607x - 2,7231

    R2= 0,6653

    -

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1,0

    1,6 1,7 1,8 1,9 2,0

    Frisc 1000 . 2 1 / L

    AberturadeFissura

    mm

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    30/79

    17.30 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Foto 17.4.5 Trinca causada por abatimento da cinta apoiada em aterro colapsado( vazamento de esgoto com pH elevado ~6.3). A parede se manteve intacta puxando orevestimento do teto, por serem reforado por banita (centro radiolgico). O que parece serum pilar na realidade uma boneca. Berberian / Infrasolo (1982b).

    Algum as Fissuras Incl inadas, em alvenarias sub-milimtricas (0,1 mm). Lim ite de Segur anapara obras onde no se admite fissuras. Skempton e MacDonald(1956), Apud Velloso e Lopes (2003) sugerem para recalques totais

    limites: 40 mm para sapatas isoladas e entre 40 a 65mm para fundaes em radier.

    Fissuras com abertura entre 0,30 a 1,0mm, normalmente causam somente danos leves emedificaes residenciais e comerciais, e muito leves em obras industriais.Na estrutura causa danos apenas estticos. Acelerando o envelhecimento das fachadas.

    Ed ifci os Lar go s (B > 15 m): fissurasmilimtricas inclinadas. Aparecimentos defissuras paralelas e/ou com toro (serrilhadas).

    Afofamento de A zulejos, sem, entretanto sedesprenderem.

    Lim ites de tolerncia em edificaes de um oudois pavimentos com paredes de tijolos e

    estrutura leve, um recalque maior pode sertolervel se uma parcela importante dorecalque ocorrer antes que os acabamentosestejam terminados.

    Limites de tolerncia em edifcios comacabamento em interior ou exterior poucosensvel.

    Segundo Thorburn (1985), trincas entre 1 e 2mm causam danos leves e moderados emedificaes residenciais e comerciais e muito leves em edificaesindustriais.........................................................

    afis=0,13mm (0,20 a 1,0) = 1/500 (1/1500 a 1/500) Frisc = 2,0

    afis=1,30mm (1,0 a 1,6) = 1/425 (1/500 a 1/360) Frisc = 2,4(2,0 a 2,77)

    Foto 17.4.6 ~ 1,6mm = 1/425

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.31

    Foto 17.4.7 Afofamento de azulejos Foto 1743.8 afis=1,4mm Devido a Recalque noPilar P1. No confundi-la com trinca de verga

    Foto 17.4.9 Trinca com afis=1,8mm Causada por Flecha na Laje. Parede sobre lajesem apoio de pilares

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    32/79

    17.32 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Recomenda-se c onsul tar especialistas empatologias.

    Portas e Esqu adriastipo mximo ar, fogemdo esquadro e agarram ao fechar. Idem,armrios embutidos que se descolam do tetoe das paredes.

    Tr incas Incl inadas no s A zulejos, primeirosdesprendimentos e soltura de azulejos.

    Provavelmente problemas em partesrolantes.

    Valores limites aplicveis a reservatriossobre bases flexveis. Bases rgidas notoleram este nvel de recalque distorcionalsem apresentar trincas ou rupturaslocalizadas porf lambagem.

    Guindastese pontes rolantes acusamrecalques longitudinais ao longo do trilho.

    Recalques transversais(entre os trilhos)em geral no governam o projeto.

    Segundo a NBR 6118 (2003) considera-se como flec ha adm issvel (l/300) em vigasbiapoiadas quando s atuam as sobrecargas (acidentais) e (l/360) em elementos estruturaissuportando paredes de tijolos de vidro.

    afis=1,80mm (1,6 a 2,0) = 1/315 (1/350 a 1/270) Frisc = 3,10(2,77 a 3,70)

    Frisco mdio = 3,20

    y = 0,5488x

    R2= 0,0403

    1,5

    1,6

    1,7

    1,8

    1,9

    2,0

    2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7

    Frisc = (1000.( 2 - 1) / L

    AberturadeFissura

    mm

    Foto 17.4.10 Afofamento de azulejos Foto 17.4.11 Estrutura deformada. Forade esquadro

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    33/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.33

    Fis su ras m ilimtri cas na estrutura e nasalvenarias. Aparecimento de famlia defissuras paralelas e/ou com toro.

    Algum Desaprumo e abertura de juntas dedilatao, principalmente entre prumadasonde o aterro apresenta espessura varivel,podendo ocorrer fundaes mais curtas naregio dos aterros mais espessos.

    Possivelmente as trincas que originalmenteeram recorrentes somente nas alvenarias,passam tambm a acontecer nas vigas.

    DesaprumoEdi fcio s Est reit os (B < 15 m),

    visvel em edifcios altos e rijos. Segundo Thornburn & Hucthinson (1985),trincas entre 2 a 5 mm produzem somente danosleves nas edificaes industriais e moderadasnasresidnciais e comerciais.

    Meyerhof (1956) alerta para ocorrncia dedanos estruturais quandoalcana 1/25 Levantamento de pisos cermicos e granticos devido a toro nas lajes.

    afis=3,0mm (2,0 a 4,0) = 1/240 (1/270 a 1/240) Frisc = 3,90(3,70 a 4,16)

    Frisc mdio = 3,93

    y = 0,2101x + 3,3106

    R2= 0,5361

    3,7

    3,8

    3,9

    4,0

    4,1

    4,2

    2,0 3,0 4,0

    Frisc= (1000.( 2 - 1) / L

    AberturadeFissura

    mm

    Foto 17.4.12 Trinca de recalque (no pilar a direita, com ligeira toro)

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    34/79

    17.34 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Portas e janelas fogem do esquadro epassam a agarrar.

    Pode ocorrer in f i l t rao atravs dastrincas de fachadas.

    Categoria de dano (2 em 5) segundo aI.S.E

    Fissuras so facilmente preenchidas. As barras de ao, embutidas nas vigas de

    concreto j apresentam estr icc ionamentoda sua seo na regio da trinca.

    Desajuste nas Guias dos Elevadores,problemas em pontes rolantes.

    Em Paredes Internas as trincas crescemno sentido do maior recalque. Edifcios Largos,inclinao pequena mais

    v isvel .

    Componente Psicolgico Nocivo aosusurios que passam a notar as trincas esua evoluo.

    Serviais Reclam am de p e daocorrncia de farelo de argamassa nocho ou sobre mveis.

    Vidros Justos trincam, necessitando deaumento de folga nos caixilhos.

    Portas e Janelas Emperram,necessitando de ajuste nos furos daslingetas e esquadrias.

    Vazamentos e gotejamentos devido apequenas rupturas das redeshidrossanitrias imersas no concretoestrutural.

    Fissuras na Estrutura progridem daalvenaria para a estrutura (ainda quandocapilares - 0,2 mm).

    Reforo de Fund aesj recomendvel. Fiss uras Sub cent imtric as nas alvenarias (2,0 a 6,0mm). Acelerar o intervalo das medies dos recalques.

    afis=4,5mm (4,0 a 5,0) = 1/235 (1/240 a 1/230) Frisc = 4,25(4,16 a 4,35)

    afis=5,5mm (5,0 a 6,0) = 1/220 (1/230 a 1/210) Frisc = 4,6(4,54 a 4,6)

    Frisc mdio = 4.6 (1/220 L)

    y = 0,7467x - 0,3061

    R2= 0,2013

    2,0

    2,5

    3,0

    3,5

    4,0

    4,5

    4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8

    Frisc

    = (1000.(

    2 -

    1) / L

    AberturadeFissura

    mm

    Frisc mdio = 4,25

    y = 0,0894x + 3,8137

    R2= 0,6166

    4,1

    4,2

    4,3

    4,4

    4,0 5,0 6,0

    Frisc

    = (1000.(

    2 -

    1) / L

    AberturadeFissura

    mm

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    35/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.35

    Foto 17.4.13 Recalque na estaca a direita da parede. Berberian (1975)

    Foto 17.4.14 Vidros Trincados. Janelas Tipo Mximo-Ar

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    36/79

    17.36 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Edi fci os Es trei to s(B < 15 m): Fissuras nasvigas e lajes, possvel estriccionamento dasbarras de ao.

    Necess idad e de Reforo: ntida Empoamen to de gu a no canto da reas

    de servio.

    Empenamento de esquadr ias. Desco lamento d e Armrio s embutidos porfalta de esquadro da estrutura.

    Levantamento d o Piso (com afofamento) esoltura de tacos.

    Necessidade de acelerar medies derecalques, dos prumos e da malha defissuras.

    Avaliara velocidadede recalques/dia. Danos mod erados a severasem edificaes

    residenciais e comerciais, moderados emedificaes industriais conforme critrio de

    Thornburn & Hutchinson, quando afi sestentre 5 a 15mm. Polshin e Tokar (1957) alerta para a ocorrncia de danos estruturais quando= 1/200.

    afis=8,0mm (6,2 a 10,0) = 1/195 (1/210 a 1/175) Frisc = 5,20(4,7 a 5,7)

    Frisc mdio = 5,2

    y = 2,7962x - 6,7407

    R2= 0,5897

    6,0

    7,0

    8,0

    9,0

    10,0

    4,7 5,0 5,3 5,6

    Frisco = 1000.( 2 - 1) / L

    Abertura

    deFissura

    mm

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    37/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.37

    Foto 17.4.15Fissura a 45. Causada pelo recalque do pilar a Esquerda do painel

    Reforo de Estr utu rase fundaes j com indicativo para incio imediato. Edi fci os Lar go s(B 15 m), fissuras graves evoluindo para trincas. Desaprumo visvel. Categoria dano 3de dano, segundo o I.S.E (1989),At esta abertura pode-se mascarar fissuras que reabrem, tomando-a com um mastique

    elstico de baixa dureza Shore. Os recalques diferenciais neste nvel podem induzir a rutura das tubulaes. Skempton & MacDonald (1956) e Bjerrum (1963) alertam para ocorrncia de danos

    estruturais quando= 1/150. Limites, segundo NAVFAC ( 1971), com = 1/160 a 1/125, para galpes em estruturas

    com 1 a 2 pavimentos, em ao aporticadas, paredes flexveis e cobertura treliada. Escoramentos j podem ser necessrios.A velocidade de recalque possivelmente j muito alta, maior que 40 milsimos de

    milmetro por dia Vr > 40 /dia.

    afis=12,5mm (10,0 a 15,0) = 1/175 (1/175 a 1/30) Frisc = 6,70(5,7 a 7,70)

    Frisc mdio = 6,70

    y = 1,9121x - 0,4011

    R2= 0,5833

    10,0

    11,0

    12,0

    13,0

    14,0

    15,0

    5,7 6,2 6,7 7,2 7,7

    Frisco = 1000 . = 1000.( 2 - 1) / L

    AberturadeFissura

    mm

    Foto 17.4.15 Fissuras a 45. Causadas pelo Recalque do Pilar a Esquerda do painel.Infrasolo/Fundex

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    38/79

    17.38 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Foto 17.4.17 Desabamento do Edifcio

    Areia Branca

    O Ed. Areia Branca 12 andares desaboupor ruptura do pilarete das sapatas, aps3 estalos ( com intervalos de 24 hs),

    com a = abertura de fissuras deaproximadamente 10mm nos pilaretes.

    Foto 17.4.18 Rachadura causada porrecalque do pilar a esquerda da parede.Berberian (1982)

    Foto 17.4.19 Rachadura sub-horizontalcausada por colapso do aterro desustentao das cintas.Berberian (1982b)

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    39/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.39

    Foto 17.4.20 Trincas a 45 Indicando Recalque no Pilar a Esquerda

    Ca

    tegoria 4 de Danos do I.S.E (1989).

    Ru tu ra de Armaese concreto. Per igo Eminente em estruturas

    hiperestticas. Vazamentos Acentuados das redes

    enterradas. Pni co aos Usurio s. Desnivelamento dos Pisos, bolas, ovos e

    outros elementos esfricos cozidos, etc. rolamsobre pisos, mesas, etc.

    Rupturade dutos. Agravamento Geral de todo o quadro

    patolgico. Substituio de paredesmuito dani f icadas. Pisos e paredes visivelmente inc l inadas. Fissuras com aberturas entre 15 a 25mm,

    segundo o critrio de Thornburn eHutchinson, provocam danos severos a

    muito severos em edificaes residenciais e comerciais e moderadas a severas emedificaes industriais.

    afis=17,5mm (15,0 a 20,0) = 1/118 (1/130 a 1/110) Frisc = 8,40(7,70a 9,10)

    Frisc mdio = 8,40

    y = 3,4002x - 11,153

    R2= 0,7113

    15,0

    16,0

    17,0

    18,0

    19,0

    20,0

    7,8 8,1 8,3 8,6 8,8 9,1

    Frisco = 1000 . = 1000.( 2 - 1) / L

    AberturadeFissura

    mm

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    40/79

    17.40 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Figura 17.4.21 Rolamento de Elementos Rolios Face Elevada Inclinao da Edificao

    Figura 17.4.22 Levantamento de Piso Causado por Toro na laje

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    41/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.41

    Foto 17.4.23 Trincas a 45 Indicando Recalque do Pilar a Direita

    Desprendimento de Alvenar ias flexveis ecobogs.

    Emi nnc ia e/ou col aps o da edificao. Estampidos que ecoam em toda estrutura

    de concreto, causado por ruptura dasarmaduras.

    Agravamento e intensificao de todoquadro patolgico.

    Este quadro patolgico se enquadra nacategoria 5 de danos, conforme I.S.E (1989)com a observao:Essa categoria requer reformas maisextensas, envolvendo reconstruo parcial

    ou completa. Vigas perdem suporte, paredesinclinam perigosamente e exigemescoramento. Janelas quebram comdistoro. Perigo de instabilidade. ApudVelloso & Lopes (2002).

    Segundo Thornburn & Hutchinson, fissurascom aberturas maiores do que 25mm, colocam as edificaes numa..si tu ao pe rigo sa .

    Possivelmente no haver mais tempo hbil para um escoramento adequado.

    afis=35mm (20,0 a 50,0) = 1/100 (1/110 a 1/90) Frisc = 10(9,10a 11,10)

    Frisc mdio = 10,10

    y = 8,6551x - 51,964

    R2= 0,2878

    20,0

    30,0

    40,0

    50,0

    9,0 10,0 11,0

    Frisco = 1000 . = 1000.( 2 -1) / L

    AberturadeFissura

    mm

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    42/79

    17.42 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    RECOMENDAES DE B JERRUM, VARGAS & SILVA

    A FIG. 17.5.1apresenta os critrios de Bjerrum (1963) e modificada por

    Vargas & Silva (1973), que procuraram estabelecer limites das Distores

    Angulares em funo dos danos causados.

    Foto 17.4.24 Morfologia da trinca logo aps o Desabamento do Edifcio Gama. CortesiaInfrasolo/fundex

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    43/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.43

    Bjerrum (1963)Vargas Silva (1973)

    FIG. 17.5.1 Relao Entre os danos e a Distoro Angular .

    Como tan usualmente muito pequeno, tan aproximadamente =

    ngulo em radianos.

    L1000=

    riscF 1,25 1,43 1,66 2,00 2,5 3,33 5,0 10

    Limite a partir do qual so temidasdificuldades com mquinas sensveis arecalques (1/750)

    =L

    1

    800

    1

    700

    1

    600

    1

    500

    1

    400

    1

    300

    1

    200

    1

    100

    Limite de perigo p/ prticos com contravamentos (1/750)

    Edifcios estreitos: no so produzidos danos ouInclinaes (1/540)

    Limite de segurana para edifcios no qual no so admitidasfissuras (1/500)

    Edifcios largos: no h danos ou inclinaes (1/490)

    Edifcios largos (largura B > 15m): fissuras na alvenaria (1/490)

    Edifcios estreitos largura (B < 15m): fissuras na alvenaria (1/320)

    Limite em que so esperadas dificuldades com pontes rolantes (1/300) as primeiras fissuras em paredes divisrias (1/300

    Edifcios estreitos: fissuras na estrutura e pequena inclinao (1/270)

    Limite em que o desaprumo de edifcios altos e rgidos se torna visvel (1/240)

    Edifcios estreitos: fissuras na estrutura, inclinao notvel, necessidadede reforo (1/220)

    Edifcios Largos: fissuras graves, pequena inclinao (1/180)

    Fissurao considervel em paredes de alvenaria (1/150)Limite de segurana para paredes flexveis de alvenaria (h/L < )Limite em que so temidos danos estruturais nos edifcios em geral

    Ed. largos: fissuras na estrutura, inclinao notvel, necessidade de reforo (1/120)

    Fator de

    Risco

    Distoro

    Angular

    =L

    = /L = tan

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    44/79

    17.44 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    ex: Uma distoro angular = 0,003 para um vo de 6m, corresponde a um

    recalque diferencial igual a:

    = 0,003 rd x 6000 mm = 18 mm tan 0,17 = 0,003 0,003 = 0,17rd

    tan0,17

    Teixeira e Godoy (1996) alertam com muita propriedade que os

    valores limites para as Distores Angulares , nem sempre so os reais

    podendo ser inclusive menores do que os limites apresentados nas

    discusses anteriores vez que as estruturas j sofreram recalques antes

    mesmo de se executarem as alvenarias.

    No caso de edifcios em alvenarias estruturais, estes limites so

    mais realistas, pelo fato de que as paredes serem portantes, e portanto,

    executadas desde o incio da edificao.

    17.6 RECOMENDAES DE SKEMPTON, et al

    DISTOR O ANGULAR LIMITE. ISE INSTITUTION OF STRUCTURA L

    ENGINEERING (1989). ESTRUTURAS EM CONCRETO OU AO E

    PAREDES PORTANTES ARMADAS

    TAB. 17.6.1 Recalque Distorcional Limite

    Patologias Skempton e

    MacDonald (1956)

    Meyerhof

    (1956)

    Polshin & Tokar

    (1957)

    Bjerrum

    (1963)

    Danos

    estruturais =1/150 1/250 1/200 1/150

    Fissuras em

    paredes e

    divisrias

    1/300

    (recomenda-se 1/500)1/500

    1/500 (1/1400 a

    1/1000 em painis

    extremos)

    1/500

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    45/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.45

    RECOMENDAES DE BURLAND, WROTH, et al

    TAB. 17.6.2 Valores Limites da Relao de Deflexo Rd a para Ocorrncia de

    Fissuras Visveis em Paredes Portantes no Armadas (L X H)

    ConfiguraoMeyerhof

    (1956)

    Polshin e Tokar

    (1957)

    Burland e Wroth

    (1975)

    Cncava para cima 1/2500L/H

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    46/79

    17.46 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    RECOMENDAES DO NAVY-NAVFAC

    O Departament of the Navy, Naval Facilities Eng. Command,

    apresenta interessante relao TAB. 7.7.1dos valores do recalque diferencial

    especfico (distoro angular ou rotao relativa) para estruturas.

    TAB.17.6.4 Recalques Distorcionais Tolerveis de EstruturaNAVFAC DM- 7(1971)

    TIPO DE ESTRUTURA

    RECALQUE

    DISTORCIONA

    LFRISC =x

    1000

    CONDIES DE

    APLICABILIDADE

    Reservatrios de ao p/

    estocagem de petrleo ou fludo

    em geral Teto Fixo Teto

    Flutuante (Dependendo de

    detalhes do teto flutuante)

    3,0

    1/500 a 1/330

    Valores aplicveis a

    reservatrios sobre bases

    flexveis. Bases rgidas no

    toleram o recalque

    especificado sem

    apresentar trincas ou

    ruturas localizadas

    por flambagem.

    Trilhos para ponte rolante

    3,0

    1/330

    Recalque medido

    longitudinal-mente ao longo

    do trilho. Recalque

    transversal entre os trilhos

    em geral no governam o

    projeto.

    Radier circular rgido ou sapata

    em forma de anel para apoio deestruturas rgidas tais como,

    chamins, silos, reservatrios de

    gua.

    2,0

    1/500(Medido ao

    longo do

    dimetro da

    fundao)

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    47/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.47

    Armazm para depsito em

    estrutura de ao aporticado. 1 ou

    2 pavimentos com cobertura em

    trelia, paredes flexveis de

    fechamento.

    6,0 a 8,0

    1/160 a 1/125

    O recalque limite tolervel

    poder ser governado pela

    existncia de ponte rolante,

    tubulaes ou operaes

    de empilhadeiras

    mecnicas.

    Edificaes de um ou dois

    pavimentos com paredes de

    tijolos e estrutura leve.

    2,0 a 3,0

    1/500 a 1/330

    Um recalque maior pode ser

    tolervel se uma parcela

    importante do recalque

    ocorre antes que os

    acabamentos este amEdificaes com acabamentos

    interior ou exterior sensveis, tais

    como, gesso, pedra ornamental,

    mrmore ou peas vitrificadas.

    1,0 a 2,0

    1/1000 a 1/500 Idem

    Edificaes com acabamentos

    interior ou exterior pouco

    sensveis.

    2,0 a 3,0

    1/500 a 1/330

    O recalque poder ser

    limitado por danos prpria

    estrutura.

    Edifcios com estrutura pesada

    de concreto armado suportada

    por radier rgido (grelhado) com

    1,20m de espessura.

    1,5

    1/660

    O recalque tolervel poder

    ser limitado por danos nos

    acabamentos internos ou

    externos.

    RECOMENDAES DE THORNBURN E HUTCHINSON

    Thornburn e Hutchinson (1985) apresentam um relao simplesentre a abertura de fissuras e os danos associados s edificaes. A

    abertura de uma fissura pode ser medida atravs de fissurmetros ticos ou

    conforme prescreve a NBR 6122/94, medindo-se as diagonais de um

    retngulo construdo perpendicular fissura.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    48/79

    17.48 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Os painis de alvenaria, os forros de gesso so mais rgidos do

    que a estrutura (de concreto ou ao) propriamente dita, por esta razo eles

    fissuram muito antes das vigas e lajes, prenunciando logo no incio do

    processo patolgico a necessidade de exames mais cuidadosos.

    TAB. 17.6.5 Relao entre abertura de fissuras e danos em edifcios(Thornburn e Hutchinson, 1985)

    Abertura

    da

    Fissura

    (mm)

    Intensidade dos danos

    Efeito na estrutura

    e uso do edifcioResidencial

    ou pblico

    comercial

    ou pblicoIndustrial

    < 0,1 Insignificante Insignificante Insignificante Nenhum

    0,1 a 0,3 Muito Leve Muito Leve InsignificanteNenhum

    0,3 a 1 Leve Leve Muito leve Apenas esttica

    Deteriorao

    acelerada do aspecto

    externo1 a 2

    Leve a

    moderada

    Leve a

    moderada Muito leve

    2 a 5 Moderada Moderada Leve

    Utilizao do edifcioser afetada e, no

    limite superior, a esta-bilidade pode, tam-bm, estar em risco

    5 a 15Moderada a

    severa

    Moderada a

    severa Moderada

    15 a 25Severa a

    muito severa

    Severa a

    muito severa

    Moderada a

    severa

    > 25Muito severa

    a perigosa

    Severa a

    perigosa Severa aperigosa

    Cresce o risco da

    estrutura tornar-seperigosa

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    49/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.49

    RECOMENDAES DO I.S.E - INSTITUTION OF STRUCTURAL

    ENGINEERING

    O relatrio apresentado em 1989, pelo I.S.E apresenta uma

    classificao da malha de fissuramento, como funo da Categoria de Dano

    (I a V) em funo dos danos visveis em paredes, grupando-as segundo a

    facilidade de repar-las.TAB. 17.9.1.

    O agravamento do processo de recalques tende a fazer com que

    as fissuras progridam das paredes para as vigas, rompendo-as. Em seguida

    seguem para as barras de ao, estriccionando-as e rompendo-as.

    TAB. 17.6.6 Categoria dos Danos Causados pela Malha de Fissurao

    Categoria

    do Dano

    Abertura

    Aproximada da

    fissura (mm)

    Danos Causados pelas Fissuras

    < 0,1mm Fissuras capilares com largura menor que

    0,1mm so classificadas como desprezveis.

    I < 1,0mm Fissuras finas que podem ser tratadas facilmente

    durante o acabamento normal.

    II < 5,0mm

    Fissuras facilmente preenchidas. Um novo

    acabamento provavelmente, necessrio.

    Externamente, pode haver infiltraes. Portas e

    janelas podem empenar ligeiramente.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    50/79

    17.50 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    III

    5 a 15mm mais

    de

    3 de fissuras

    por metro

    As fissuras precisam ser tornadas acessveis e

    podem ser reparadas por um pedreiro. Fissurasque reabrem podem ser mascaradas por um

    revestimento adequado.

    Portas e janelas podem empenar. Tubulaes

    podem quebrar. A estanqueidade ,

    frequentemente, prejudicada.

    V

    Usualmente> 25 mm porm,

    tambm, funo

    do nmero de

    fissuras

    Essa categoria requer um servio de reparao

    mais importante, envolvendo reconstruoparcial ou completa. Vigas perdem suporte.

    paredes inclinam perigosamente e exigem

    escoramento. Janelas quebram com distoro.

    Perigo de instabilidade.

    FLECHAS MXIMAS PARA VIGAS E LAJES

    No h um consenso na literatura especializada limitando as

    flechas mximas em vigas e lajes, Clmaco (1995).

    Tanto as normas como as publicaes tentam estabelecer os

    valores limites das flechas em funo do vo terico para as vigas ou o

    menor vo para as lajes.

    A Norma Brasileira limita flechas em lajes e vigas, considerando-

    se o regime elstico a 1/500 do vo, quando s atuam as sobrecargas e

    1/350 quando atuam todas as cargas (acidentais, permanentes) e considera

    ainda o efeito de deformao lenta.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    51/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.51

    RECOMENDAES DE JOHNSON E KAVANAGH

    Johnson e Kavanagh (1968) relacionaram os valores (empricos)

    das flechas admissveis em elementos estruturais, considerados de uso

    corrente na prtica da engenharia de Patologia de Estruturas. TAB. 7.11.1

    TAB. 17.6.7 Flechas Admissveis em Elementos Estruturais

    Flechas

    AdmissveisORIGEM (L = vo)

    L/500 - biapoiada

    L/250 - balano

    NB 01 - Quando atuam todas as cargas (permanentes +

    acidentais)Regime elstico

    L300 - biapoiada

    L/150 - balano

    NB 01 - Quando atuam s sobrecargas (acidentais)

    Limite elstico

    L/360Elementos Estruturais suportando paredes de alvenaria de

    vidro, etc.

    L/250Flechas passam a ser visualmente percebveis, com

    comprometimento estticoEuro Cdigo no. 2

    L/240 Elementos Estruturais suportando divisrias

    L/150 Limitaes somente aos elementos de estruturas de concreto

    ou ao

    L/180 Feld (1965) e ACI 318 . (1963)

    abaixo de L/150Para estruturas mais rgidas, contraventadas, paredes rgidas,

    etc.

    L/300 a L/400 Estruturas de madeiras

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    52/79

    17.52 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    RECALQUES TOTAIS LIMITES

    Se uma obra recalcasse por igual, sem recalques diferenciais, a sua

    estrutura propriamente dita no sofreria danos considerveis. Haveriam

    problemas funcionais, tais como reverso da inclinao dos passeios e

    caladas, trazendo guas pluviais de fora para dentro do prdio, rutura das

    redes externas, etc. Exemplo tpico pode ainda hoje ser vistos nos edifcios

    da Av. Gois em Goinia, assentes sobre sapatas, cujos recalques exigiram

    constantes levantamentos e nivelamentos das caladas. A escola de

    Engenharia da cidade do Mxico que recalcou 2,50m de forma quaseuniforme, fazendo com que laboratrios que funcionavam no primeiro andar

    passassem a funcionar no subsolo. Como tantos outros exemplos clssicos,

    alm dos edifcios de Santos, cita-se tambm a enorme rotao (quase

    uniforme) da Catedral de Nossa Senhora de Guadalupe na cidade do Mxico

    recm-levantada e nivelada.

    Face as excentricidades das cargas e da heterogeneidade do solo

    de apoio das fundaes, sempre ocorrero recalques diferenciais.

    A fixao de recalques totais aqui discutida, deve ser tomada

    somente como indicativa e ponto de partida para estudos mais profundos.

    RECOMENDAES DE BURLAND, TERZAGHI E SKEMPTON

    Burland et al (1977), I.S.E (1989), Terzaghi & Peck (1948) e

    Novais Ferreira (1976), sugerem valores abaixo. TAB. 7.13.1

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    53/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.53

    TAB. 17.6.8 Recalques mximos (max)e distores angulares (max= /RL)

    Solo

    Fundaes

    isoladas Radiers Autores

    /l cm

    S 2540 /l 3175/l S . Skempton e

    MacDonald (1956)

    G . Grant et al. (1974)

    Br . Burland (1977)

    G 3050/l 1 a 1,1B

    max Br 4,0cm 10,2 cm

    max S 7,6 cm -

    max Br 6,5 cm 7,5

    1/R S 1524 1905B . Largura da

    Fundao

    . uma relao

    emprica entre /L

    G 1524 so duvidosos

    max Br 2,5 6,4

    max S 5,1 -

    max Br 4,0 6,5

    No h dvida de que a melhor maneira de limitar os nocivos

    recalques distorcionais limitar os recalques totais.

    Os valores acima apresentados por Burland, s se aplicam a

    estrutura convencionais de ao ou concreto. No so adequados para

    estruturas em alvenarias autoportantes, cujos critrios mais rigorosos

    dependem da relao L/H das paredes e do modo (concavidade) das

    deformaes.

    A fixao de recalques absolutos limites mais difcil que afixao de recalques diferenciais limites. A orientao que dada a seguir

    (I.S.E., 1989) vlida apenas para casos de rotina para os quais o projetista

    no julga necessria uma anlise mais profunda, Velloso & Lopes (2004)

    argilas

    areias

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    54/79

    17.54 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    recomenda manter-se o tratamento dado por Terzaghi e Peck (1967),

    separando as fundaes em areias das fundaes e argilas.

    AreiasPara sapatas em areias, pouco provvel que o recalque

    diferencial seja maior que 75% do recalque mximo. Como a maioria das

    estruturas capaz de resistir a um recalque diferencial de 20 mm,

    recomenda-se adotar um recalque absoluto limite de 25 mm. Para fundaes

    em radiers, esse valor pode ser elevado para 50 mm. Skempton e

    MacDonald (1956) sugerem 40 mm para sapatas isoladas e 40 a 65 mm

    para radiers, partindo da fixao de um limite igual a 1/500.

    Argilas Procedendo-se como no caso das areias, Skempton eMacDonald (1956) chegaram para as fundaes em argilas a um recalque

    diferencial mximo de projeto da ordem de 40 mm. Da decorrem os

    recalques absolutos limites de 65 mm para sapatas e de 65 a 100 mm para

    radires. Essa proposio foi criticada por Terzaghi na discusso do trabalho

    de Skempton e MacDonald. Em I.S.E (1989), feita um anlise cuidadosa

    considerando os dados mais recentes , e a concluso que aqueles valores,

    sobretudo o recalque diferencial, so razoveis como limites de rotina.

    Entretanto, valores maiores podem ser aceitos.

    ISE . INFLUNCIA DA SUPER-ESTRUTURA NA

    REDISTRIBUI O DOS RECALQUES

    Interao Solo.Estrutura . ISE

    Na anlise global dos recalques sofridos por uma obra qualquer,

    devem-se examinar os elementos que integram neste processo: Terreno das Fundaes

    Fundaes(Infraestruturas) Superestruturas

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    55/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.55

    Estes elementos em conjunto influenciam e foram

    (favoravelmente) a uma redistribuio dos recalques.

    Este mecanismo chamado de Interao Solo.Estrutura - ISE, e

    apesar de relevante na avaliao da estabilidade e segurana das

    edificaes, somente agora aps a disseminao dos clculos via

    computadores, passou a ser possvel analis-la com mais profundidade e

    preciso.

    Graas ao fenmeno da Interao Solo.Estrutura - ISE, h umatendncia de uniformizao dos recalques, diminuindo e suavizando acurvatura da linha de recalques (figura de recalques) reduzindo

    favoravelmente a distoro angular imposta estrutura.A suavizao e a redistribuio dos recalques dependem da

    Rigidez Relativa - Rrentre a estrutura e fundao.Estes estudos no Brasil iniciaram atravs de Chameki(1956), com

    destaque para as pesquisas de Gusmo (1990)/COPPE e tambm a Barata(1986), Gusmo e Gusmo Filho (1990, 1994, 1994a), Lopes e Gusmo(1991), juc et al (1943), Gusmo Filho e Guimares (1997).

    Rende-se aqui, justa homenagem a Jaime Gusmo Filho, que em1998 disseminou em nvel nacional e colocou em destaque a ISE atravs dapublicao do livro Fundaes do Conhecimento Geolgico a Prtica da

    Engenharia.A ISEalm da suavizao da Figura de Recalques tambm faz

    com que os danos associados aos recalques sejam mais sentidos nosprimeiros pavimentos (mais baixos) de um edifcio.

    Moura, A (1999) efetuando anlise tri-dimensional da ISE emedifcios de Pernambuco, viabilizou a soluo em fundaes superficiais,face a redistribuio de cargas nos pilares, antes consideradas inviveisdevidos aos grandes recalques distorcionais previsto pelas teoriastradicionais.

    Face a dificuldade da anlise globalde uma edificao, quanto aum provvel recalque diferencial, o clculo estrutural quase sempreconsidera Recalque zero, admitindo a hiptese de apoios indeslocveis.

    Por outro lado os projetos de fundaes s tem levado em contaas cargas apresentadas na tradicional planta de "Locao e Cargas", sem

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    56/79

    17.56 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    considerar os efeitos da rigidez (relativa) da estrutura e do solo naredistribuio de recalques.

    Para enfatizar a importncia da ISE nesta redistribuio, cita-secomo exemplo um prdio em Taguatinga-DF sob consultoria e anlise doautor, que acidentalmente perdeu um de seus pilares, ocorrendo umaimediata redistribuio das cargas para outros pilares sem comprometer aestabilidade da edificao e sem danos muito acentuados.

    Gusmo Filho (1998) relaciona as dificuldades na modelagem daISE. TAB. 17.6.1.

    TAB. 17.6.9. Variveis para modelagem da ISE (Gusmo Filho (1998).

    VARIVEIS DOSISTEMA

    DIFICULDADES DE MODELAGEM

    1 - Super-Estrutura

    Sequncia de construo Propriedades geolgicas dos materiais Carregamento externo

    2 - Infra-Estrutura Transferncia de carga ao terreno Aspectos de execuo

    3 - Terreno de fundao

    Heterogeneidade vertical e horizontal Representatividade da prospeco e ensaios

    Influncia do tempo nos parmetros geotcnicos

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    57/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.57

    P1 P2 P3 P4

    recalques calculadossem a ISE

    recalques amortecidospela ISE

    Recalqu

    es

    Fig 17.6.1 Redistribuio de recalques devida a ISE. Interao Solo

    Estrutura

    17.6 CONTROLE DE RECALQUES, FISSURAAS E CARGAS

    O controle das construes e o atendimento com a seriedade, deum plano de manuteno de uma edificao qualquer, a unica forma de se

    majorar a sua vida til, evitar altos custos de reforma, reforos e desastres.

    Os meios mais comuns de controle das construes so:

    1. Acompanhamento de fissuras

    2. Medies de recalques

    3. Medies de desaprumos e desnivelamentos

    4. Ensaios no destrutivos da estrutura5. Provas de carga

    As medidas da malha de fissurao, do recalque e a avaliao da

    evoluo das cargas mais importantes de uma edificao, constituem em

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    58/79

    17.58 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    informaes valiosssimas, mesmo no prevendo-se qualquer

    comportamento anormal das mesmas. O anexo A da norma brasileira NBR

    6122, elenca os objetivos dos controles de uma edificao:

    a. O acompanhamento da fundao desde o inicio do seu carregamento,

    permite tomar a tempo, as providencias eventualmente necessrias;

    b. Esclarecer anormalidades constatadas em obras j construdas;

    c. Aperfeioar os mtodos de clculo e de previso do comportamento

    final, atravs da retro anlise das observaes da obras.

    17.6.1 Medio de Fissuras e Trincas

    O controle de recalques e de cargas, o acompanhamento da abertura

    de eventuais fissuras que porventura apaream nas obras poder fornecer

    de maneira expedita, uma idia do comportamento da estrutura, visto que

    uma das conseqncias dos recalques diferenciais o aparecimento de

    fissuras.

    O acompanhamento de fissuras tambm um meio eficiente e

    sensvel de julgar a estabilizao dos movimentos de uma construo e

    fornece, alm disso, dados qualitativos valiosos da localizao das causas de

    recalques e suas origens. Normalmente mede-se:

    Velocidade e abertura das principais fissuras

    Comprimento das fissuras

    Atitude (inclinao) das fissuras

    Para controle de fissuras tem-se utilizado o traado de um sistema

    de referncia, constitudo de um retngulo.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.59

    Medindo a a evoluo dos lados do retngulo inicial, ao longo do

    tempo, obtm-se informaes sobre o fenmeno. Geralmente mais prtico

    desenhar a fissura em cada leitura e comparar os desenhos.

    Um requinte, o mais das vezes desnecessrio, a medio do

    afastamento dos vrtices do quadriltero com extensmetros ou

    deformmetros de preciso. A prtica corrente de colar papis ou selos de

    gesso sobre as fissuras no mais conveniente, tendo em vista a falta de

    fidelidade de tais indicaes, podendo levar a diagnsticos perigosamente

    errneos.

    Em resumo, as fissuras nas construes podem provir de numerosascausas, das quais apenas algumas se prendem a recalques de fundaes

    (Nunes, 1992).

    Entre as mencionadas causas podemos citar:

    Dilataes e encurtamentos devidos a variaes de temperatura e

    contrao, especialmente na alvenaria de pequena resistncia a

    trao

    Resistncia insuficiente de elementos construtivos.

    Recalques diferenciais devidos a compresso e ao escoamento lateral

    do solo.

    Nesse ultimo caso, a formao de fissuras segue em linhas gerais o

    seguinte mecanismos: O edifcio recalcando mais em alguns pontos do

    que em outros, a estrutura tenta reagir, distribuindo, face a sua rigidez

    prpria, mais carga para as partes da construo que menos recalcaram.Tal redistribuio das cargas provoca traes e cisalhamentos na

    estrutura, que, ultrapassando a resistncia dos materiais, ocasionam

    fissuras. As fissuras, por sua vez, diminuem a rigidez da construo, que

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    60/79

    17.60 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    passa a experimentar maiores recalques diferenciais, gerando-se uma

    redistribuio das tenses de contato, at que, rompido o novo estado de

    equilbrio, novas fissuras se produzem e assim por diante, at que o

    adensamento se atenue (se a ele se devem tais fenmenos).

    Quanto ao perigo que as fissuras representam para a estabilidade

    das construes, tudo depende da causa das mesmas e do tipo de

    estrutura em considerao.

    Nas construes em que no existe uma ossatura monoltica, as

    fissuras representam, em geral, mais inconvenientes estticos que

    propriamente de segurana. J no caso de fissuras em estruturas rgidas,as mesmas podem destruir o conjunto esttico previsto e conduzir a

    solicitaes na estrutura muito maiores do que as calculadas, com perigo

    de colapso da construo.

    No caso de fissuras devidas a recalques, elas tendem a se

    estabilizar com os mesmos, caso se trate de adensamento do solo, muito

    mais perigosa sendo a hiptese de escoamento ou colapso do solo, em

    que tal estabilizao no se d.

    As curvas de andamento dos recalques permitem concluir de que

    caso se trata.

    Classificao das fissuras quanto ao aspecto e suas causas

    imediatas:

    a. Fissuras devidas a recalques (diferenciais) crescendo

    numa direo

    Quando os recalques de uma construo crescem de um ponto aoutro alm de certo valor por unidade de distancia entre dois pontos de

    leitura (recalque distorcional), dependendo do material da estrutura e sua

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    61/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.61

    rigidez, provocam-se fissuras mais ou menos inclinadas, conforme seja maior

    ou menor a resistncia a trao do material em apreo.

    A inclinao das fissuras indica a direo dos recalques diferenciais

    segundo o qual os recalques mais crescem, Berberian (1973) Fig. 17.7.1.1e

    17.7.1.2

    FIG. 17.7.1.1 Controle de recalques

    Fig. 17.7.1.2 Evoluo do Movimento Relativo daFissura Entre as Leituras 1 e 2

    Cortesia

    Alonso(1991)

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    62/79

    17.62 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Esse acompanhamento feito inicialmente com o traado a

    lpis, de um sistema de eixos ortogonais, vertical (traado com auxilio de

    nvel de pedreiro), que ultrapassem a fissura nos dois sentidos. Anota-se a

    data e medem-se as distancias h1 e v1 , a partir da origem do sistema de

    referencia. Medem-se tambm as aberturas da fissura, na intercesso dos

    dois eixos com a mesma, utilizando-se o fissurmetro de acetato,

    paqumetros, extensmetros mecnicos, com preciso de 0,01mm ou

    fissurmetros ticos, Fig. 17.7.1.3

    Fig. 17.7.1.3 Fissurmetro de Acetato de LaminaCortesia Alonso (1991)

    FIG. 17.7.1.4 Fissurmetro tico

    Marcar o crescimento com traos para cada data I,II,III, repetir a cada

    nova leitura esse procedimento,medindo-se, adicionalmente o ngulo .

    As fissuras so particularmente caractersticas quando provm do

    escoamento lateral dos solos arenosos, junto a sapatas limtrofes, devido a

    falta de suporte lateral das terras, provocada por escavaes prximas ou,

    ainda, com consequncias de solapamentos devidos ao arrastamento de

    partculas finas de solo no-coesivo, pelo rebaixamento do nvel dgua, mal

    feito, ou vazamentos de canalizaes.

    infrasolo fundex

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    63/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.63

    b. Fissuras causadas pela flexo da estrutura

    Sabemos que um fenmeno geral os recalques devidos ao

    adensamento crescerem dos bordos da construo para o centro.

    Tais recalques, quando ultrapassam certo limite, dependendo do

    material e rigidez da estrutura provocam fissuras cujas posies e direes e

    direes correspondem as trajetrias das tenses numa viga sobre dois

    apoios. Aparecem fissuras verticais nos pontos de maiores tenses de trao

    e fissuras inclinadas nas posies correspondentes ao cisalhamento mximo,

    Fig. 7.10.3. Kogler (1948), apudNunes(1942).

    Fig. 17.7.1.5 Recalques Diferenciais e Fissuras emConseqncia da Concentrao deTenses no Centro da Constrio

    c. Fissuras em prdios construdos sobre uma lente de terreno mais

    mole

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    64/79

    17.64 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    mais comum do que geralmente se imagina o aparecimento de

    fissuras, e outras manifestaes de recalques diferenciais, em conjuntos de

    construes edificados sobre camadas moles, de espessura varivel, como

    ocorre junto ao leito dos antigos rios Fig. 7.10.4 Neste caso as fissuras do

    conjunto de prdios sofrem da causa comum.

    17.7.2 Controle de Desaprumo

    Fortuitamente as edificaes so construdas no nvel e no prumo,

    corrigindo de certa forma recalques que vo ocorrendo com o acrscimo de

    cargas. O problema surge quando estes problemas continuam aps o

    trmino da obra. Para avaliar patologias que possam surgir causadas por

    problemas da prpria edificao ou influencia de obras vizinhas e

    subterrneas, escavaes prximas as fundaes da edificao, etc.

    Recomenda-se o controle de prumo e nvel, desde o inicio da obra, empontos estrategicamente escolhidos, tais como cantos e painis com

    direes diferentes. Tab 17.7.2.1

    Recomenda-se tambm, Berberian (1973):

    Manter o mesmo equipamento e a mesma base no campo.

    Fig. 17.7.1.6 Inclinaes e fissuras nas Construes Fundadas a..................Superfcie sobre antigos fundos de rios aterrados

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    65/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.65

    Manter a mesma equipe de leitura

    Anotar a temperatura durante as medies.

    Mesmo utilizando aparelho topogrfico de preciso, efetuar tambm

    medies com prumo de arame.

    Tais cuidados executivos visam evitar concluses e medidas corretivas

    equivocadas.

    Tab. 17.7.2.1Controle de Nvel e Prumo

    Leitura n 0

    Data 6.03.73t 00 dias

    desl.

    (mm)

    desl.

    (mm)

    Leitura n 01

    Data 8.08.73t 60 dias

    desl.

    (mm)

    P1 12 mm 00 20 mm + 8 21 mm + 9

    P2 8 mm 00 14 mm + 6 15 mm + 7

    P3 18 mm 00 18 mm oo 17 mm - 1

    P4 7 mm 00 14 mm + 7 19 mm + 12

    P5 2 mm 00 4 mm +2 8 mm + 06

    P1desl.(mm)L1 = + 8L2 = + 9 P2 P3

    desl.(mm)L1 = + 14L2 = + 7

    desl.(mm)L1 = 00L2 = -1

    P5

    desl.(mm)L1 = + 7L2 = + 12 desl.(mm)

    L1 = + 2L2 = + 6

    P4

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    66/79

    17.66 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    17.7.3 Medidores de Recalque

    As medies de recalques de estruturas normalmente so realizadas

    mediante a aplicao de equipamentos que alcanam uma preciso no

    entorno de 0,01 mm e que permitam operaes com a menor influncia das

    variaes trmicas possvel.

    Quando existem duvidas referentes ao comportamento de uma

    fundao, o projeto apresenta aspectos especiais, e quando necessrio

    acompanhar seu desempenho, em razo da escavao de grande porte

    prxima, recomenda-se a realizao do controle de recalques da rea.O procedimento consiste na medida de forma regular, com

    equipamento topogrfico de precisoFig. 17.7.3.1ou ainda, o nvel baseado

    no principio de vasos comunicantes desenvolvido por Terzagui Fig 17.7.3.2

    (hoje em dia so poucas as empresas que utilizam o nvel de Terzagui, pois

    o mesmo apresenta pouca preciso quando ocorrem vibraes e variaes

    de tempertura), ligado a um bench mark ou marco de referencia, da

    evoluo dos recalques com o tempo ou com os estgios de carregamento.

    .FIG. 17.7.3.1Nveis Topogrficosde Preciso

    FIG. 17.7.3.2Medidor de NvelHidrosttico Terzaghicortesia Infrasolo

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    67/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.67

    A referncia de nvel, para o nivelamento dos pinos, costuma ser

    instalada de forma a no sofrer influencia da prpria obra ou das outras

    causas que possam comprometer sua indeslocabilidade. Geralmente so

    engastadas em camadas profundas, atravs da injeo de nata de cimento,

    onde se possa admitir que se encontra o indeslocavl. Esse tipo de

    referencia de nvel consiste em um tubo de uma polegada de dimetro,

    instalado em um furo de sondagem a percusso, e protegido por outro

    externo com duas polegadas de dimetro, para evitar a do tubo externosobre o interno, injeta-se graxa grafitada anti-corrosiva entre os mesmos Fig.

    17.7.3.3

    (A)

    FIG 17.7.3.3 R.N. Profundo bench mark implantado na rocha(indeslocvel)

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    68/79

    17.68 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    O bench mark geralmente e instalado em local pouco movimentado e

    sua extremidade superior protegida por uma caixa com tampa removvel, a

    fim de verificar a estabilidade do bench mark so feitos nivelamentos

    peridicos em relao a outros pontos de referencia.

    A Fig. 17.7.3.4, mostra uma instalao de controle (ABNT NBR

    9061/1981) com o detalhe de um marco de referencia e dos pinos

    usualmente utilizados Fig. 17.7.3.5, nos quais apoiado, por ocasio decada leitura, uma rgua invar. As medidas so realizadas, sendo os

    resultados apresentados em grficos de tempo versus recalques.

    Os pontos de medio tambm devem ser escolhidos de forma a

    facilitar as leituras e fornecer os dados necessrios ao acompanhamento do

    problema suscitado. A periodicidade das medidas relaciona-se com os

    efeitos a serem acompanhados, podem ser dirias em casos especiais ou

    situaes de risco, semanais no caso de escavaes e execuo de tirantes

    para acompanhamento dos seus efeitos, mensais ou bimestrais, como

    condio de rotina, semestrais ou anuais quando os efeitos verificados so

    de longo prazo.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    69/79

    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.69

    (C) (D)

    To importante quanto o valor absoluto dos recalques medidos

    sua velocidade de ocorrncia, a unidade na qual se explicita a velocidade

    de micras por dia, m/dia, representando milsimo de milmetro por dia, os

    valores observados na prtica dependem de inmeros fatores, o maisrelevante deles o comportamento do solo sob carga.

    FIG. 17.7.3.5 Detalhe do Pino de apoio Leitura de Recalque

    FIG. 17.7.3.4 Instalao de Controle com o Detalhe de (A) um Marco de.................. .Referencia (B) Pinos Usualmente Utilizados e (C) Rgua Invar

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

    70/79

    17.70 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    Nos casos de controle realizado para acompanhar efeito de

    escavao prxima, os valores so muito variados, em funo, entre outros,

    do solo sendo escavado, do tipo e geometria da fundao sobre a qual se

    apoia a estrutura e da magnitude da escavao. importante ressaltar que

    podem ser observados valores dirios de velocidade elevados sem problema

    para a estrutura. A magnitude, isoladamente, no indicador absoluto a

    considerar; a tendncia, ou seja, acelerao, constncia ou reduo,

    aspecto fundamental.

    As medies devem ser acompanhadas pelos executantes dosservios e pelos projetistas para tomada de deciso, a Fig..17.7.3.6, mostra

    um exemplo de acompanhamento de desempenho pelo controle de

    recalques, das fundaes de um silo onde havia suspeita de problemas

    construtivos. Silo vertical contava com os apoios, os quais transferiam carga

    para estacas escavadas de 0,8 de dimetro e 9m de comprimento, que

    tiveram seu comportamento monitorado durante o enchimento do silo. Fica

    evidente, nos resultados apresentados na Fig. 17.7.3.6, que os recalques

    medidos so incompatveis com o nvel de carregamento aplicado, com

    deformao muito desiguais das estacas, superiores a 20 mm para

    carregamento de apenas 30% do total da carga acidental. Face ao

    desempenho medido, foi necessria a realizao de reforo das fundaes

    do silo para garantir sua segurana.

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    CAP. 17 Fissuras : Um Alerta no Diagnstico 17.71

    17.8 CONTROLE DE VERTICALIDADE

    Quando se executam escavaes nas proximidades de edificaes

    comum a realizao de controle de verticalidade destes prdios como forma

    de acompanhar os efeitos produzidos. Trata-se de leitura peridica de

    verticalidade realizada com aparelhos topogrficos de preciso, sempre nos

    mesmos pontos. Deve-se ainda efetuar-se a verificao do prumo nos

    centros dos lados das cortinas, alinhamentos e flechas do topo da contenoe em pontos alinhados fora da escavao para avaliar-se o raio de influncia

    da escavao nas edificaes vizinhas.

    FIG. 17.7.3.6Exemplo de Acompanhamento de Desempenho peloControle de Recalques das Fundaes de um Silo

  • 7/25/2019 Cap.17 Danos Recalques

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    17.72 ENGENHARIA DE FUNDAES D. Berberian

    O trabalho deve ser realizado com muito cuidado e de forma

    criteriosa, para no produzir resultados incoerentes. Sempre em mais de

    uma direo e em todas as paredes opostas devem ser objetos das

    mobilizaes, para evitar concluses equivocadas. A leitura inicial de ser

    realizada antes do inicio das escavaes cujo efeito se quer avaliar. A partir

    dos valores iniciais de desaprumo, no necessariamente provocados pela

    escavao, mas resultantes de problemas construtivos das obras

    observadas, as leituras posteriores so comparadas e analisadas frente aos

    efeitos da temperatura, e se possvel, as leituras devem sempre ser

    realizadas pelo mesmo operador, na mesma hora, caso contrrio, podeocorrer uma superposio de efeitos de difcil avaliao.

    Os resultados das medies devem ser submetidos imediatamente

    aos profissionais envolvidos.

    17.9 CONTROLE DE TRINCAS

    Outra forma valiosa de acompanhamento de patologias o controlesistemtico de abertura e extenso de trincas. Estas medidas podem ser

    realizadas com paqumetros e fissurmetros de lmina e fissurmetros

    mecnicos

    Os resultados devem ser apresentados, preferencialmente, na forma

    de estereogramas. importante tambm acompanhar a progresso das