& Construções
OBRAS DE ARTE
Instituto Brasileiro do Concreto
MODELOS DE DIMENSIONAMENTO, 80 NORMALIZAÇÃO E MÉTODOS 2015 DE AVALIAÇÃO DE PONTES E VIADUTOS
Ano XLIII
OUT-DEZ
ISSN 1809-7197 www.ibracon.org.br
57º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO
MERCADO NACIONAL
ENTIDADES DA CADEIA
DEBATES EM TORNO DA SUSTENTABILIDADE DO CONCRETO
DESEMPENHO E EXPECTATIVAS DA INDÚSTRIA DE PRÉ-FABRICADOS
75 anos da ABNT
Esta edição é um oferecimento das
seguintes Entidades e Empresas
Adote concretamente a revista
2 | CONCRETO & Construções
CONCRETO & Construções
Ponto de encontro dos profissionais e das
EMPRESAS BRASILEIRAS DA CADEIA PRODUTIVA DO CONCRETO
Apresentação de trabalhos técnico-científicos TEMAS
COTAS DE PATROCÍNIO E EXPOSIÇÃO
„ Gestão e Normalização „ Materiais e Propriedades „ Projeto de Estruturas „ Métodos Construtivos „ Análise Estrutural „ Materiais e Produtos Específicos „ Sistemas Construtivos Específicos „ Sustentabilidade
„ Excelentes oportunidades para divulgação, promoção e relacionamento „ Espaços comerciais na XII Feira Brasileira das Construções em Concreto (Feibracon) „ Palestras técnico-comerciais no Seminário de Novas Tecnologias „ Inscrições gratuitas no evento
Informações e prazos para submissão www.ibracon.org.br
Sobre os Planos de Investimento, informe-se: Tel. (11) 3735-0202 ou e-mail:
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R E A L I Z A Ç Ã O Rua Julieta do Espírito Santo Pinheiro, nº 68 – Jardim Olimpia CEP 05542-120 – São Paulo – SP – Brasil Telefone (11) 3735-0202 | Fax (11) 3733-2190
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CONCRETO & Construções | 3
u sumário & Construções
seções
12 Encontros e Notícias 7 Editorial 102 Mercado Nacional 17 Personalidade Entrevistada: 117 Entidades da Cadeia 9 Coluna Institucional 11 Converse com IBRACON Luciano Afonso Borges 133 Mantenedor
57º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO
28 40 44 55 64 68 72 74
O futuro do concreto para a sustentabilidade Premiados pelo IBRACON em 2015
OBRAS DE ARTE
Instituto Brasileiro do Concreto
MODELOS DE DIMENSIONAMENTO, 80 NORMALIZAÇÃO E MÉTODOS 2015 DE AVALIAÇÃO DE PONTES E VIADUTOS
Ano XLIII
OUT-DEZ
ISSN 1809-7197 www.ibracon.org.br
57º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO
MERCADO NACIONAL
ENTIDADES DA CADEIA
DEBATES EM TORNO DA SUSTENTABILIDADE DO CONCRETO
DESEMPENHO E EXPECTATIVAS DA INDÚSTRIA DE PRÉ-FABRICADOS
75 anos da ABNT
CRÉDITOS CAPA Ponte Itapaiúna sobre o Rio Pinheiros. Construtora Norberto Odebrecht. Fotógrafo: Carlos Geller
Arena do Concreto: palco das competições estudantis Projeto vencedor do Concurso Ousadia 2015
& Construções
PRESIDENTE DO COMITÊ REVISTA OFICIAL DO OBRAS DE ARTEIBRACON Revista de caráter científico, tecnológico EDITORIAL MODELOS DE DIMENSIONAMENTO, à Eduardo Barros Millen 80 e informativo para o setor produtivo da NORMALIZAÇÃO E MÉTODOS construção civil, para o ensino e para a 2015 (estruturas) DE AVALIAÇÃO DE PONTES pesquisa em concreto. E VIADUTOS COMITÊ EDITORIAL – MEMBROS ISSN 1809-7197 àArnaldo Forti Battagin Tiragem desta edição: (cimento e sustentabilidade) 5.500 exemplares àElton Bauer Publicação trimestral distribuida (argamassas) gratuitamente aos associados àEnio Pazini de Figueiredo (durabilidade) JORNALISTA RESPONSÁVEL àEvandro Duarte à Fábio Luís Pedroso - MTB 41.728 (protendido)
[email protected] àFrederico Falconi (projetista de fundações) PUBLICIDADE E PROMOÇÃO àGuilherme Parsekian à Arlene Regnier de Lima Ferreira E (alvenaria estrutural) DEBATES EM TORNO DESEMPENHO 75 anos da ABNT
[email protected] DA SUSTENTABILIDADE EXPECTATIVAS DA Helena INDÚSTRIA à Carasek DO CONCRETO DE PRÉ-FABRICADOS à Hugo Rodrigues (argamassas)
[email protected] àHugo Rodrigues (cimento e comunicação) PROJETO GRÁFICO E DTP àInês L. da Silva Battagin à Gill Pereira (normalização)
[email protected] àÍria Lícia Oliva Doniak (pré-fabricados) ASSINATURA E ATENDIMENTO àJosé Tadeu Balbo
[email protected] (pavimentação) àNelson Covas GRÁFICA (informática no projeto Ipsis Gráfica e Editora estrutural) Preço: R$ 12,00 àPaulo E. Fonseca de Campos (arquitetura) As ideias emitidas pelos entrevistaàPaulo Helene dos ou em artigos assinados são de (concreto, reabilitação) responsabilidade de seus autores e àSelmo Chapira Kuperman não expressam, necessariamente, a (barragens) opinião do Instituto. Instituto Brasileiro do Concreto
Ano XLIII
OUT-DEZ
II Simpósio de Durabilidade das Estruturas de Concreto Comitês Técnicos lançam Práticas Recomendadas Simpósio de Modelagem Computacional do Concreto Eleição do Conselho Diretor do IBRACON
ESTRUTURAS EM DETALHES
75 84 92
Modelo de dimensionamento à flexão segundo ABNT NBR 6118:2014 Modelagem de obra de arte com assimetria Dimensionamento de armaduras longitudinais sujeitas à fadiga
INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO
105 111
Índices de avaliação da degradação de obras de arte
ISSN 1809-7197 www.ibracon.org.br
57º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO
135
Todos os direitos de reprodução reservados. Esta revista e suas partes não podem ser reproduzidas nem copiadas, em nenhuma forma de impressão mecânica, eletrônica, ou qualquer outra, sem o consentimento por escrito dos autores e editores.
IBRACON Rua Julieta Espírito Santo Pinheiro, 68 – CEP 05542-120 Jardim Olímpia – São Paulo – SP Tel. (11) 3735-0202
Método probabilístico para avaliação da segurança de pontes
Histórico das normas brasileiras para cargas móveis em pontes e viadutos A qualificação profissional na ABNT NBR 15146-3
Instituto Brasileiro do Concreto
INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO Fundado em 1972 Declarado de Utilidade Pública Estadual | Lei 2538 de 11/11/1980 Declarado de Utilidade Pública Federal | Decreto 86871 de 25/01/1982
INDUSTRIALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO
DIRETOR PRESIDENTE Túlio Nogueira Bittencourt
New opportunities with post-tensioned mansory
DIRETOR 1º VICE-PRESIDENTE Julio Timerman
ENTENDENDO O CONCRETO
143
ENTIDADES DA CADEIA
© Copyright 2015 IBRACON
NORMALIZAÇÃO TÉCNICA
123 129
MERCADO NACIONAL
Projeto e cálculo de viga isostática de concreto protendido – Parte II
DIRETOR 2º VICE-PRESIDENTE Nelson Covas DIRETOR 1º SECRETÁRIO Antonio D. de Figueiredo DIRETOR 2º SECRETÁRIO Arcindo Vaquero Y Mayor DIRETOR 1º TESOUREIRO Claudio Sbrighi Neto DIRETOR 2º TESOUREIRO Carlos José Massucato
6 | CONCRETO & Construções
DIRETOR DE MARKETING Hugo da Costa Rodrigues Filho DIRETOR DE EVENTOS Luiz Prado Vieira Júnior DIRETORA TÉCNICA Inês Laranjeira da Silva Battagin DIRETOR DE RELAÇÕES INSTITUCIONAIS Ricardo Lessa DIRETOR DE PUBLICAÇÕES E DIVULGAÇÃO TÉCNICA Paulo Helene DIRETORA DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO Ana Elisabete Paganelli Guimarães A. Jacintho DIRETORA DE CURSOS Iria Lícia Oliva Doniak DIRETORA DE CERTIFICAÇÃO DE MÃO DE OBRA Roseni Cezimbra
u editorial
IBRACON: sentimento de dever cumprido e saudades Caro leitor,
E
stamos lhe enviando a 80ª edição da
o futuro do IBRACON. O
nossa Revista CONCRETO & Constru-
envolvimento das novas
ções. Nessa edição, estamos enfocan-
gerações
do o tema “Obras de Arte em Concreto”.
mental para a continuidade do nosso Instituto no futuro.
Tenho servido o IBRACON em sua Diretoria desde 2003.
será
funda-
Eu continuarei a atuar no Conselho do IBRACON, de onde espero poder continuar contribuindo para o seu progresso.
Naquela época, fui convidado pelo então Presidente, Professor Paulo Helene, a assumir uma das diretorias, se não
Tivemos várias conquistas ao longo desses anos: os nossos
me engano a diretoria de Pesquisa e Desenvolvimento. De-
livros se tornaram referências no ensino de Engenharia no Bra-
pois atuei também nas Diretorias de Eventos e Publicações.
sil; a nossa Revista CONCRETO & Construções se consolidou como um veículo de qualidade e profissionalismo com o apoio
Foi e tem sido uma experiência enriquecedora e bastante gra-
de importantes empresas do setor; a nossa Revista IBRACON
tificante para mim estar sempre presente nas ações do nosso
de Estruturas e Materiais (RIEM) também se consolidou como
Instituto Brasileiro do Concreto nos últimos 13 anos. Depois de
um importante veículo técnico-científico, indexado e reconhe-
minhas contribuições nas referidas diretorias, nas gestões do
cido pelos nossos órgãos de controle e fomento; os nossos
Professor Paulo Helene e do Engenheiro Rubens Bittencourt,
Comitês Técnicos se tornaram uma realidade em função da
fui eleito Vice-presidente do IBRACON. Nesta fase, trabalhei
reorganização promovida pela nossa Diretoria Técnica e de
sob o comando do Professor José Marques Filho, o nosso Pre-
parcerias importantes com outras entidades, além do esforço
sidente naquela época. Aprendi muito com o Paulo, com o Ru-
de seus membros; o nosso evento se consolidou como um
bens e com o José Marques. Agradeço muito a eles por terem
grande, senão o maior, evento técnico na área da construção
se tornado meus grandes amigos e companheiros nas ativida-
civil no Brasil; e os nossos Concursos Estudantis também se
des do IBRACON. Em 2012, fui eleito Presidente do IBRACON
diversificaram e tem atraído sempre a participação vigorosa e
e, em 2014, reeleito para um mandato final de mais dois anos.
entusiasmada de diversas instituições e estudantes.
O tempo voa e já chegamos ao fim deste segundo man-
Fizemos também parcerias internacionais importantes
dato. Agora em outubro de 2015, um novo Conselho foi
com a RILEM (International Union of Laboratories and Ex-
eleito, tendo a missão de indicar o nosso novo Presidente
perts in Construction Materials, Systems and Structures) e
até o final do ano, para um mandato de dois anos. A par-
o ACI (American Concrete Institute), o que nos expõe de
ticipação e engajamento de todos são fundamentais para
forma definitiva no espaço internacional. Nossas parcerias CONCRETO & Construções | 7
com diversas entidades no Brasil foram intensificadas e
valorosos funcionários, sem os quais o trabalho voluntário
temos tido muitas conquistas através delas.
que desenvolvemos não seria possível.
No final de outubro, realizamos o 57º Congresso Brasileiro do
Tenho a sensação do dever cumprido e agradeço a Deus pela
Concreto (57CBC), em conjunto com a nossa FEIBRACON
oportunidade que tive de servir ao IBRACON. Já estou com
(Feira Brasileira das Construções em Concreto), na paradisí-
um pouco de saudade da batalha, mas considero importantís-
aca cidade de Bonito. O IBRACON foi criado em 1972 e tem
simo a renovação dos nossos quadros e de nossas perspecti-
realizado todas essas edições do evento ao longo dos últimos
vas. Desejo todo o sucesso ao nosso futuro presidente.
anos de forma contínua, nos primeiros anos com dois eventos anuais. E continuaremos assim nas próximas edições do
Aproveito mais uma vez para agradecer a você, leitor e
evento em Belo Horizonte, em Goiânia e em Foz do Iguaçu.
associado, pelo seu apoio ao IBRACON.
Gostaria, antes de encerrar, manifestar meus agradeci-
O IBRACON precisa da sua participação e do seu entu-
mentos a todos os membros da Diretoria do IBRACON,
siasmo para construirmos um Instituto cada vez melhor e
que me acompanharam e me auxiliaram nos últimos anos
mais forte! Participe! TÚLIO N. BITTENCOURT
na condução do IBRACON. Também é importante manifestar o meu agradecimento especial aos nossos poucos e
Presidente
do
IBRACON
Revista CONCRETO & Construções A revista CONCRETO & Construções é o veículo impresso oficial do IBRACON. De caráter científico, tecnológico e informativo, a publicação traz artigos, entrevistas, reportagens e notícias de interesse para o setor construtivo e para a rede de ensino e pesquisa em arquitetura, engenharia civil e tecnologia. Distribuída em todo território nacional aos profissionais em cargos de decisão, a revista é a plataforma ideal para a divulgação dos produtos e serviços que sua empresa tem a oferecer ao mercado construtivo.
PARA ANUNCIAR Tel. 11- 3735-0202
[email protected]
Formatos e investimentos
Formato
2ª Capa + Página 3 Página Dupla 4ª Capa
Periodicidade Número de páginas Formato Papel Capa plastificada Acabamento Tiragem Distribuição
Trimestral 104 (mínimo) 21 x 28 cm Couché 115 g Couché 180 g Lombada quadrada colada 5.500 exemplares Circulação controlada, auditada pelo IVC
fissionais e o ramo Consulte o perfil dos pro sas do mailing: pre em das o açã de atu “Publicações”) (link .br www.ibracon.org 8 | CONCRETO & Construções
2ª, 3ª Capa ou Página 3 1 Página 2/3 de Página Vertical 1/2 Página Horizontal 1/2 Página Vertical 1/3 Página Horizontal 1/3 Página Vertical 1/4 Página Vertical Encarte
Dimensões
42,0 x 28,0 cm
R$ 9.650,00
42,0 x 28,0 cm
8.550,00
21,0 x 28,0 cm
6.530,00
21,0 x 28,0 cm
6.290,00
21,0 x 28,0 cm
5.860,00
14,0 x 28,0 cm
4.390,00
21,0 x 14,0 cm
3.190,00
10,5 x 28,0 cm
3.190,00
21,0 x 9,0 cm
2.750,00
7,0 x 28,0 cm
2.750,00
10,5 x 14,0 cm
2.380,00
Sob consulta
Sob consulta
u coluna institucional
Em prol do desenvolvimento técnico
N
este
espaço
da Coluna Instituconal
Mas, será que tudo isto valeu a pena?
da
Sob o ponto de vista do as-
CONCRETO &
sociativismo, entendo que sim!!.
Construções,
Hoje, o profissional que atua na
não poderia inicialmente deixar de
cadeia produtiva do concreto
citar o Dr. Túlio Nogueira Bitten-
sabe que ele está inserido dentro
court, cujo segundo mandato se
de uma atividade que não com-
encerra no final de 2015, pela bri-
porta atitudes isoladas. Ele sabe
lhante gestão empreendida a fren-
que, dentro da nossa atividade,
te do Instituto Brasileiro do Con-
deve-se experimentar um cresci-
creto (IBRACON), proporcionando
mento homogêneo, onde todos
uma visibilidade cada vez maior ao
participem e usufruam na mes-
mesmo.
ma proporção.
Como Vice-Presidente do IBRACON, tenho tido o
Quando eu falo de crescimento, estou me referindo
privilégio de conviver e trocar experiências com os mais
ao aspecto mais amplo, que engloba o aprimoramento
renomados profissionais da cadeia produtiva do concre-
técnico, a evolução administrativa, etc...
to, mas não poderia também me esquivar de citar que administrar o IBRACON não é uma tarefa fácil!!
Aí está a grande virtude do IBRACON!. Hoje todos sabemos que existe uma entidade onde pode-se discu-
Quando você menos percebe, você está inteiramente
tir abertamente os problemas e oportunidades da cadeia
envolvido nos problemas do Instituto, sacrificando sua
produtiva do concreto, onde podemos trocar experiên-
vida profissional, sua família, seu descanso....
cias com os mais renomados profissionais nacionais e
Certificação de profissionais, Diretorias Regionais, rela-
internacionais. Neste sentido, o IBRACON é único!!
cionamento com outras entidades, cursos, workshops e pa-
Frequentemente, fomos indagados pelo fato do
lestras técnicas, Congresso Brasileiro do Concreto, revistas,
IBRACON estar focando demasiadamente no aperfeiço-
livros e publicações técnicas são algumas das atividaes que
amento técnico, organizando diversos cursos e even-
me vem à cabeça neste balanço que faço do IBRACON.
tos voltados a reciclagem técnica e o aprimoramento
CONCRETO & Construções | 9
profissional. O que não se percebia era o fato de que, tão
participação destes, que brevemente irão ingressar nesta
importante quanto o conteúdo dos cursos, workshops e
apaixonante atividade das construções de concreto, tem
evento, brilhantemente culminado no nosso Congresso
sido cada vez maior nos eventos promovidos pelo IBRACON,
Brasileiro do Concreto (CBC), é a oportunidade única
estimulados pelos concursos e competições onde eles tem
dos profissionais estarem juntos, conhecendo-se e tro-
tido a possibilidade de usar a imaginação e aplicar os conhe-
cando experiências para a própria evolução e a evolu-
cimentos adquiridos nos cursos de engenharia.
ção da cadeia produtiva do concreto!!!
Finalmente, entendo que o caminho é longo e pe-
Neste ponto, destaco o Dr. Martin Luther King Jr.,
noso, mas tenham a certeza que o IBRACON saberá
corajoso líder dos direitos civis na década de 60, que
trilhá-lo para atingir a tão sonhada meta que sempre o
escreveu em certa ocasião: “Aprendemos a nadar como
norteou: Avanço Concreto – Hoje e Sempre!!!!
os peixes e a voar como os pássaros, mas não aprendemos ainda a arte de vivermos como irmãos”. É de se emocionar também as iniciativas promovidas pelo IBRACON para atrair os estudantes nos nossos eventos. A
10 | CONCRETO & Construções
JÚLIO TIMERMAN V ice P residente I nstituto B rasileiro
do
do
IBRACON
C oncreto
u converse com o ibracon ENVIE SUA PERGUNTA PARA O E-MAIL:
[email protected] PERGUNTAS TÉCNICAS Estou preparando material didático sobre Configuração de ruptura
muro de arrimo em alvenaria estrutural e estou utilizando como referência, além da sua publicação sobre alvenaria estrutural, a dissertação de mestrado do
Rodrigues Maluf. Gostaria
Danilo
de verificar
Linha de fratura
se você tem algum material que possa me enviar acerca das tabelas para determina-
Charneira
ção dos esforços horizontais em placas de alvenaria, notadamente no que se refere às normas canadense e britânica.
Configuração de ruptura
Além
disso, gostaria de saber se você tem co-
Momento = 0 em toda a charneira
nhecimento de algum estudo de ensaios em placas submetidas a ações horizontais com variação linear, pois, ao que me parece, as
Linha de ruptura
tabelas referidas nas normas acima foram desenvolvidas apenas para paredes com cargas uniformes.
PROF. ANTONIO DE FARIA Grupo Educacional Unis
A dissertação de mestrado Maluf (2007), disponível em www.ppgeciv. ufscar.br, trata do projeto de painéis de alvenaria, considerando Estado Limite Último e de Serviço. No projeto de muros de arrimo, usualmente se tem painéis entre enrijecedores submetidos a forças laterais distribuídas em área (placas), sendo esse o tópico da pergunta. É um problema parecido com lajes de concreto armado, com solução determinada de acordo com a teoria das charneiras plásticas, com algumas diferenças: i) eventualmente o painel é não armado; ii) a alvenaria tem comportamento não isótropo, com diferenças de resistência de tração na flexão e módulo de elasticidade nas direções verticais e horizontais. Para cálculo de esforços no painel de alvenaria (Mx e My) recomendo usar dois métodos, dependendo da situação. Se for Alvenaria Não Armada usar o Método das Linhas de Ruptura, que faz parte da norma Canadense CSA
S.304. Esse método considera, mesmo em alvenaria não armada, a formação de charneiras com forma parecida a observada em lajes de concreto armado, de acordo com as vinculações dos lados. Essa hipótese é feita a partir da observação de vários resultados de ensaios, que mostram linhas de fissura nas mesmas posições observadas em lajes de concreto armado. A diferença é que, pelo painel ser não armado, não há ductibilidade suficiente para formação de charneiras plásticas nas primeiras fissuras. Então o que o método propõe é considerar as charneiras de formas semelhantes às de lajes, porém ignorar (ou considerar momento nulo) ao longo da primeira fissura formada. Nas demais fissuras, o momento é considerado constante em cada direção. A figura ilustra essa condição. Fazendo o equilíbrio, chega-se aos momentos em cada direção. Tabelas com resultados para carga uniforme estão disponíveis na dissertação e na norma canadense citadas e no livro Parsekian, Hamid, Drysdale: Comportamento e Dimensionamento de Alve-
naria Estrutural, EdUFSCar, 2013. No caso de Alvenaria Armada, a sugestão é usar as tabelas de Linha de Plastificação que constam na norma Britânica BS 5628, reproduzidas nas referências acima citadas. Nesse caso todas as charneiras são consideradas, porém fazendo diferenciação entre a resistência à flexão (ortotropia) em cada direção. Outra possibilidade, dependendo do tamanho do painel, é fazer uma análise elástica para cálculo dos momentos, através de um modelo de grelha, tomando-se o cuidado de considerar rigidezes distintas em cada direção. Sobre a existência de tabelas para cálculo de momentos para carga lateral triangular, específicos para alvenaria estrutural, não conheço, sendo esse um bom tema para desenvolver um estudo. Creio ser possível determinar a solução através dos métodos acima descritos. GUILHERME PARSEKIAN, Professor do Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil da UFSCar e membro do
Comitê Editorial
CONCRETO & Construções | 11
u encontros e notícias | LIVROS
Elementos de fundações em concreto
N
o livro “Elementos de fun-
mento das peças de funda-
dações em concreto”, da
ções de concreto, com base
editora Oficina de Textos, o
em exemplos práticos. Há mo-
professor do Centro Universi-
delos e tabelas que ajudam o
tário de Lins (Unilins) explica
profissional a escolher entre as
os conceitos e as fórmulas
melhores alternativas de fun-
relacionados com a análise
dação em função das caracte-
estrutural, como os cálculos
rísticas de cada obra.
dos estados-limite último e de
à Informações:
serviço, e com o dimensiona-
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Curso básico de concreto armado
P
ara tornar mais acessí-
presa 2MS Projetos, discutem
veis os conceitos e os
os principais tópicos da norma
métodos do concreto ar-
brasileira ABNT NBR 6118:2014,
mado, os autores do Curso
que estabelece requisitos e pro-
básico de concreto armado,
cedimentos
Thiago
Porto,
estruturas de concreto. Na se-
professor do Departamento
gunda parte do livro, os autores
de Engenharia Civil da PUC
aplicam os conceitos e procedi-
Minas e diretor de projetos
mentos no projeto de um edifício
na empresa Consmara En-
em concreto armado, com todas
genharia, e Danielle Stefane
suas etapas e cálculos.
Gualberto Fernandes, coor-
à Informações:
denadora de projetos na em-
www.oficinadetextos.com.br
Bomjardim
do
projeto
para
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CONCRETO & Construções | 13
u encontros e notícias | LIVROS
Prática Recomendada IBRACON Concreto Autoadensável razendo para a comunidade
T
tê Técnico IBRACON sobre
técnica os conceitos relacio-
Concreto Autoadensável (CT
nados ao concreto autoadensá-
202), voltando-se aos pro-
vel, as recomendações para sele-
fissionais que lidam com a
ção de materiais, os métodos de
tecnologia do concreto au-
dosagem, os procedimentos de
toadensável
mistura, as recomendações para
de obras, nas indústrias de
a aceitação do concreto no esta-
pré-fabricados, nos laborató-
do fresco e para seu transporte,
rios de controle tecnológico e
lançamento e rastreamento, a pu-
nas universidades.
blicação procura atender uma ne-
A publicação contou com o
cessidade do mercado nacional.
patrocínio
A obra, em formato e-book, é
Engemix, Grace, Unisinos, itt
resultado do trabalho do Comi-
performance e Votorantim.
nos
da
canteiros
Concrebras,
MAIS FORÇA PARA CONSTRUIR UM BRASIL MELHOR.
Pitimbu-Paraíba
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O CIMENTO COM A FORÇA DO BRASIL.
u encontros e notícias | EVENTOS
2º Congresso Brasileiro de Patologia das Construções Associação Brasileira de Patolo-
A
2° Congresso Brasileiro de Patologia
e tecnológicas sobre estes impor-
gia das Construções (ALCONPAT
das Construções (2º CBPAT).
tantes temas e áreas correlatas, o 2º
BRASIL), com apoio do Instituto Brasi-
Fórum de debates sobre o controle
CBPAT está recebendo artigos técni-
leiro do Concreto (IBRACON), promo-
da qualidade, a patologia e a recu-
co-científicos.
ve, entre os dias 18 e 20 de abril de
peração de estruturas, com intuito
à Informações:
2016, na cidade de Belém, no Pará, o
de divulgar as pesquisas científicas
http://alconpat.org.br/cbpat2016/
2ª Conferência Internacional sobre sustentabilidade do concreto
O
rganizada pela Universidade Po-
truturas sustentáveis, a 2ª Conferência
litécnica de Madri (UPM) e co-or-
Internacional sobre sustentabilidade
ganizada pela Ache, ACI, Alconpat, fib,
do concreto (ICCS16) vai acontecer de
Rilem e JCI, com a finalidade de discu-
13 a 15 de junho de 2016, em Madri,
tir tecnologias redutoras de impactos
na Espanha.
ambientais, aspectos de durabilidade
à Informações:
de projetos de obras e materiais e es-
www.iccs16.org
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SOLUÇÕES CUSTOMIZADAS
CONCRETO & Construções | 15
u encontros e notícias | EVENTOS
IABMAS 2016 8ª Conferência Internacional sobre
A
ternacional para Manutenção e Segu-
Manutenção, Segurança e Geren-
rança de Pontes (IABMAS, na sigla em
ciamento de Pontes (IABMAS 2016)
inglês), tendo o apoio da Universidade
será realizada em Foz do Iguaçu, no
de São Paulo (USP).
Brasil, de 26 a 30 de junho de 2016,
à Informações:
sendo organizada pela Associação In-
www.iabmas2016.org
Conferência Internacional sobre a Reação Álcali-Agregado
P
romovida pelo IBRACON e pela Universidade Estadual Paulista (UNESP)
de Ilha Solteira, a International Conference on alkali-aggregate reaction (ICAAR) está marcada para acontecer em São Paulo, de 3 a 7 de julho de 2016. à Informações: http://ibracon.org.br/icaar/
16 | CONCRETO & Construções
u personalidade entrevistada
Luciano Afonso
E
Borges
ngenheiro civil formado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo na turma de 1968. Iniciou sua carreira profissional na construção de edificações, mas, já em 1970, foi trabalhar em projetos de pontes no escritório de Fritz Leonhardt, na Alemanha. De volta ao Brasil em 1972, ingressou na Maubertec, para trabalhar no projeto de um conjunto de pontes para o Anel Viário de São Paulo, obra que acabou não seguindo adiante. Ainda na década de 1970, foi convidado pelos engenheiros Maurício
Gertsenchtein e José Roberto Bernasconi a se tornar sócio da empresa, onde atualmente é diretor executivo. Borges lecionou nas cadeiras de Pontes e de Concreto na Escola de Engenharia de Lins por 15 anos, até 1986. Ele tem atuado institucionalmente na Associação Paulista de Empresas de Consultoria e Serviços em Saneamento e Meio Ambiente (APECS) e no Sindicato Nacional das Empresas de Arquitetura e Engenharia Consultiva (Sinaenco).
CONCRETO & Construções | 17
IBRACON – Qual foi sua trajetória
para trabalhar na Maubertec que, na
IBRACON – Quais as premissas para
profissional desde a escolha do curso
época, tinha um conjunto de pontes
um bom projeto de obras de arte?
de engenharia até a direção de uma
de grande porte do Anel Viário para
fatores são determinantes na escolha
empresa de projetos e gerenciamento
projetar. O empreendimento do Anel
do melhor partido estrutural?
envolvida em grandes obras de
Viário estava sob a responsabilidade
condições são imprescindíveis de serem
engenharia país afora?
do DER (Departamento de Estradas
levadas em conta no projeto estrutural,
Quais
Que
Luciano Afonso Borges – A engenharia
de Rodagem de São Paulo) e o
considerando segurança, conforto e
civil sempre foi a área profissional
gerenciamento era realizado pelos
durabilidade da obra?
que mais me interessou. Após o meu
Consultores Gerais.
Luciano Afonso Borges – Um bom
ingresso na Escola Politécnica da
Em 1973 voltei a lecionar na Escola
projeto de obra de arte é aquele que
Universidade de São Paulo, tive que
de Engenharia de Lins na Cadeira
atende às condições de segurança
escolher o curso e a especialidade,
de Concreto II. Permaneci nesta
e conforto do usuário, aos requisitos
já que naquela época isto ocorria
atividade acadêmica até 1986,
de durabilidade e economicidade, e
já a partir do 3º ano do curso de
complementarmente colaborando
que garante uma inserção estética
graduação. Optei pela especialidade
nas atividades do Departamento
agregadora ao meio ambiente.
de Estruturas. Terminado o curso
de Engenharia Civil e na Fundação
A escolha do melhor partido
em 1968, fui trabalhar na construção
Mantenedora da Escola.
estrutural depende dos vãos que
de prédios na Construtora Itapuã e
Na Maubertec comecei na condução
devem ser vencidos e dos gabaritos
passei a ministrar aulas na cadeira de
dos projetos de pontes, porém, com o
que devem ser obedecidos. A partir
Pontes na Escola de Engenharia de
passar do tempo, as atividades foram
dessas condicionantes, pode-se
Lins, em substituição ao Prof. Maurício
ampliadas para as obras de metrô,
escolher um elenco de partidos
Gertsenchtein, que fora meu professor
para as obras viárias, de saneamento
estruturais que se mostrem mais
de concreto na Politécnica.
básico, edificações, industriais,
adequados, no que se refere aos
A área de construção de edificações
gerenciamento e fiscalização de
aspectos estéticos, econômicos,
não me atraiu, de forma que, em 1970,
obras e para a manutenção de
construtivos e de segurança.
resolvi trabalhar em projetos de pontes
ativos. Passados poucos anos, ainda
De maneira geral, as obras com vãos
na Alemanha. Com o apoio do Prof.
na década de 70, os engenheiros
maiores são mais dispendiosas do
Telemaco Van Langendonck, meu
Maurício Gertsenchtein e José Roberto
que aquelas com vãos menores. Um
professor na Politécnica, consegui
Bernasconi, sócios fundadores da
aspecto a ser observado na escolha
uma oportunidade no escritório do
Maubertec, me convidaram para
dos vãos é a adequada proporção entre
Prof. Fritz Leonhardt, de renome
participar da empresa como sócio,
eles, sobretudo nos de extremidade.
internacional em concreto armado e
convite que prontamente aceitei.
Outro fator que pode fundamentar vãos
protendido e em pontes, cujos livros
Minha atuação na Empresa, hoje, é de
maiores é a condição do subsolo para a
me serviam de referência para as aulas
Diretor Executivo, focada na produção
fundação. Fugir de condições adversas
que ministrava em Lins.
e na comercialização de projetos, com
de fundação através de vãos maiores
Em meados de 1972, atendendo a
uma certa dose de atuação institucional
pode ser uma solução econômica para
um convite do Prof. Maurício, retornei
através da Apecs e do Sinaenco.
contornar custos e riscos elevados
“
AS OBRAS DE ARTE, COMO O PRÓPRIO NOME DIZ, DEVEM PROPORCIONAR AO SEU ENTORNO UMA BELEZA
18 | CONCRETO & Construções
DECORRENTE DA SUA ARQUITETURA E DA FORMA COMO SE INSEREM NA PAISAGEM
“
“
O LEGADO SERIA UM DOCUMENTO QUE SINTETIZARIA AS INFORMAÇÕES GERADAS AO LONGO DA OBRA, COM ANÁLISE CRÍTICA DO PROCESSO E DAS SOLUÇÕES ADOTADAS, E COM RECOMENDAÇÕES DE MELHORIAS PARA OS PRÓXIMOS EMPREENDIMENTOS
“
das fundações, que podem superar
devem ser redobrados. Mas é na
obra, que demandem novas soluções
os de aumento dos vãos. Nas pontes
execução que residem os maiores
ou ajustes de projeto.
longas a solução usual é a de restringir
problemas de durabilidade da obra.
Outra missão importante da
o vão maior para atender ao gabarito
ATE é elaborar o Legado do
de navegação, seguido dos dois
IBRACON – Na sua avaliação, essas
Empreendimento e propor ao cliente,
adjacentes, com vãos proporcionais
premissas, fatores e condições têm sido
nos casos de empreendimentos
e estruturalmente ajustados. Para os
devidamente considerados nos atuais
de maior vulto e complexidade, um
acessos a esses vãos centrais opta-se
projetos de obras de arte contratados
plano de avanço tecnológico que
por vãos menores e mais econômicos.
pelo governo brasileiro ou nas
possa ser estruturado utilizando a
As obras de arte, como o próprio
parcerias público-privadas?
própria execução da obra como
nome diz, devem proporcionar ao seu
Luciano Afonso Borges – De maneira
fonte de dados e informações para
entorno uma beleza decorrente da sua
geral, o projeto de obras de arte
alimentar a execução do plano.
arquitetura e da forma como se inserem
no Brasil está bem atendido pelos
Participariam do Plano o cliente, a
na paisagem. É equivocado focar
escritórios de projeto, que utilizam os
projetista, o gerenciador, o executor e
apenas os aspectos econômicos, que
recursos tecnológicos mais modernos
a universidade.
muitas vezes restringem soluções que,
disponíveis no mercado internacional,
A partir do início da obra, por meio
embora mais dispendiosas, possam
e há obras de grande complexidade já
de reuniões sistemáticas, a ATE e
agregar valores estéticos importantes.
executadas e em execução no país.
seus atores passariam a analisar,
No que se refere à segurança da
Através do Sinaenco e da Apecs,
discutir e registrar os problemas e
estabilidade da obra, é importante
temos proposto aos clientes a
as soluções encontradas durante
considerar corretamente as cargas de
introdução, nas suas contratações
a execução do empreendimento,
Norma ou mesmo outras excepcionais
de projeto, da figura da Assessoria
no que se refere aos aspectos
que irão solicitar a obra. Do ponto
Técnica ao Empreendimento (ATE).
contratuais, de planejamento, de
de vista do usuário, a incorporação
Essa Assessoria teria por objetivo
projeto, de execução, de gestão e
dos dispositivos de segurança, como
dar suporte ao cliente nas demandas
do desempenho dos vários atores.
os guarda-rodas, guarda-corpos,
imprevisíveis, que, portanto, não
Ao final da obra a Assessoria, com o
a correta sinalização e a adequada
foram contempladas no escopo na
apoio dos demais agentes, elaboraria
drenagem que impeça o acúmulo
fase que antecede à contratação e ao
o Legado do Empreendimento.
de água na pista, são requisitos
início da obra, como a obtenção de
O Legado seria um documento que
fundamentais e indispensáveis.
licenças e autorizações, a atualização
sintetizaria todas as informações
A durabilidade da obra depende
do orçamento, a alteração do pacote
geradas nas reuniões sistemáticas ao
da obediência às espessuras
técnico, necessidades oriundas das
longo da execução da obra, conteria
de cobrimento das armaduras
fases de licitação e contratação da
uma análise crítica do processo e
especificadas em Norma e da
obra e a readequação da divisão da
das soluções adotadas sob todos os
qualidade do concreto. As juntas de
obra em lotes, entre outros.
aspectos já mencionados, proporia
dilatação são pontos de fragilidade
Atualmente, apenas é contemplada
alternativas e recomendaria melhorias
e eventualmente de desníveis no
nas contratações a Assistência
para os próximos empreendimentos.
pavimento. São locais onde os
Técnica à Obra (ATO), que dá suporte
O Legado seria, ainda, um
cuidados de projeto e de execução
a ocorrências durante a execução da
produto umbilicalmente ligado ao CONCRETO & Construções | 19
para a sociedade em geral e para as áreas específicas da engenharia a experiência de implantação do empreendimento. Seria assim estabelecido um programa de melhoria contínua, de desenvolvimento tecnológico sustentável, registrando e divulgando a experiência acumulada.
CRÉDITO: CONSTRUTORA NORBERTO ODEBRECHT
Empreendimento, que disponibilizaria
IBRACON – O país tem utilizado o que há de mais moderno em tecnologias de construção de pontes, viadutos e túneis?
Quais são essas tecnologias e para quais situações são mais recomendadas?
Existe
uma tendência no setor de se caminhar para a industrialização da construção?
Por quê? Luciano Afonso Borges – Em princípio a engenharia nacional vem
Ponte Itapaiúna sobre o Rio Pinheiros
acompanhando e aplicando as
Os clientes privados, por sua vez, só
contratos pode ser uma atitude de
modernas tecnologias de construção
agora começam a estar mais bem
grande impacto e baixo custo para
de pontes, viadutos e túneis. Estão aí
preparados para fazerem contratações
ajudar a melhoria da nossa engenharia,
as obras estaiadas de grandes vãos e
mais adequadas, evitando que o preço
tanto de projeto como de construção,
os grandes túneis como testemunhos
mínimo prevaleça sobre todos os
da gestão do próprio cliente e das teses
dessa realidade.
fatores de qualidade.
e trabalhos nas universidades, com
O que ocorre é que o Brasil poderia
Existe um princípio básico que reza
grande repercussão para a sociedade,
estar muito melhor se houvesse
o seguinte: “a qualidade do mercado
para o desenvolvimento tecnológico
por parte dos clientes uma
fornecedor é ditada pela qualidade do
nacional e para a qualidade e custo dos
política de valorização e estímulo
mercado comprador”.
empreendimentos.
ao desenvolvimento da nossa
Se o mercado comprador não estiver
Quanto a caminhar para a
engenharia. O desperdício que
preparado para exigir e comprar uma
industrialização da construção, isto
presenciamos é de estarrecer. Os
engenharia de qualidade, o mercado
deve ser sempre uma meta, porque
clientes empobreceram tecnicamente,
fornecedor terá dificuldade para se
ela permite ganhar em produtividade,
as equipes técnicas ficaram reduzidas
desenvolver.
qualidade, prazo e preço. Nos produtos
pela aposentadoria de seus membros,
Nós estamos empobrecidos e a
industrializados em série ela encontra
não houve renovação.
sugestão da introdução da ATE nos
o seu ambiente mais propício. No
“
SE O MERCADO COMPRADOR NÃO ESTIVER PREPARADO
20 | CONCRETO & Construções
PARA EXIGIR E COMPRAR UMA ENGENHARIA DE QUALIDADE, O MERCADO FORNECEDOR TERÁ DIFICULDADE PARA SE DESENVOLVER
“
caso da construção civil, o produto,
não estão preparadas para esse tipo
ganhará mais mercado, por razões
em geral, não é produzido no mesmo
de execução, que requer outro nível de
óbvias: a qualidade do produto tende
local da implantação da obra, a
cuidado de planejamento e de precisão.
a ser melhor, assim como também
quantidade de unidades iguais é restrita
A restrição na forma arquitetônica
a produtividade. O desenvolvimento
e nem sempre são todas iguais. O
pode ser também um obstáculo
da execução pré-fabricada da obra
distanciamento da fábrica ao local da
para a industrialização, embora
em paralelo com as fundações
implantação é um fator restritivo que
existam obras arquitetonicamente
viabiliza cronogramas mais curtos
conduz à solução da pré-fabricação em
arrojadas pré-fabricadas, e o exemplo
e custos menores. A portabilidade
canteiro. Esta é uma solução que pode
internacional premiado mais recente é
aqui mencionada não se restringe a
gerar muitos problemas, sobretudo
o do Hotel Bella Sky em Copenhague,
equipamentos apenas, mas, sobretudo,
se o grau de pré-fabricação da obra é
na Dinamarca.
à cultura e às equipes treinadas. A
alto. A razão dos problemas está no
Na medida em que a industrialização
pré-fabricação no canteiro normalmente
fato de que as construtoras, quando
conseguir flexibilidade, removendo
utilizada, e com os problemas
fazem a pré-fabricação no canteiro,
esses fatores restritivos, dando
acima descritos, poderia ter outra
com frequência, devido a condições
portabilidade à fábrica para o local da
configuração se a fábrica portátil, no
circunstanciais, utilizam equipes que
obra, por exemplo, sem dúvida ela
local, conseguir competitividade.
CRÉDITO: CONSÓRCIO PANAMBY
IBRACON – Como você vê o emprego do concreto projetado como revestimento primário e como revestimento definitivo em túneis rodoviários e metroviários?
Luciano Afonso Borges – Entendo que o concreto projetado, desde que bem controlado e bem aplicado, pode ser utilizado como revestimento primário e também definitivo; apenas deverá ser analisada a questão da forma e do acabamento do túnel. A ausência da fôrma que garanta a conformação geométrica exige que a aplicação seja muito bem-feita. IBRACON – E quanto à protensão de pontes e viadutos? no
Ela é bem empregada
Brasil? Como a tecnologia se
desenvolveu desde sua implantação no
Ponte Laguna sobre o Rio Pinheiros
“
país na década de
1970?
NA MEDIDA EM QUE A INDUSTRIALIZAÇÃO CONSEGUIR FLEXIBILIDADE, DANDO PORTABILIDADE À FÁBRICA PARA O LOCAL DA OBRA, ELA GANHARÁ MAIS MERCADO, POR RAZÕES ÓBVIAS: MELHORA NA QUALIDADE E NA PRODUTIVIDADE
“
CONCRETO & Construções | 21
“
SE HOUVESSE UMA POLÍTICA DE MANUTENÇÃO ATIVA DOS CLIENTES, UMA SÉRIE DE REFORÇOS E RECUPERAÇÕES PODERIA TER SIDO EVITADA E SUBSTITUÍDA POR AÇÕES PREVENTIVAS, DE CUSTO MUITO MENOR
“
Luciano Afonso Borges – A protensão
Luciano Afonso Borges – Ao longo
Logo após este trabalho, em 1995,
no Brasil se desenvolveu a partir dos
de sua existência como empresa
o DER, a partir de um financiamento
cabos de pequena potência dentro da
que desenvolve projetos estruturais,
do Banco Mundial, nos contratou
tecnologia francesa representada pelo
a Maubertec teve muitos trabalhos
para desenvolver o Sistema de
sistema Freyssinet. A partir da década
relacionados à recuperação e reforço
Gerenciamento das Obras de Arte
de 70, com a instalação da empresa
estrutural. Essa convivência sempre
(SIGOA). O sistema foi desenvolvido e
VSL no Brasil, passou-se a utilizar cabos
deixou claro que, se houvesse uma
entregue ao DER dentro do Mauberman
com potências iguais ou superiores a
política de manutenção ativa dos
– “Maubertec Management System”,
120 tf, e longos, com enfiação posterior,
clientes, uma série de reforços e
que é o Sistema de Gestão de Ativos
no lugar dos cabos de 40 tf.
recuperações poderia ter sido evitada
da Maubertec. A implementação
Esse mercado veio sendo
e substituída por ações preventivas,
do sistema foi descontinuada em
acompanhado pela empresa nacional
de custo muito menor, que garantiriam
decorrência do término do financiamento
Rudloff, que acabou incorporando,
a confiabilidade e a disponibilidade do
e da indisponibilidade de recursos.
anos mais tarde, a VSL do Brasil.
ativo (a estrutura).
Toda a engenharia do SIGOA foi
Ainda dentro dos sistemas nacionais
Essa evidência óbvia nos levou, durante
aproveitada pela Comissão das
que se desenvolveram posteriormente,
toda a existência da Maubertec, a uma
Concessões, no seu início, antes da
é importante mencionar a Mac Protensão
política de sensibilização dos nossos
ARTESP (Agência de Transporte do
e a Protende, esta associada à empresa
clientes públicos para a necessidade de
Estado de São Paulo), para a definição
italiana Tensacciai SpA.
implantar um sistema de manutenção
dos requisitos que seriam exigidos
No segmento de cabos para pontes
para as estruturas, bem como prever
das Concessionárias no que tange à
estaiadas, a Protende tem tido uma
uma rubrica específica no orçamento
manutenção das obras de arte.
participação marcante no mercado. O
da empresa – afinal, estruturas
Posteriormente, o Metrô de São
mesmo se diga na área dos aparelhos
necessitam de cuidados, muito embora
Paulo lançou um edital, com vários
de apoio para cargas elevadas tipo
seu processo de deterioração seja
lotes, para a realização de um laudo
bacia e outros.
relativamente lento em comparação
das estruturas das Linhas 1 e 3. A
com o de equipamentos.
Maubertec propôs que, no lugar
IBRACON – Sua empresa desenvolveu
Finalmente, conseguimos lograr
de realizar apenas o laudo, fossem
um sistema integrado de gestão, que
sucesso na Sabesp (Companhia de
aproveitados a oportunidade e os
concilia a gestão da qualidade com a
Saneamento de São Paulo), em função
recursos para a implantação de um
gestão ambiental.
da queda da adutora do Socorro
sistema de manutenção das estruturas.
Conte-nos sobre este
(1989), que deixou parte da cidade sem
Em 1996 a Maubertec ganhou todos os
Como ele interfere no planejamento,
água, e abriu-se então um espaço no
lotes e, conforme proposto, customizou
projeto, execução e gerenciamento de
orçamento. Fomos contratados pela
o Mauberman, adequando-o ao Metrô.
obras de arte da empresa (citar exemplos
Sabesp em 1992 para desenvolver e
Em 2000, ao final do contrato, entregou
de obras)?
Como ele tem sido usado para
implantar um plano de manutenção
ao Metrô dois servidores, um contendo
monitorar anomalias em pontes e viadutos
de Reservatórios e Travessias. Esse
o Mauberman e o outro contendo
plano foi implantado e até hoje orienta
um banco de dados com todas as
de tomar medidas preventivas (citar
a Companhia nas suas ações de
informações relativas às estruturas
exemplos de obras)?
manutenção dessas estruturas.
que evidenciaram ocorrências
sistema.
O que levou à sua implantação?
sob gestão da
Maubertec, no sentido
22 | CONCRETO & Construções
“
DENTRO DA LINGUAGEM BIM, O MAUBERMAN É UM SISTEMA 7D:
“
GERENCIA O PROJETO, FAZ O PLANEJAMENTO E A SIMULAÇÃO VIRTUAL DA CONSTRUÇÃO, GERENCIA OS CUSTOS, A MANUTENÇÃO DOS ATIVOS E A INTERFACE DO EMPREENDIMENTO COM O MEIO AMBIENTE
demandantes de acompanhamento
estar preparado para acompanhar o
gerir, a partir da documentação 2D
ou intervenção de recuperação ou
Ciclo de Vida do Empreendimento,
georreferenciada, todo o Ciclo de
reforço, com o planejamento das
nele incluídos todos os ativos que
Vida do Empreendimento, dentro do
Ordens de Serviço realizado a partir
o compõem. Por outro lado, o
Conceito da Gestão Integral.
de uma política de gestão, que então
conceito de gestão deveria ser o
Com o advento da implantação do BIM
passou a ser feita pelo Mauberman.
da Gestão Integral, voltada para o
no país, o Mauberman incorporou essa
As inspeções realizadas identificaram
ativo. A Gestão Integral incorpora
tecnologia 3D em uma nova versão,
desde problemas de manutenção mais
os conceitos de que cada fase do
alternativa à original 2D. Dentro da
leve até de reforços estruturais. Através
empreendimento deve estar preparada
linguagem BIM, o Mauberman é um
de dois novos contratos, o Metrô
para atender tanto a ela própria como
sistema 7D, isto é, gerencia o projeto
ampliou o sistema para toda a rede,
às fases seguintes no que tange às
(3D), faz o planejamento e a simulação
incluindo as linhas 2 e 5. A partir daí o
informações que ela gera dos ativos,
virtual da construção (4D), gerencia os
Sistema Mauberman passou a operar
bem como deve compreender não
custos da construção (5D), gerencia a
corporativamente.
apenas os ativos que compõem o
manutenção dos ativos (6D), gerencia
Durante os trabalhos do primeiro
empreendimento como também a
a interface do empreendimento com o
contrato, ainda na década de 90,
sua interface com o meio ambiente.
meio ambiente (7D).
percebeu-se que o sistema deveria
Assim, o sistema foi preparado para IBRACON – Em sua atuação quanto à
CRÉDITO: CONSTRUTORA BETER S/A
manutenção de empreendimentos, quais têm sido as manifestações patológicas mais frequentes encontradas pela empresa em pontes e viadutos?
Como
essas anomalias poderiam ter sido evitadas?
De que modos elas são
usualmente tratadas em termos de recuperação e reforço?
Luciano Afonso Borges – O processo de gerenciamento das anomalias se inicia por uma vistoria. Identificada uma anomalia, busca-se diagnosticar suas causas. Se necessário, procede-se a ensaios “in loco” para a caracterização dos materiais, quando não disponíveis. Procede-se, então, às análises estáticas. A partir das análises verifica-se se é caso de reforço ou de reparo. Em caso de dúvida, monitorase a estrutura para acompanhar seu Ponte sobre o Rio Araguaia em Conceição do Araguaia
comportamento, e depois decidir. CONCRETO & Construções | 23
CRÉDITO: EMSA - EMPRESA SUL AMERICANA DE MONTAGENS S/A
Ponte sobre o Rio Tocantins
As anomalias mais frequentes
de resinas acrílicas, de epóxi ou de
Os cuidados que precisam ser tomados
se encontram na montagem das
poliuretano tem sido um recurso
estão nas fases executivas, que
armaduras (por falha no atendimento
tradicional, assim como os inibidores
compreendem a eventual adição de
aos cobrimentos de Norma), na
de corrosão e os grautes, nas
água complementar, o lançamento,
dosagem adequada do concreto, nas
reconstituições de seções, nos casos
a vibração e a cura do concreto.
juntas de concretagem, na desforma
de armaduras corroídas.
Tomados os devidos cuidados nessas
e na cura do concreto, nas juntas de
fases e atendidos os cobrimentos de
dilatação, e na transição do aterro
IBRACON – Qual é sua avaliação da
Norma, não há razão para que não se
com a obra. Transições e interfaces
durabilidade de obras de arte no país?
obtenham obras duráveis.
são pontos potenciais de problemas,
Este parâmetro tem sido cada vez
se não forem bem executadas.
mais levado em conta nos projetos
IBRACON – Como a evolução dos
Temos recomendado, com frequência
dessas obras?
concretos poderá, na sua visão,
e com bons resultados, o uso do
Luciano Afonso Borges – A durabilidade
melhorar o desempenho estrutural e a
concreto refrigerado como solução
das obras de arte está diretamente ligada
durabilidade das pontes e viadutos?
para as trincas geradas pelo gradiente
à qualidade do concreto. Quanto mais
Luciano Afonso Borges – A evolução
térmico decorrente do calor de
denso e com menor porosidade, maior
do concreto vem ampliando seu
hidratação e da temperatura ambiente.
sua resistência aos agentes agressivos
campo de aplicação continuamente.
Em termos de terapias, a injeção
do meio ambiente. A tecnologia do
Lembro-me de um caso antigo
de fissuras com produtos a base
concreto está hoje muito avançada e se
de uma ponte de grande vão em
de pastas de cimentos especiais,
utilizam concretos de alta qualidade.
estrutura metálica, da década de
“ 24 | CONCRETO & Construções
TRANSIÇÕES E INTERFACES SÃO PONTOS POTENCIAIS DE PROBLEMAS, SE NÃO FOREM BEM EXECUTADAS
“
50 na Alemanha, que teve de ser
que sejam, não conseguem atuar
No que tange à obra, os problemas
duplicada na década de 70, e a
como a engenharia de obra. Como
de qualidade já foram abordados nas
segunda ponte construída na década
consequência, o risco de falhas
outras perguntas. O caráter geral dos
de 70 foi idêntica à primeira, com
aumenta significativamente. Talvez
comentários também se aplica ao
a diferença de ser de concreto,
aqui caiba uma parceria do setor da
Rodoanel.
evidenciando a enorme evolução do
construção com o de projeto para
material. Esse processo continua
atenuar essa deficiência, da mesma
IBRACON – Quais os benefícios
com os concretos de alta resistência,
maneira que já se tornou procedimento
da aplicação da tecnologia
cujas aplicações em pontes têm sido
de rotina a contratação do Controle
obras de arte em termos de projeto,
feitas em caráter experimental, com
da Qualidade do Projeto (CQP) pela
construção, operação e manutenção?
os devidos cuidados e respectivos
Construtora.
Luciano Afonso Borges – Na área
acompanhamentos de desempenho.
Em síntese, quero dizer que a
de projetos há uma forte tendência
O avanço da tecnologia do
evolução do concreto certamente
do uso da modelagem da obra em
material, se, por um lado, amplia
melhorará o desempenho estrutural
3D e, a partir do modelo, de se
sua aplicação, por outro lado,
e a durabilidade das pontes, porém
fazerem as análises estáticas e o
demanda um avanço equivalente
é na qualidade da aplicação que se
dimensionamento. Essa tendência
dos seus aplicadores, no nosso
conseguirão os melhores ganhos.
se verifica mais fortemente nos
BIM às
casos de obras mais complexas, em
caso, projetistas e construtores, na capacitação para aplicação do novo
IBRACON – A Maubertec participou
que a análise do comportamento
material com segurança e qualidade.
do projeto e da execução do trecho
da estrutura foge dos padrões de
Do meu ponto de vista, há
sul e está envolvida no trecho leste
simulação mais tradicionais.
necessidade de se melhorar a
do
qualidade dos projetos de maneira
ser dito sobre o projeto e a execução
traduzem na análise mais acurada
geral, voltando-se a valorizar a
desses trechos quanto à qualidade
das solicitações às quais a estrutura
engenharia de projetos, estrangulada
construtiva e quanto ao impacto
estará submetida, com a possibilidade
por péssimos critérios de
ambiental da obra?
de caminhar ao longo da obra
contratação e por clientes totalmente
Luciano Afonso Borges – No trecho
identificando eventuais incorreções nas
empobrecidos tecnicamente.
Leste só participamos do Projeto
formas ou interferências dos cabos
Mas o setor de construção está hoje,
Básico, já que o Projeto Executivo foi
com as formas, ou entre si.
a meu ver, em pior situação, sujeito de
transferido para a Concessionária. No
A modelagem permite uma análise
forma ainda mais severa aos preços
momento, estamos participando do
visual e estética acurada da ponte,
mínimos, tendo, já há muitos anos,
Trecho Norte.
inclusive com a inserção do entorno,
desmontado suas áreas técnicas e
A Dersa, no que se refere a projeto,
o que ajuda muito nas análises e
concentrado seus esforços nos seus
é um cliente bastante exigente e
aprovações ambientais, referentes
gerentes de contratos e comerciais.
extremamente preocupado com
ao impacto de vizinhança. A análise
Essa falta de engenheiros experientes
a qualidade das soluções e dos
de alterações de projeto fica muito
de obra deixa a execução nas mãos
respectivos impactos sobre o
facilitada. Há duas obras em
dos encarregados, que, por melhor
meio ambiente.
execução sobre o rio Pinheiros,
“
Rodoanel Mario Covas. O que pode
Os benefícios da tecnologia se
A MODELAGEM PERMITE UMA ANÁLISE VISUAL E ESTÉTICA ACURADA DA PONTE, INCLUSIVE COM A INSERÇÃO DO ENTORNO, O QUE AJUDA MUITO NAS ANÁLISES E APROVAÇÕES AMBIENTAIS, REFERENTES AO IMPACTO DE VIZINHANÇA
“
CONCRETO & Construções | 25
“
DENTRO EM BREVE TODOS OS NOVOS EMPREENDIMENTOS ESTARÃO SENDO DESENVOLVIDOS EM 3D COM A TECNOLOGIA BIM E GERENCIADOS NO SEU CICLO DE VIDA POR UM SISTEMA COM CARACTERÍSTICAS ANÁLOGAS ÀS DO MAUBERMAN
“
cujo cliente final é a Prefeitura de
as atividades de operação e
os seus contratados ou para a
São Paulo, através da SPObras.
manutenção terão todas as condições
gerenciadora, para que realizem
São obras de geometria bastante
extremamente facilitadas, para a
a alimentação dos dados e das
curva e configuração complexa,
aplicação de suas políticas, utilizando,
informações nas diferentes fases.
que foram totalmente modeladas
em continuidade, o mesmo “software”,
Nestas condições, o proprietário
para as análises estáticas e para o
apenas agregando mais informações
poderá acompanhar no modelo 3D
dimensionamento, e também para
relativas às suas atuações.
todas as fases da obra, a partir do
subsidiar as aprovações ambientais.
Dentro em breve todos os novos
planejamento da construção, até as
No que tange à construção, as
empreendimentos estarão sendo
fases de manutenção e operação,
vantagens se traduzem na facilidade
desenvolvidos em 3D com a
virtualmente.
de se fazer o planejamento da
tecnologia BIM e gerenciados no
Os benefícios dessa tecnologia são
obra e a simulação virtual da
seu Ciclo de Vida por um sistema
imensos e podemos citar alguns deles,
construção para várias alternativas,
com características análogas às do
além dos já mencionados:
e o acompanhamento da execução
Mauberman, numa sequência em que
u A representação, a simulação e
sobre o modelo 3D. Como todas as
o proprietário, antes de iniciar seu
a visualização em 3D facilitam a
informações de projeto e da execução
empreendimento, escolherá o sistema
compreensão e a interlocução
estão associadas aos componentes
que fará a gestão do Empreendimento,
entre os intervenientes
da obra com total rastreabilidade,
o qual será disponibilizado para
nas diferentes fases do
CRÉDITO: CONSTRUTORA AZEVEDO E TRAVASSOS
empreendimento, agilizando os processos de decisão, evitando equívocos, além de permitir a fácil identificação de conflitos físicos entre os componentes; u A alimentação do sistema de
gestão escolhido, a partir do início do empreendimento, garantirá a rastreabilidade e a integralidade de dados e informações de todos os ativos sem custos adicionais, já que está incorporada ao processo; não há interfaces; u Disponibilidade imediata da história
de vida do ativo a um simples “click” sobre o ativo no modelo 3D; u Planejamento, programação e
controle de custos das Ordens de Serviço (OS) facilitados, e com visualização espacial nos diversos Viaduto km 32 da Rodovia Anhanguera
26 | CONCRETO & Construções
ambientes;
“
SINTO QUE O PAÍS CARECE DE UM PLANEJAMENTO ESTRATÉGICO, VOLTADO PARA O FORTALECIMENTO DA ENGENHARIA E DE SEUS ATORES, NO QUAL AS ENTIDADES TÉCNICAS PODERIAM DESEMPENHAR PAPEL RELEVANTE
u Com a aplicação do conceito
“
agentes no desenvolvimento do setor
contínua dos empreendimentos, da
da Gestão Integral, melhoria na
nacional da construção. Sinto que
engenharia e do desenvolvimento
disponibilidade e na confiabilidade;
o país carece de um planejamento
tecnológico do setor nacional da
estratégico de curto, médio e longo
construção. Para isso é fundamental
prazo, voltado para o fortalecimento
que haja um governo que
da engenharia e de seus atores, com
compreenda o valor e a necessidade
melhora contínua a partir dos
metas de capacitação, melhoria de
dessas ações.
históricos facilmente disponíveis.
desempenho, avanço tecnológico,
u Redução dos custos de
manutenção; u Possibilidade permanente de
introdução de tecnologias novas e
IBRACON – O que gosta de fazer em
IBRACON – Qual é sua avaliação do
de pesquisa, no qual as entidades
seu tempo livre?
papel de entidades técnicas para o
técnicas poderiam desempenhar
Luciano Afonso Borges – No meu
setor nacional da construção?
papel relevante. Nesse contexto, a
tempo livre gosto de ler periódicos,
Luciano Afonso Borges – As
proposta do ATE se insere como
livros técnicos e livros voltados ao
entidades técnicas são importantes
agente estimulador da melhoria
desenvolvimento humano.
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CONCRETO & Construções | 27
BANCO DE IMAGENS DO IBRACON. FOTÓGRAFO: MARCO PIMENTEL
u 57º CBC
Mesa da Solenidade de Abertura do 57º CBC, composta por: Roger Benites (Senai MS), Augusto Carlos Pedreira de Freitas (presidente da Abece), Sandra Bertocini (IBRACON), Josmail Rodrigues (vice-prefeito de Bonito), Tulio Bittencourt (presidente do IBRACON), Luiz Prado (IBRACON), João Onofre Pereira Pinto (UFMS) e Dirson Artur Freitag (Presidente Crea-MS)
Congresso discute o futuro do concreto para a sustentabilidade
A
cadeia produtiva do con-
57º Congresso Brasileiro do Concreto.
exterior e inscritos no Congresso, além
creto reuniu-se na encan-
Realizado pelo Instituto Brasileiro do
de pelo menos outros 200 acompanhan-
tadora cidade de Bonito, de
Concreto (IBRACON), o evento técnico-
27 a 30 de outubro, para conhecer e
-científico trouxe para o estado de Mato
“Sempre quis trazer o Congresso
debater as pesquisas, as tecnologias,
Grosso do Sul 708 pesquisadores, pro-
Brasileiro do Concreto para o estado
os sistemas construtivos e as inova-
fissionais, empresários e estudantes, vin-
de Mato Grosso do Sul pelo simples
ções relacionados com o concreto no
dos de todas as regiões do Brasil e do
motivo de motivar as pessoas para o
28 | CONCRETO & Construções
tes e colaboradores.
conhecimento”, externou a diretora regio-
temas construtivos específicos (15) e sus-
Tulio Bittencourt”. Os assuntos destaca-
nal do IBRACON na solenidade de aber-
tentabilidade (72), e entre os simpósios de
dos por ele no Simpósio foram os proble-
tura do 57º CBC, Profa. Sandra Regina
Estrutura de Fundações (19), Durabilidade
mas relacionados com os blocos de coro-
Bertocini. Na ocasião, que contou com a
das Estruturas de Concreto (13) e Mode-
amento, com estacas metálicas e com as
presença do vice-prefeito de Bonito, Jos-
lagem Computacional do Concreto (17).
obras de contenção, que, na sua opinião,
mail Rodrigues, do presidente da Associa-
“A estrutura de fundações é um as-
tiveram um bom grau de compreensão da
ção Brasileira de Engenharia e Consultoria
sunto de fronteira, que envolve a análise
relação entre o solo e a estrutura. O Sim-
Estrutural (Abece), Eng. Augusto Carlos
estrutural e a análise geotécnica concomi-
pósio teve o apoio institucional da Asso-
Pedreira de Freitas, do presidente do Con-
tantemente. Por sua interdisciplinaridade
ciação Brasileira de Mecânica de Solos e
selho Regional de Engenharia e Agrono-
é tema muito difícil de ser implementado
Engenharia Geotécnica (ABMS), da Coor-
mia do estado (CREA-MS), Eng. Dirson
nos cursos de graduação das faculdades
denação de Aperfeiçoamento de Pessoal
Artur Freitag, do presidente da Fundação
de engenharia do país. Razão pela qual
de Nível Superior (Capes) e do Conselho
de Apoio ao Desenvolvimento do Ensi-
optamos por trazê-lo para ser debatido
Nacional de Desenvolvimento Científico e
no, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso
em eventos técnicos, primeiramente num
Tecnológico (CNPq).
do Sul (Fundect), Prof. Marcelo Augusto
evento da Universidade Católica de Recife
Por sua vez, outros 20 trabalhos
Santos Turine, e do diretor da Faculdade
e, agora, no Congresso Brasileiro do Con-
técnico-científicos foram debatidos na 3ª
de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo
creto”, justificou o coordenador do Sim-
Conferência Internacional em Melhores
e Geografia da Universidade Federal de
pósio de Estruturas de Fundações, Prof.
Práticas para Pavimentos de Concreto,
Mato Grosso do Sul (UFMS), Prof. João
Romilde Almeida, para completar: “por
evento realizado paralelamente ao 57º
Onofre Pereira Pinto, foram homenagea-
ser um assunto de fronteira, ele acaba por
CBC. A 3ª Conferência teve como foco
dos os profissionais de destaque do ano e
agregar nas discussões engenheiros e ge-
os desafios para o futuro dos pavimentos
as melhores dissertações de mestrado no
otécnicos, contribuindo, assim, para es-
de concreto sustentáveis, trazendo para
campo da pesquisa sobre o concreto (veja
treitar relacionamentos entre as entidades
discussão como sua aplicação pode re-
matéria nesta edição). “Agradeço o IBRA-
do setor construtivo, uma das metas da
duzir as ilhas de calor nos grandes centros
CON por honrar-me com o Prêmio Oscar
gestão do presidente do IBRACON, Prof.
urbanos, contribuir para a captura de gás
Niemeyer Soares Filho. Compartilho este prêmio com amigos e engenheiros colaboradores por tornar a criação da Arquitetura e do Urbanismo com a Engenharia, indivisível”, foi a dedicatória feita pelo arquiteto premiado Nadir Mezerani quando da entrega de seu Prêmio.
PROGRAMAÇÃO TÉCNICOCIENTÍFICA VARIADA Nesta edição do evento, que é realizado anualmente, houve a apresentação de 623 trabalhos nas sessões científicas, distribuídos entre os temas gestão e normalização (18), materiais e propriedades (259), projetos de estruturas (59), métodos construtivos (19), análise estrutural (94), materiais e produtos específicos (38), sis-
Congressistas prestigiaram os trabalhos técnico-científicos apresentados nas sessões pôsteres
CONCRETO & Construções | 29
u 57º CBC
pelas escolas técnicas, faculdades e universidade. É importante que esses resultados e essas ideias vindas dos institutos de pesquisa e universidades cheguem aos profissionais envolvidos diretamente com o projeto, a especificação e construção das estruturas de concreto”, avaliou Jussara Tanesi, palestrante no evento. “Além disso, vi que o congresso congrega os estudantes, sendo um importante meio para preparação das novas gerações para o conceito de sustentabilidade e para fomentar seu interesse pela pesquisa”, completou. Primando pela bandeira do evenPalestrantes Lars Kraft, Anne Beeldens, Lev Khazanovich e Luc Rens debateram com público presente numa das sessões da Conferência Internacional em Melhores Práticas para Pavimentos de Concreto
to – O futuro do concreto para a sustentabilidade nas construções – tanto a Conferência Internacional quanto os Simpósios Temáticos convidaram pales-
carbônico, minimizar o ruído provenien-
da Capes e do CNPq e contou com a co-
trantes que têm desenvolvido pesquisas
te do tráfego de veículos, proporcionar o
laboração da European Concrete Paving
de ponta sobre a sustentabilidade do
armazenamento e reutilização de água da
Association (Eupave) e da Federal Aviation
concreto, destacando-se:
chuva e ser totalmente reciclável, entre ou-
Administration (FAA).
u Anne Beeldens, pesquisadora da
tros temas. Dois tipos de pavimentos de
“Fiquei impressionada com os bons
Belgium Road Research Centre e
concreto foram destaque na Conferência:
trabalhos de pesquisas apresentados
professora da KULeuven, na Bélgi-
os pavimentos permeáveis (drenantes) e os pavimentos continuamente armados. “A aplicação de pavimentos permeáveis e de pavimentos continuamente armados não é ainda usual no Brasil. Por isso, é tão importante a conscientização dos órgãos reguladores e da comunidade em geral sobre suas vantagens a curto e longo prazo. Este papel foi cumprido pela Conferência, que trouxe palestrantes com larga experiência em pavimentos de concreto convencionais, permeáveis e continuamente armados”, esclareceu uma das coordenadoras da Conferência, a pesquisadora Andrea Severi, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, que realizou o evento conjuntamente com o IBRACON. A Conferência teve o apoio institucional
30 | CONCRETO & Construções
A Profª Carmen Andrade questionando o Prof. Lambert Houben (no detalhe) sobre item de sua palestra nas Conferências Plenárias
ca, mostrou como a legislação pode
será proporcionalmente menor”, comen-
favorecer a aplicação e dissemina-
tou o coordenador do II Simpósio de Du-
ção de pavimentos permeáveis de
rabilidade das Estruturas de Concreto,
concreto, um dos temas de desta-
Prof. Enio Pazini.
que na programação; u Carmen
Andrade,
Outros temas de relevo em termos de pesquisadora
pesquisa, desenvolvimento e inovação
do reconhecido Instituto de Ciên-
relacionados ao concreto foram apresen-
cias da Construção “Eduardo Tor-
tados nas conferências plenárias:
roja”, da Espanha, abordou a pre-
u Jussara Tanesi, representando o
dição da vida útil das estruturas
American Concrete Institute(ACI) e
de concreto com base em modelos
pesquisadora no Turner-Fairbank Hi-
teóricos-matemáticos centrados nos
ghway Research Center, nos Estados
estudos de corrosão das armaduras
Unidos, discorreu se já chegamos à
(veja matéria nesta edição);
sustentabilidade da infraestrutura de
u Luc Rens, diretor executivo da Asso-
ciação Europeia de Pavimentos de
concreto (veja matéria); u Liv
Haselbach,
professora
da
Prof. John Bolander em sua apresentação no evento
Concreto (Eupave) e consultor em
Washington State University, dos Es-
pavimentos de concreto na Federa-
tados Unidos, mostrou seu entusias-
ção Belga da Indústria de Cimento
mo em relação aos pavimentos per-
(Febelcem), apontou como as polí-
meáveis de concreto (veja matéria);
ram também o Simpósio sobre Mo-
ticas de sustentabilidade na Europa
u Lambert Houben, professor da Deflt
delagem Computacional do Concreto
constituem desafios e ao mesmo
University of Technology, na Holanda,
e das Estruturas de Concreto (veja
tempo oportunidades para os pavi-
apresentou algumas das práticas ino-
matéria), como palestrantes convida-
mentos de concreto;
vadoras em tecnologia do concreto
dos, que teve o objetivo de discutir as
(veja matéria);
novas técnicas numéricas e as abor-
u Mang Tia, professor da Universida-
Oliver, Cusatis e Bolander integra-
no
dagens mecânicas para modelagem
abordou como garantir uma vida útil
International Center for Numerical
do comportamento do concreto e das
longa aos pavimentos de concreto,
Methods in Engineering (Cimne) e
estruturas de concreto, tendo em vista
tornando-os soluções sustentáveis
professor na Universidade Técnica
os novos materiais associados ao con-
no setor construtivo;
de da Flórida, nos Estados Unidos,
u Javier
Oliver,
pesquisador
da Catalunha, na Espanha, expôs as
creto (fibras metálicas, fibras de poli-
u Odd Gjorv, professor da Universidade
tendências passadas, presentes e fu-
propileno, aditivos e adições etc.) e a
Norueguesa de Ciência e Tecnologia,
turas na modelagem computacional
maior complexidade das estruturas de
expôs os requisitos de projeto para du-
concreto (em termos de concepções
da qualidade das estruturas de concre-
da fissuração no concreto; u Gianluca Cusatis, professor na Northwestern University, nos Estados
to em ambientes de severa agressivida-
Unidos, tratou da da modelagem do
de (veja matéria nesta edição).
envelhecimento e deterioração das
rabilidade e os métodos de certificação
“A busca pela maior durabilidade é um objetivo de toda cadeia da construção porque se entendeu que ela pode contribuir efetivamente para a sustentabilidade. Se dobrarmos a durabilidade das obras, seu impacto no meio ambiente
estruturais possibilitadas pelo uso dos computadores).
ATIVIDADES DE DIVULGAÇÃO E RELACIONAMENTO
estruturas de concreto; u John Bolander, professor da University of California, em Davis, nos
ano os profissionais da cadeia da cons-
Estados Unidos, abordou a modela-
trução de todo o país e do exterior, as
gem dos compósitos cimentícios re-
edições do Congresso Brasileiro do
forçados com fibras.
Concreto são a oportunidade para amigos
Por ser um evento que reúne a cada
CONCRETO & Construções | 31
u 57º CBC Congresso discute o futuro do concreto para a sustentabilidade
Pavimentos drenantes de concreto como soluções para problemas ambientais urbanos
O
s efeitos da impermea-
apresentou aos congressistas do 57º
sentará o revestimento em concreto
bilização dos solos nos
Congresso Brasileiro do Concreto as
permeável. Esse dimensionamento
centros urbanos, como
características de projeto, execução
deve considerar as cargas as quais
as ‘ilhas de calor’ e as inundações,
e manutenção desses pavimentos
a estrutura estará submetida, as
são problemas ambientais que po-
drenantes de concreto.
características de suporte do su-
derão, no futuro, ser contidos ou solucionados
bleito e também o volume de água
pavimentos
nantes de concreto como um sis-
previsto para armazenamento e, no
drenantes. Uma das soluções mais
tema, Haselbach os caracterizou
caso dos países de clima tempe-
promissoras neste campo são os
como possuindo uma superfície per-
rado, como os Estados Unidos, a
pavimentos
concreto
meável, um reservatório subterrâneo
resistência ao gelo e degelo reque-
permeável, por possibilitar a infil-
para armazenagem da água e filtros
rida do sistema. Para o caso des-
tração das águas das chuvas, dimi-
para remoção de poluentes. Em re-
ses pavimentos serem construídos
nuindo seu fluxo superficial.
lação ao projeto desses pavimentos,
em declives acentuados, devem ser
do
o primeiro parâmetro a ser conside-
previstas barreiras impermeáveis na
Departamento de Engenharia Civil e
rado em seu dimensionamento diz
base granular, no sentido de conter
Ambiental da Universidade Estadual
respeito à espessura da camada de
a rapidez do fluxo de água, evitando
de Washington, nos Estados Unidos,
base granular sobre a qual se as-
o transbordamento.
Liv
pelos
Abordando os pavimentos dre-
feitos
Haselbach,
com
professora
O que caracteriza a permeabilidade do concreto do pavimento é sua dosagem. São usados agregados graúdos, materiais cimentícios, aditivos e água na fabricação desse concreto drenante. Não é usada areia de qualquer tipo. Para que a argamassa envolva os agregados de tal modo que fique aderida a eles quando da mistura e lançamento do concreto, deve haver um rigoroso controle da relação água/cimento da mistura. Com essa composição e cuidado, o resultado será um concreto com zonas de transição em sua superfície, Profª Liv Haselbach em sua apresentação nas Conferências Plenárias do 57º CBC
32 | CONCRETO & Construções
com poros e macroporos interco-
nectados permitindo a percolação da
Com relação à sua manutenção,
do Sul (UFRGS), na qual foram avalia-
água. Segundo a pesquisadora, os
devem ser tomadas algumas medi-
das as propriedades de um concreto
concretos drenantes têm se caracte-
das preventivas, tais como:
drenantel composto com agregado
rizado por uma porosidade que varia
u Durante sua construção, sua pro-
basáltico local, caracterizado por
de 13% a 40%, sendo recomendável
teção contra os sedimentos soltos
possuir uma grande quantidade de
que fiquem entre 20% a 25%, e por
da obra;
finos e por ter a forma lamelar, que,
u Durante seu uso, sua proteção
em princípio, poderiam impedir a po-
contra poeira, neve, folhas e lixo
rosidade no concreto. Foram prepa-
acumulados.
rados corpos de prova cilíndricos e
vestimento em concreto permeável
Para isso, uma solução é o em-
na forma de blocos, e realizados os
é: lançamento de toda a espessu-
prego de jatos de água pressuriza-
testes de infiltração (ISO 17785-1 em
ra em uma única camada,
evitan-
das, que possibilitam a remoção da
preparação) e de avaliação do conte-
do que fique compactado no meio,
sujeira que bloqueia os dutos inter-
údo de vazios no concreto drenante
caso fosse lançado em duas etapas;
conectados do concreto que levam
endurecido (ASTMc1754). Os resul-
compactação com rolos lisos não
a água para o reservatório.
tados apresentados foram conside-
uma resistência à compressão que vai de 7 a 20 Mpa. A sequência executiva do re-
vibratórios para dar o acabamento
Por fim, Haselbach expôs uma
rados pela pesquisadora como bons
superficial; e cura úmida com man-
pesquisa realizada por ela, conjunta-
indicadores do desempenho do con-
ta para evitar a perda excessiva de
mente com alguns pesquisadores da
creto drenante feito com componen-
água durante sete dias.
Universidade Federal do Rio Grande
tes locais.
LIVRO
DURABILIDADE DO CONCRETO
à Editores
Jean-Pierre Ollivier e Angélique Vichot
à Editora francesa
Presses de l'École Nationale des Ponts et Chaussées - França
à Coordenadores da edição em português
Oswaldo Cascudo e Helena Carasek (UFG)
à Editora brasileira IBRACON
Esforço conjunto de 30 autores franceses, coordenados pelos professores JeanPierre Ollivier e Angélique Vichot, o livro "Durabilidade do Concreto: bases cientí cas para a formulação de concretos duráveis de acordo com o ambiente" condensa um vasto conteúdo que reúne, de forma atualizada, o conhecimento e a experiência de parte importante de membros da comunidade cientí ca europeia que trabalha com o tema da durabilidade do concreto. A edição brasileira da obra foi enriquecida com o trabalho de tradução para a língua portuguesa e sua adaptação à realidade técnica e pro ssional nacional. à Informações: www.ibracon.org.br CONCRETO & Construções | 33
u 57º CBC Congresso discute o futuro do concreto para a sustentabilidade
Práticas inovadoras na Europa relacionadas à tecnologia do concreto
O
pesquisador Lambert Houben, da Universidade de Tecnologia de Delft, na Ho-
landa, trouxe para os congressistas do 57º Congresso Brasileiro do Concreto as pesquisas que vêm sendo feitas no Laboratório de Micromecânica (Microlab) daquela universidade, chefiada por seu colega, Prof. Erik Schlangen. O Microlab tem concentrado seus testes na fratura do concreto em diversas escalas, em nível macroscópico e microscópico. Para entender o comportamento da fratura do concreto e, principalmente, para estudar meios para controlá-la, o Laboratório tem realizado testes em diversos tipos de concreto, sendo o concreto dúctil reforçado com fibras um deles. As fibras, de variados tamanhos, formas e composições são adicionadas ao concreto para principalmente reduzir a largura das fissuras no material, mas também para aumentar sua resistência e a energia necessária para a fratura. Enquanto as microfibras são usadas para impedir as microfis-
Prof. Lambert Houben em sua palestra no 57º CBC
suras, mas fibras são aplicadas para
impedir fissuras e diminuir as microfis-
um incremento significativo da car-
prevenir que as fissuras continuem se
suras. Em um dos testes realizados no
ga necessária para a fratura da pasta
alargando. Os estudos têm mostrado
MIcrolab, foi avaliado o comportamento
(Figura 1).
que as fibras aumentam a capacidade
estrutural de uma pasta de cimento do-
O maior problema no uso de fi-
de impacto do material, sua resistência
sada com diferentes percentagens de
bras nos materiais cimentícios tem sido
à fratura, sua ductilidade e sua dura-
nanotubos de carbono (CNT) em rela-
obter uma distribuição uniforme e ho-
bilidade, esta justamente em razão de
ção à massa. Os resultados mostram
mogênea das fibras no material com o
34 | CONCRETO & Construções
aumento de sua taxa de incorporação.
de dióxido de titânio, que, além de
bre o Rio Elbe, na República Tche-
O uso de microscopia tem revelado a
acelerar as reações de hidratação
ca, e no Estádio Jean Bouin, na
formação de aglomerados de fibras nas
do cimento, melhorar a resistên-
diferentes escalas consideradas. Outro
cia à compressão e a resistência à
u Concreto autocicatrizante: concreto
problema é o alto custo das fibras de
abrasão, contribuem, por meio de
que, usando variadas metodologias
vidro, carbono, metálicas e poliméricas,
reações químicas com o gás carbô-
(como bactérias encapsuladas na
que, para o pesquisador, pode ser con-
nico da atmosfera, na presença de
matriz cimentícia que, na presença
tornado com o uso de fibras naturais,
luz solar, para sua redução, ao mes-
de água, se multiplicam e produzem
como as fibras de bambu, coco, ma-
mo tempo que, como produtos da
minerais, que promovem a cicatriza-
deira, bagaço de cana e sisal, que tem
reação, fazem a limpeza da sujeira
ção das fissuras), consegue reparar
apresentando boas propriedades me-
e dos contaminantes depositados
as fissuras ocorridas em seu interior
cânicas nos testes realizados.
sobre o concreto – o exemplo mais
(fissuras menores do que 0,2 mm)
famoso é a Igreja “Dives in Miseri-
e, com isso, previne o ingressos de
cordia”, em Roma;
agentes agressivos e água, e im-
Recentemente as fibras têm sido usadas no desenvolvimento de com-
França, entre outros locais;
pósitos cimentícios com altíssima re-
u Concreto de pós-reativos: evolução
pede o vazamento em estruturas
sistência à tensão (‘strain hardening
do concreto de alto desempenho,
como túneis e tanques de armaze-
cementitius composites’, na denomi-
este concreto possui uma dosagem
namento (testes são realizados para
nação em inglês). Por suas excelentes
(agregados com dimensão máxima
medir a queda no fluxo de água
propriedades de flexibilidade, ductilida-
de 3 mm, densidade de empaco-
através das estruturas de retenção
de, de controle da largura das fissuras e
tamento otimizada, baixa relação
de concreto).
de maior proteção das armaduras, es-
água/materiais
que
O pesquisador concluiu sua apre-
ses compósitos têm sido usados prin-
possibilita uma alta homogeneida-
sentação expondo os motivos para a
cipalmente como materiais de reparos,
de do compósito e, consequente-
baixa aplicação atual dos compósitos
em fissuras de barragens ou em juntas
mente, maior resistência mecânica
cimentícios engenheirados: altos cus-
de pontes, por exemplo.
e maior durabilidade – foi usado no
tos, ausência de normas e pouca expe-
Houben apresentou outros mate-
Parque Oceanográfico de Valência,
riência para seu uso, altos riscos envol-
riais construtivos com enorme poten-
na Espanha, na ponte estaiada so-
vidos e baixa disponibilidade.
cimentícios)
cial de aplicação no futuro por suas propriedades e desempenho quanto à durabilidade e sustentabilidade, enquadrados como compósitos cimentícios engenheirados (ECC): u Concreto
geopolímero:
concre-
to que não usa cimento portland, substituindo-o por aglomerantes ricos em sílica e alumina, como cinzas volantes e metacaulim – este tipo de material foi usado no Aeroporto de Brisbane e na construção do prédio do Instituto Global de Mudança, na Austrália; u Microconcreto autolimpante: usan-
do em sua formulação partículas
u Figura 1 Relação Carga x Deflexão
CONCRETO & Construções | 35
u 57º CBC
Congressistas visitaram estandes na XI Feira Brasileira das Construções em Concreto
se reencontrarem e para os profissionais
sobre o concreto, e o Arq. Ruy Ohtake,
presas e entidades patrocinadoras e
trocarem ideias e experiências, em espe-
que dispensa apresentações, por conci-
expositoras, trazendo as novidades em
cial vale destacar a interação entre nova
liar arquitetonicamente a estética ousada
termos de produtos e serviços para o se-
geração de futuros engenheiros civis e os
e o concreto em suas obras. Vasconcelos
tor construtivo brasileiro, estreitando re-
veteranos na área de Engenharia e Arqui-
e Ohtake participaram ativamente do 57º
lacionamentos com seus clientes e com
tetura, como o Eng. Augusto Carlos de
Congresso Brasileiro do Concreto, assis-
os profissionais do setor vindo de todas
Vasconcelos, “autoridade máxima brasi-
tindo palestras, orientando os estudantes
as regiões do país, e marcando presença
leira sobre o concreto”, nas palavras do
nos Concursos Técnicos do IBRACON e
com sua marca frente aos futuros profis-
presidente do IBRACON, Prof. Tulio Bit-
interagindo com os profissionais na XI Fei-
sionais, estudantes de engenharia civil,
tencourt, na solenidade de abertura, e re-
ra Brasileira das Construções em Concre-
arquitetura e tecnologia. As empresas
conhecido por seus projetos, lições e livros
to (Feibracon) e nos coquetéis e jantares
patrocinadoras puderam ainda apresen-
oferecidos durante o evento.
tar seus trabalhos técnico-comerciais no
A XI Feibracon contou com 24 em-
Engª Luana Sheifer, da Votorantim Cimentos, em sua apresentação no Seminário de Novas Tecnologias
36 | CONCRETO & Construções
Seminário de Novas Tecnologias, espaço
Competidores nos Concursos Estudantis posando para foto com o Prof. Augusto Carlos Vasconcelos (centro, embaixo, com braço levantado)
destinado à divulgação técnica de seus produtos e serviços. “Os empresários que investem e apoiam hoje as atividades dos Congressos do IBRACON serão recompensados a médio e longo prazo, pois sua mensagem institucional e seu nome ficarão gravados naqueles que constituem os chamados formadores de opinião”, comentou o diretor de publicações e divulgações técnicas do IBRACON, Prof. Paulo Helene. Os concursos técnicos realizados nesta edição do Congresso foram o 22º Aparato de Proteção do Ovo (APO), o 12º Concrebol, o 8º Ousadia e o 2º Concreto Colorido de Alta Resistência (Cocar). As competições aconteceram na
Congressista consultando o Prof. Odd Gjorv no lançamento de seu livro no Congresso
Arena do Concreto, patrocinada pelas empresas Cimento Nacional e Viapol, com seus equipamentos cedidos pela
peção, diagnóstico, proteção e reabi-
“A presença dos renomados pes-
empresa Instron/Emic. A premiação
litação de estruturas de concreto: Es-
quisadores Odd Gjorv e Carmen Andra-
das equipes vencedoras aconteceu no
truturas pré-fabricadas de concreto;
de, cujas conferências fizeram as salas
Jantar de Confraternização (veja maté-
Projeto de lajes em concreto armado
transbordar de congressistas, reforçou
ria). O projeto vencedor do Concurso
e protendido; e Estado da Arte em
a importância desse Congresso que reu-
Ousadia (veja artigo nesta edição), que
corrosão de armaduras (curso con-
niu importantes pesquisadores e profis-
desafiou os estudantes de engenharia
junto com a RILEM).
sionais do setor construtivo, brasileiros
civil e arquitetura a projetar um Portal de
u Lançamentos de livros técnicos:
e estrangeiros. Além disso, a Arena dos
Entrada para a cidade de Bonito, pode
ABNT NBR 6118 Comentários e
Concursos pode contar com as presen-
ser viabilizado pela Prefeitura segundo
Exemplos de Aplicação; Prática Re-
ças de celebridades do setor, como o
o vice-prefeito, Josmail Rodrigues. Por
comendada
Concreto
Arq. Ruy Ohtake, que agraciou os alunos
isso, nas palavras da diretora regional,
Autoadensável; Sistemas de Fôrmas
com palavras de ânimo e incentivo, para-
Sandra Bertocini, “este pode ser o maior
para Edifícios e Projeto de Durabili-
benizando o IBRACON pela iniciativa no
legado deixado pelo 57º Congresso Bra-
dade de Estruturas de Concreto em
desenvolvimento de concursos estudan-
sileiro do Concreto para a região”.
Ambientes de Severa Agressividade;
tis. Ressalta-se o sucesso do primeiro
IBRACON
u Visita técnica à fábrica de cimento da
jantar destinado a engenheirandos, onde
o evento:
Intercement em Bodoquena, cidade
ocorreu também a festa de aniversário
u Cursos de atualização profissional
próxima à Bonito;
e a homenagem aos 93 anos do nosso
Foram também realizados durante
do Programa Master PEC (Mes-
u Assembleia Geral dos associados ao
querido guru Prof. Augusto Carlos de
tre em Produção de Estruturas de
IBRACON, onde foi comunicado e
Vasconcelos, um verdadeiro exemplo de
Concreto), programa de disciplinas
aprovado os trabalhos da apuração
vigor, determinação, entusiasmo e com-
do IBRACON que visa a difusão do
de votos para o Conselho Diretor do
petência”, avaliou a Coordenadora de
conhecimento em projeto, materiais,
Instituto para a gestão 2015-2017
Atividades Estudantis, Jéssika Pacheco,
controle tecnológico, produção, ins-
(veja matéria).
da PhD Engenharia.
CONCRETO & Construções | 37
u 57º CBC
Infraestrutura sustentável de concreto: chegamos lá?
O
57º Congresso Brasileiro do Concreto, realizado em Bonito, de 27 a 30 de ou-
tubro, empunhou a bandeira do futuro do concreto para a sustentabilidade nas construções. Abrindo as conferências plenárias,
verdadeiras
aulas-magnas
com pesquisadores de importantes institutos e centros de pesquisa no mundo, Jussara Tanesi, pesquisadora e gerente de projetos no Turner-Fairbank Highway Research Center (TFHRC), centro nacional de pesquisa do governo dos Estados Unidos, que assessora a Agência dos Transportes daquele país (Federal Highway Administration), apresentou uma visão geral das iniciativas sustentáveis
Pesquisadora Jussara Tanesi durante sua apresentação
do ACI (American Concrete Institute) e
-se menos clínker, produto que em sua
Segundo Tanesi, esses efeitos acabam
de outras instituições americanas nos úl-
produção mundial tem sido responsá-
por levar a um uso ainda limitado des-
timos anos. Além disso, ela apontou as
vel por quase 6% das emissões de gás
ses concretos com mistura binária (ci-
duas vias principais pelas quais a sus-
carbônico, principal gás responsável
mento + cinza volante).
tentabilidade vem sendo buscada nas
pelo efeito estufa e pelas mudanças
Para contornar os problemas apon-
pesquisas do TFHRC: pela diminuição
climáticas. No entanto, como destacou
tados, o TFHRC tem realizado pesqui-
do conteúdo de cimento Portland (ou
a pesquisadora, o uso de cinza volante
sas tanto na parte de metodologia de
melhor, do clínker) no concreto e pelo
no concreto tem como efeitos colate-
ensaios como na de ferramentas de
aumento da durabilidade das estruturas
rais: o retardamento de sua pega, atra-
pré-qualificação de misturas e para
de concreto.
sando o acabamento das peças e cor-
a detecção de possíveis problemas,
A diminuição do consumo de clínker
te das juntas no caso de pavimentos;
avaliação das propriedades a baixas
no concreto é alcançada pela substitui-
resistências menores a baixas idades,
idades e dos fatores que influenciam
ção do cimento por cinzas volantes,
que atrasa a desforma das peças e o
o comportamento de misturas com al-
subprodutos da queima do carvão mi-
cronograma de construção; e a maior
tos teores de cinza volante. Entre es-
neral nas indústrias termelétricas. Com
sensibilidade do concreto às condições
sas metodologias incluem-se ensaios
a substituição, aproveita-se um sub-
ambientais, o que requer maiores cui-
de calorimetria isotérmica, de reologia,
produto de uma indústria, que de outra
dados após o lançamento do concre-
de pega e resistência à compressão de
forma, seria lançado na atmosfera na
to, como, por exemplo, uma cura mais
pastas, argamassas e concretos. Além
forma de partículas poluidoras, e usa-
prolongada (em média, de 14 dias).
disso, TFHRC tem pesquisado o com-
38 | CONCRETO & Construções
portamento de misturas com altos teo-
dos ensaios de resistência à compressão
bons resultados, como mostrados na
res de cinza volante, onde 40% e 60%
das misturas com nanopartículas, não há
Tabela 1, o que é promissor para seu
do volume do cimento Portland é subs-
melhoria significativa da resistência a 1
maior uso nas construções.
tituído por cinza volante ou por cinza
dia quando comparada à mistura binária
“A durabilidade é o principal parâme-
volante em conjunto com outros mate-
(cimento Portland e cinza volante) e , em
tro para a sustentabilidade das constru-
riais, tais como o fíler calcário (material
alguns casos, há uma piora da resistên-
ções. Uma obra durável é econômica,
fino com tamanho médio de 0,7 µm e
cia aos 28 dias.
requerendo menos dinheiro para sua
resultante da moagem de calcário) ou
“Quando trabalhamos com concre-
manutenção. É socialmente favorável,
as nanopartículas (partículas menores
tos que possuem pouco ou nenhum
por não ter impacto no tráfego de ve-
que 100 nm, que incluem silicatos, alu-
cimento Portland, o comportamento
ículos decorrente de manutençãoe por
minosilicatos ou C-S-H).
do material pode não ser o tradicio-
ter menos impacto ambiental, devido ao
Os resultados das pesquisas indi-
nalmente esperado. Neste caso, será
aumento da vida útil, diminuindo a ne-
cam que com o uso de 10 a 15% (em
preciso aplicar novos ensaios para sua
cessidade de reabilitação e/ou recons-
volume) de fíler calcário e a diminuição
caracterização e para a previsão de seu
trução e, consequentemente, do uso de
da relação água/materiais cimentícios
comportamento ao longo do tempo”,
recursos naturais”, ressaltou Tanesi.
(em comparação com as mistura sim-
concluiu Tanesi.
A pesquisadora fechou sua apresen-
ples), podem ser obtidos resistências
Com relação às pesquisas que vi-
tação com a observação de que, apesar
iniciais e aos 28 dias e tempos de
sam aumentar a durabilidade do con-
de ainda não termos uma infraestrutura
pega satisfatórios. Nos casos de subs-
creto, o TFHRC tem estudado desde
sustentável de concreto – tema de sua
tituição de 60% do volume do cimento
2002 o concreto de ultra-alto desem-
palestra -, as soluções propostas são
Portland, observa-se que também é
penho (ou concreto de pó reativo),
promissoras e precisam cada vez mais
necessária a substituição do cimento
concretos compostos por altos teores
sair dos laboratórios para os canteiros
Portland por cimento de alta resistên-
de materiais cimentícios e por baixas
de obras. “Por isso, eventos como o 57º
cia inicial para que se atinja uma resis-
relações água/materiais cimentícios,
Congresso Brasileiro do Concreto são
tência a 1 dia aceitável. O fíler calcário,
que, por seus excelentes resultados em
tão importantes, sendo meios para que
além de fornecer superfícies adicionais
termos de desempenho e durabilidade,
as ideias e os resultados dos laborató-
para a precipitação de produtos de hi-
têm sido usados em obras, principal-
rios de pesquisa cheguem aos profis-
dratação, reduz a porosidade capilar,
mente em conexões de elementos pré-
sionais diretamente envolvidos com as
refinando os poros, e reduz a condu-
-moldados em pontes.
construções”, concluiu.
tividade da água dos poros, aumen-
A caracterização mecânica, estru-
Mais informações, inclusive a apresen-
tando significantemente a resistividade
tural e de durabilidade do concreto de
tação de Jussara Tanesi, podem ser en-
das misturas.
ultra-alto desempenho tem apontado
contradas no site www.ibracon.org.br.
Nas pesquisas com nanopartículas, a cinza volante é substituída por 1% de nanosílica, ou de nanobohemita, ou de
u Tabela 1 – Resultados dos ensaios mecânicos e de durabilidade com o concreto de ultra-alto desempenho
nanoaluminosilicatos, ou 3% de nanosílica, ou 1.5 e 3% de C-S-H. Os resultados
Resistência à compressão
quanto à pega foram bastante dispersos,
Módulo de elasticidade
42-55 GPa
dependendo do tipo de nanopartícula e
Coeficiente de fluência
0.3-0.8
de cinza volante usadas: em alguns ca-
Capacidade de tração sustentada
6-10 MPa
sos havendo aceleração de pega e, em
RCPT
20-350 C
outros, retardando ainda mais a pega do
Resistência ao gelo-degelo
RDM>95%
125 -240 MPa
concreto.Com relação aos resultados
CONCRETO & Construções | 39
u 57º CBC
Profissionais de destaque do ano
O
Instituto Brasileiro do Con-
Centro de Convenções de Bonito, os
no site www.ibracon.org.br até agosto
creto – IBRACON home-
profissionais brasileiros de destaque
do ano corrente. A escolha final dos
nageou, na solenidade de
do ano.
profissionais coube ao Conselho Dire-
abertura do 57º Congresso Brasileiro
A indicação dos profissionais foi
do Concreto, no dia 27 de outubro, no
feita por seus pares em votação aberta
u Prêmios
de
tor do IBRACON. Confira os agraciados!
Destaque 2015
u PRÊMIO ARY FREDERICO TORRES | Destaque do ano em Tecnologia do Concreto ADRIANA FALCOCHIO RIVERA n Engenheira Civil pela Universidade Presbiteriana Mackenzie (2002) n Mestre em Tecnologia da Construção de Edifícios pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São
Paulo (2007)
n Engenheira Civil na L.A. Falcão Bauer por 12 anos (1996 a 2007) n Gestora de Novos Projetos e de Projetos de Manutenção de Obras de Arte Especiais no Grupo
CCR por 5 anos (2008 a 2012)
n Coordenadora do Comitê 701 do IBRACON – Inspeção de Estruturas de Concreto
Adriana Rivera posa com prêmio entregue pelo diretortesoureiro do IBRACON, Prof. Cláudio Sbrighi Neto
n Sócia e consultora na S. Takashima Consultoria e Assessoria desde 2012, atuando nas áreas de
Tecnologia do Concreto e Controle Tecnológico dos Materiais em Obras de Infraestrutura, Indústria e Edificações
u PRÊMIO GILBERTO MOLINARI | Destaque do ano em reconhecimento aos serviços prestados ao IBRACON INÊS LARANJEIRA DA SILVA BATTAGIN n Consultora da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) na área de normalização técni-
ca, desde 2001
n Superintendente do Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados da Associação Brasilei-
ra de Normas Técnicas (ABNT/CB18), desde 2006
n Membro dos Comitês Técnicos da International Organization for Stantardization sobre Concreto
(ISO/TC 71), Cimento (ISO/TC74) e Produtos Reforçados com Fibras (ISO/TC77)
n Diretora de Publicações do IBRACON de 2008 a 2011 n Diretora Técnica do IBRACON desde 2012
Inês Battagin posa com prêmio ao lado do Geól. Arnaldo Battagin, conselheiro da Revista CONCRETO & Construções
40 | CONCRETO & Construções
n Diretora da Master Engenharia e Consultoria
u PRÊMIO ARGOS MENNA BARRETO | Destaque do Ano em Engenharia de Construções MURILO CASSOL n De 1988 a 1993, coordenou a implantação da nova unidade da Cassol Pré-fabricados em
Araucária, no Paraná, a partir da qual a empresa iniciou suas atividades em São Paulo, e iniciou a produção de estacas em Juiz de Fora, Minas Gerais, onde foi o primeiro a introduzir a tecnologia de estacas extrusadas n Em 1995, assumiu a presidência da Cassol, que um ano antes teve sua matriz transferida
de Santa Catarina para o Paraná n De 1996 a 1999, inaugurou a planta da Cassol em Canoas, no Rio Grande do Sul, trouxe
Murilo Cassol recebe prêmio da diretora de cursos do IBRACON, Engª Íria Doniak
para o Brasil a tecnologia finlandesa de produção de lajes alveolares de concreto protendido, expandiu a fábrica de Juiz de Fora, que passou a produzir elementos para estruturas, a partir da qual passou a atender o mercado do Rio de Janeiro n De 2003 a 2014, transferiu a unidade de Minas Gerais para o Rio de Janeiro, inaugurou a
maior e mais moderna unidade da empresa em São Paulo, passou a atuar no setor eólico, com uma unidade de produção em Aracati, no Ceará, e, a partir da fábrica móvel instalada no canteiro de obras do aeroporto de Brasília, inicia uma unidade local cuja inauguração está prevista para este ano n Em 2014, deixou a presidência da Cassol e assumiu o lugar de seu pai, Adroaldo Cassol, no
conselho do grupo
u PRÊMIO FRANCISCO DE ASSIS BASÍLIO | Destaque em Engenharia na Região do Evento SANDRA REGINA BERTOCINI n Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (2002) n Professora na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, desde 2002, onde atualmente é
Coordenadora do Laboratório de Materiais de Construção
n Consultora na área de Tecnologia do Concreto
Sandra Regina Bertocini posa com prêmio ao lado do diretor de eventos do IBRACON, Eng. Luiz Prado
CONCRETO & Construções | 41
u 57º CBC
u PRÊMIO EPAMINONDAS MELO DO AMARAL FILHO | Destaque em Engenharia no Campo do Projeto e Construção de Concreto de Alto Desempenho CARLOS AMADO BRITEZ n Engenheiro Civil pelo Centro Universitário Nove de Julho (Uninove), em 2001 n Doutor em Ciências pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (2011), cuja tese rece-
beu o prêmio 2012 de teses e dissertações do IBRACON
n Professor assistente do Programa de Educação Continuada da Poli-USP na disciplina “patologia,
recuperação e reparo de estruturas de concreto”, desde 2008
n Diretor da PhD Engenharia, atuando nas áreas de tecnologia dos materiais e sistemas e de
inspeção e diagnóstico de manifestações patológicas em estruturas de concreto armado, desde 2006 e como sócio-diretor desde 2010
Carlos Britez recebe prêmio do conselheiro do IBRACON, Prof.Paulo Helene
u PRÊMIO FERNANDO LUIZ LOBO BARBOSA CARNEIRO | Destaque do Ano como Pesquisador na Área do Concreto Estrutural LUIZ CARLOS PINTO DA SILVA FILHO n Engenheiro Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1989) n PhD em Engenharia Civil pela Leeds University (1998), cuja tese ganhou o Prêmio Heseldin de 1999 n Professor da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, onde atualmente é diretor da Escola
de Engenharia (2013-2016) e líder dos grupos de pesquisa: Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) e Gestão de Riscos em Desastres (GRID)
n Foi coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFRGS (2009-2013) n Diretor e Presidente do Conselho do Centro Universitário de Estudos e Pesquisas em Desastres
(CEPED/RS) desde 2012
Profª Ângela Graeff recebe prêmio do vice-presidente do IBRACON, Eng. Julio Timerman, em nome do premiado
n Ex-presidente e Presidente de Honra da Associação Latino-Americana de Controle de Qualidade,
Patologia e Recuperação (Alconpat) e ex-diretor regional e atual conselheiro do IBRACON
u PRÊMIO OSCAR NIEMEYER SOARES FILHO | Destaque do Ano como Arquiteto NADIR CURI MEZERANI n Arquiteto pela Universidade Mackenzie (1964) n Professor na Faculdade de Arquitetura e Urbanismo do Mackenzie de 1972 a 1996 n Diretor do Sindicato dos Arquitetos de São Paulo de 1980 a 1983 n Diretor do escritório Nadir Curi Mezerani, onde atuou no projeto de arquitetura de obras, como
“Nova Paulista” – Reformulação Urbana da Avenida Paulista (São Paulo); “Complexo Urbanistico Miraflores” – Centro Administrativo Nacional, Caracas, Venezuela; e “Ponte Rio Tocantins” – Porto Nacional, TO.
Nadir Mezerani recebe prêmio das mãos do presidente do IBRACON, Prof. Tulio Bittencourt 42 | CONCRETO & Construções
Dissertações de mestrado premiadas em 2015
F
oram também premiadas as
do IBRACON (www.ibracon.org.br).
e o mercado da construção civil.
melhores dissertações de mes-
Implantado pela Diretoria de Pesqui-
A escolha foi feita por comissões de
trado sobre o concreto, na área
sa e Desenvolvimento, o Prêmio objetiva
representantes da cadeia produtiva do
de estruturas e de materiais, defendidas
divulgar as pesquisas de pós-graduação
concreto, coordenadas pela Diretora de
período de 1º de março de 2013 a 28
sobre o concreto, nas áreas de estrutu-
Pesquisa e Desenvolvimento, Profª Ana
de fevereiro de 2015 e cadastradas no
ras e de materiais, contribuindo para a
Elisabete Jacintho.
Banco de Teses e Dissertações do site
integração entre a pesquisa acadêmica
u Prêmios
de
Teses
e
Confira os agraciados!
Dissertações 2015
u PRÊMIO MELHOR DISSERTAÇÃO EM ESTRUTURAS TÍTULO Contribuição ao Estudo dos Mecanismos Resistentes à Força Cortante em Lajes Alveolares Protendidas AUTOR Matheus Lorena Gonçalves Marquesi ORIENTADOR Prof. Marcelo de Araújo Ferreira UNIVERSIDADE Universidade Federal de São Carlos – UFSCAR Presidente do IBRACON, Prof. Tulio Bittencourt recebe prêmio da Engª Juliana Fernandes, integrante da Comissão Científica do 57º Congresso Brasileiro do Concreto, em nome do premiado
u PRÊMIO MELHOR DISSERTAÇÃO EM MATERIAIS TÍTULO Investigação pela Deterioração de Concretos de UHEs por Reações com os Agregados AUTOR Danilo Gonçalves Batista ORIENTADORA Profª Nicole Pagan Hasparyk UNIVERSIDADE Universidade Federal de Goiás – UFG Profª Nicole Hasparyk recebe o prêmio da coordenadora da Comissão Científica, Profª Ana Elisabete Paganelli Jacintho (à dir.)
CONCRETO & Construções | 43
u 57º CBC
Arena do Concreto, onde aconteceram as competições entre alunos participantes dos concursos do IBRACON
Concursos estudantis agitam evento sobre o concreto
D
urante o 57º Congresso Bra-
Concreto (IBRACON), voltados aos
Eng. Mácio Barbosa, da Instron/EMIC
sileiro do Concreto, ocorrido
estudantes dos cursos de Engenharia
Equipamento.
de 27 a 30 de outubro, em
Civil, Arquitetura e Tecnologia, visando
Bonito, foram realizados os Concur-
contribuir com sua boa formação. As
u 22º APO: 195 estudantes de 21 insti-
sos Técnicos do Instituto Brasileiro do
competições foram apresentadas pelo
tuições de ensino, com 40 aparatos;
44 | CONCRETO & Construções
Participaram dos concursos:
u 12º CONCREBOL: 179 estudantes
de 20 instituições, com 38 bolas de concreto; u 2º COCAR: 223 alunos de 24 insti-
tuições, com 46 corpos de prova; u 8º Ousadia: cinco instituições com
seis projetos e 49 participantes. Os integrantes das equipes concorrentes, inscritos no 57º Congresso Brasileiro do Concreto, participaram de um Jantar oferecido a eles no Espaço Madeiral, no dia 28 de outubro, patrocinado pelas empresas Penetron e Radcon, com o apoio da PhD Engenharia e TQS Informática. Neste Jantar, chamado Concrete Lovers, os estudantes foram apresentados aos produtos e serviços das empresas patrocinadoras, interagiram durante a Mesa
Prof. Paulo Helene participa de mesa redonda juntamente com o Eng. Augusto Carlos Vasconcelos, Arq. Ruy Ohtake e o Eng. Antonio Palmeira no Jantar Concrete Lovers
Redonda “Conversa sobre o Concreto”,
em cada concurso ocorreu no Jantar
Nacional e Viapol, as quais também pa-
mediada pelo Prof. Paulo Helene, da Es-
de Confraternização do 57º Congresso
trocinaram os valores em dinheiro con-
cola Politécnica da Universidade de São
Brasileiro do Concreto. Os equipamen-
cedidos às equipes primeiro-colocadas
Paulo e conselheiro do IBRACON, e com
tos das competições foram gentilmente
dos concursos APO e CONCREBOL.
a participação dos ilustres Prof. Augusto
cedidos pela Instron Brasil/Emic, a Are-
Os demais concursos foram patrocina-
Carlos de Vasconcelos, Arq. Ruy Ohtake
na onde aconteceram os concursos foi
dos pelas empresas Mendes Lima (OU-
e Eng. Antonio Palmeira. Eles tiveram uma
patrocinada pelas empresas Cimento
SADIA) e Lanxess (COCAR).
noite descontraída com um quiz show mediado pelo Eng. Augusto Pedreira de Freitas, presidente da Associação Brasileira das Empresas de Consultoria e Engenharia Estrutural (Abece), e com premiações diversas. “O jantar Concrete Lovers foi a oportunidade oferecida aos estudantes que competiram nos concursos para interagir com ícones da nossa engenharia e arquitetura nacional, bem como para estreitar laços num ambiente bem descontraído”, justificou a Engª Jéssika Pacheco, coordenadora do Comitê Técnico de Atividades Estudantis do IBRACON (CT-801), que tem a atribuição de assessorar e organizar os concursos estudantis. Já a premiação das equipes que alcançaram as três primeiras colocações
Estudantes participam de quiz show apresentado pelo Eng. Augusto Pedreira de Freitas
CONCRETO & Construções | 45
u 57º CBC
Concurso Aparato de Proteção ao Ovo (APO)
O
Aparato de Proteção ao
co de concreto armado, resistente às
Antes do ensaio, os pórticos têm
Ovo (APO) é o concurso
cargas crescentes de impacto pro-
suas dimensões avaliadas e suas
mais tradicional do IBRA-
duzidas em ensaio de carregamento
massas determinadas. A precisão
CON. A competição desafia o estu-
dinâmico. A função do pórtico é pro-
dimensional é crítica, sobretudo nas
dante a projetar e construir um pórti-
teger o ovo colocado sob ele.
dimensões das bases, pois o pórtico deve ser encaixado no gabarito, que garante seu alinhamento com relação ao dispositivo de aplicação da carga. O aparato que não atender os requisitos de formato, geometria, dimensão e massa do Regulamento do Concurso é automaticamente desclassificado. O ensaio de carregamento dinâmico consiste em soltar um cilindro metálico, com 50 mm de diâmetro e massa de 15 kg, de alturas progressivamente maiores, iniciando-se pela altura de 1 m. Após cada impacto, o ensaio prossegue se o APO resistir, protegendo o ovo sob ele. Dessa forma, o cilindro é solto das alturas de 1,5 m, 2 m e 2,5 m. Caso o APO ainda resista, o cilindro é solto três vezes da altura de 2,5 m, encerrando-se o ensaio. A pontuação obtida por cada equipe é a somatória das energias parciais resistidas pelo APO (carga x altura) antes de o ovo ser danificado, seja pela ruptura do APO, seja por cair lascas do APO sobre ele. No caso de equipes que tenham inscrito mais de um APO, a pontuação considerada é a do melhor APO. Vence a equipe que obteve a maior pontuação. Em caso de empate, o APO com menor massa indicará a equipe
APO resiste ao impacto da carga dinâmica
46 | CONCRETO & Construções
vencedora.
u Premiação APO 2015 u 1º Lugar INSTITUIÇÃO Universidade Federal do Rio Grande do Sul EQUIPE Alunos Rafaela de Andrade, Mathias Perondi, Gabriel De Grandi, Nathalie Scheidt, Maurício Ruschel, Gustavo Albuquerque Senger, Gabrielle Bacelo Bidinotto, Natalie Menezes Zeballos Orientadora Angela Gaio Graeff
Equipe vencedora posa com cheque, banner de patrocinador e bandeira do estado
PONTUAÇÕES Massa: 3873,1 g | Altura de ensaio: 2 m
u 2º Lugar INSTITUIÇÃO Universidade do Oeste de Santa Catarina EQUIPE Alunos Alexandre Eduardo Pegoraro, Jonas Moisés Belotto, Iran Carlos Sartori, Georgia Bucco Sfredo, Luana Carolina da Silva, Natália Ernest Kielling Orientadores Maiara Foiato, Jhulis Marina Carelli, Angela Zamboni Piovesan PONTUAÇÕES Massa: 2862,8 g | Altura de ensaio: 1,5 m Equipe posa para foto
u 3º Lugar INSTITUIÇÃO Universidade Federal de Pernambuco EQUIPE Alunos Rafael Araújo de Oliveira, Pedro Victor Neves Ferreira, Bernardo Lima Carvalho, Manuela Petra Cavalcanti de Andrade, Nina Rosa Sobreira Peres, Luciolo Victor Magalhães e Silva, Sajan Prya Correia Cirilo Orientadores Arnaldo Manoel Pereira Carneiro, Tibério Andrade Equipe posa para foto
PONTUAÇÕES Massa: 3372,5 g | Altura de ensaio: 1,5 m
CONCRETO & Construções | 47
u 57º CBC
Concurso CONCREBOL
E
m sua 12ª edição, o CON-
Na terceira etapa, avalia-se a uni-
CREBOL desafia o estudante
formidade física da BOLA, segundo
a construir uma bola (esfera)
sua capacidade de rolar em trajetória
de concreto leve, com dimensões pré-
retilínea por uma pista plana de 4 m
-estabelecidas e que seja capaz de rolar
de comprimento. Nesta etapa, a BOLA
em uma trajetória retilínea. Seu objetivo
é posicionada na marca do pênalti de
é testar a habilidade dos estudantes no
um equipamento de impulso, dotado
desenvolvimento de um método cons-
de um pêndulo de 20 kg de massa
trutivo e na produção de concretos le-
com braço de alavanca de 80 cm, libe-
ves homogêneos com parâmetros de
rado segundo um ângulo de 37°, que
resistência otimizados.
a atinge, movimentando-a por uma
O CONCREBOL é formado por
pista plana de rolamento em direção a
quatro etapas e todas elas contribuem
um gol com dimensões de 40 cm x 35
para a pontuação final.
cm. Chute convertido em gol vale 1,
Na primeira etapa, determina-se o diâmetro médio da BOLA, a partir das
enquanto que não convertido tem coeficiente de 0,6.
medidas realizadas em três planos or-
Finalmente, a quarta etapa esta-
togonais, sendo calculado seu volume.
belece a máxima carga de ruptura
Na segunda etapa, a massa da
da BOLA submetida à compressão
BOLA é determinada e calcula-se a
sob
massa específica do concreto usado na
especificada.
confecção da BOLA, a partir da relação entre sua massa e seu volume.
velocidade
de
carregamento
Vence o concurso a equipe que
Bola de concreto atinge o gol no ensaio de uniformidade do Concrebol
calculada segundo a equação:
PF =
conseguir a maior pontuação final,
4.p .r 3 F .C1 3.M
[1]
Onde: PF – é o valor da pontuação final; F – é a máxima carga registrada no ensaio de resistência à compressão, em quilonewtons (kN); r – é o raio da BOLA, calculado como a metade do diâmetro médio obtido na Etapa 1 (ver 6.2), em metros (m); M – é a massa da BOLA, em quilogramas (kg); C1 – é o coeficiente de uniformidade No caso de equipes que tenham inscrito mais de uma bola, a pontuação considerada é a da bola com melhor resultado. Em caso de empate, a equipe campeã é a que concorrer com a bola Equipe participante do Concrebol vibra com carga obtida no teste de compressão
48 | CONCRETO & Construções
com menor massa específica.
u Premiação CONCREBOL 2015 u 1º Lugar INSTITUIÇÃO Centro Universitário da FEI EQUIPE Alunos Ittalo Nathan Boscache Ayache, Felipe Gonçalves dos Santos, Pedro Amaro Baccarin, Gabriela Lilia Akemi Iha, Lucas Camargo Carvalho, Luis Paulo de Spirito Palazzolli, Anderson Samuel Araujo Coelho Rodriguez, Mayara Lumi Monma, Ronaldo Tomanin Alves Monteiro, Gabriel Giacobini Ramiro, Otávio Alves Borges, Victor Hugo Alves da Silva Orientador Kurt André Pereira Amann Equipe vencedora posa com cheque e banner de patrocinadores
PONTUAÇÕES Diâmetro médio: 234 mm | Massa (M): 9484 g | Raio: 0,117 m | C1: 1,0 Carga (F): 270,31 kN | Pontuação final (PF): 0,191
u 2º Lugar INSTITUIÇÃO Universidade Federal da Bahia EQUIPE Alunos Adriana dos Santos Silva, Bonifácio Neves de Souza, Bruna Silva Santos, Diego Arruda Rodrigues, Débhora Flávia Souto França, Raquel Arraes Argolo, Andre Luis Santos Rodrigues Junior, Felipe Araujo Cedrim, Lázaro Sabas Marques Silva Cheles Nascimento Orientador Antônio Sérgio Ramos da Silva
Equipe posa com banner de patrocinadores e bandeira do estado
PONTUAÇÕES Diâmetro médio: 224 mm | Massa (M): 9590 g | Raio: 0,112 m | C1: 1,0 Carga (F): 306,86 kN | Pontuação final (PF): 0,187
u 3º Lugar INSTITUIÇÃO Instituto Mauá de Tecnologia EQUIPE Alunos Dimitri Braguim Gussarov, Filipe Kuziv do Amaral, Jessica Andrade Dantas, Jorge Fernando Sanches Rebeis, João Daniel Coronado Pinho, João Vitor Vaz de Souza, Giovanni Rogatto Sakata, Gustavo Elias Khouri, Gustavo Lombardo, Mariana Silva Serapião, Nathalie June Marumoto, Pedro Amoroso Giraldi, Renan Hideki Onoda Monteiro, Rodrigo Marino Goulart, Veronica Mariti Sesoko Orientadores Fábio Selleio Prado, Heloísa Cristina Fernandes Cordon Equipe posa com banner de patrocinadores
PONTUAÇÕES Diâmetro médio: 217 mm | Massa (M): 8639 g | Raio: 0,109 m | C1: 1,0 Carga (F): 286,98 kN | Pontuação final (PF): 0,179
CONCRETO & Construções | 49
u 57º CBC
Concurso Concreto Colorido de Alta Resistência (COCAR)
O
COCAR tem
o
objetivo
de testar a habilidade dos estudantes na
preparação
de
concretos resistentes e coloridos. O desafio é moldar um corpo de prova cúbico, com 10 cm de aresta, usando concreto colorido, capaz de atingir altas resistências à compressão. A
competição
é formada por três etapas. Na primeira etapa, são avaliadas
Corpo de prova cúbico em teste de compressão
as dimensões, massa e coloração
prova são rompidos por compres-
medidas na face de ruptura do corpo
(tonalidade) dos corpos de prova. Os
são axial, tendo registrada a máxima
de prova, em milímetros (mm).
corpos de prova devem ser cúbicos,
carga para sua ruptura, em quilo-
Na última etapa, é feita uma ins-
com 10 cm em todas as arestas,
newtons (kN), usada para calcular a
peção visual do corpo de prova
com tolerância máxima de 0,2 cm.
resistência do corpo de prova, se-
rompido para comprovar sua homo-
Segundo a posição do corpo de pro-
gundo a equação:
geneidade, sendo verificada a exis-
va dentro da palheta de cores previamente estabelecida, avaliada por consenso entre os membros da Co-
fc =
F d1.d 2
tência ou não de núcleos internos
[1]
e de materiais não permitidos no Regulamento.
missão Organizadora e o capitão da
Onde:
equipe participante, são atribuídos
fc – é a resistência à compressão do
resistência à compressão do corpo
coeficientes de cor aos corpos de
corpo de prova, em megapascals
de prova pelo seu coeficiente de cor.
prova participantes, que podem va-
(MPa);
Vence o concurso a equipe com o
riar de 0,7 a 1,0. Não é aceito corpo
F – é a máxima carga registrada no
corpo de prova que obteve a maior
de prova com coloração próxima ou
ensaio de resistência à compressão,
pontuação final. Em caso de empate,
similar ao concreto.
em quilonewtons (kN);
a equipe vencedora é a do corpo de
di – são as dimensões das arestas
prova com menor massa.
Na segunda etapa, os corpos de
50 | CONCRETO & Construções
A pontuação final é o produto da
u Premiação COCAR 2015 u 1º Lugar INSTITUIÇÃO Centro Universitário da FEI EQUIPE Alunos Ittalo Nathan Boscache Ayache, Felipe Gonçalves dos Santos, Pedro Amaro Baccarin, Gabriela Lilia Akemi Iha, Lucas Camargo Carvalho, Luis Paulo de Spirito Palazzolli, Anderson Samuel Araujo Coelho Rodriguez, Mayara Lumi Monma, Ronaldo Tomanin Alves Monteiro, Gabriel Giacobini Ramiro, Otávio Alves Borges, Victor Hugo Alves da Silva Orientador Kurt André Pereira Amann Equipe vencedora posa com cheques das duas competições
PONTUAÇÕES Massa (M): 2688,4 g | Cor (C): 0,9 | Carga (F): 987,66 KN | Arestas (d1 e d2): 100,43 e 100,34 mm | Resistência (fc): 98,01 MPa | Pontuação final: 88,209
u 2º Lugar INSTITUIÇÃO Universidade Federal da Bahia EQUIPE Alunos Adriana dos Santos Silva, Bonifácio Neves de Souza, Bruna Silva Santos, Diego Arruda Rodrigues, Débhora Flávia Souto França, Raquel Arraes Argolo, Andre Luis Santos Rodrigues Junior, Felipe Araujo Cedrim, Lázaro Sabas Marques Silva Cheles Nascimento Orientador Antônio Sérgio Ramos da Silva
Equipe posa para fotos
PONTUAÇÕES Massa (M): 2710,9 g | Cor (C): 1 | Carga (F): 830,6 kN | Arestas (d1 e d2): 101,91 e 100,11 mm | Resistência (fc): 81,414 MPa | Pontuação final: 81,414
u 3º Lugar INSTITUIÇÃO Instituto Mauá de Tecnologia EQUIPE Alunos Dimitri Braguim Gussarov, Filipe Kuziv do Amaral, Jessica Andrade Dantas, Jorge Fernando Sanches Rebeis, João Daniel Coronado Pinho, João Vitor Vaz de Souza, Giovanni Rogatto Sakata, Gustavo Elias Khouri, Gustavo Lombardo, Mariana Silva Serapião, Nathalie June Marumoto, Pedro Amoroso Giraldi, Renan Hideki Onoda Monteiro, Rodrigo Marino Goulart, Veronica Mariti Sesoko Orientadores Fábio Selleio Prado, Heloísa Cristina Fernandes Cordon Equipe posa para fotos
PONTUAÇÕES Massa (M): 2443,6 g | Cor (C): 1 | Carga (F): 768,260 KN | Arestas (d1 e d2): 101,46 e 101,38 mm | Resistência (fc): 74,690 MPa | Pontuação final: 74,690 CONCRETO & Construções | 51
u 57º CBC
Concurso Ousadia
E
laborar um projeto básico de
dado no local, pré-fabricado ou pré-
estabilidade, durabilidade e manuten-
um Portal de Entrada com um
-moldado, procurando evidenciar uma
ção, pela equipe da Abece Inovação,
Centro de Informações Turísti-
boa percepção do local em relação às
representada pelos Engs. Douglas
cas para a cidade de Bonito, localizada
formas naturais, matérias-primas dis-
Couto, Luciano Coelho, Pedro Azevedo
em Mato Grosso do Sul. Este foi o de-
poníveis que possam ser conciliadas
e Renato Coelho. Em seguida, os proje-
safio do IBRACON aos estudantes de
com o uso do concreto, dimensão e
tos foram avaliados pela população lo-
engenharia civil, arquitetura e tecnolo-
proporções adequadas do projeto.
cal, que pôde atribuir uma nota a cada
gia, que contou com a participação de
Os objetivos do Concurso são: de-
projeto, de 0 a 10. Por fim, os projetos
um dos precursores deste concurso,
senvolver a aptidão dos alunos na con-
foram apresentados em três pranchas
o arq. Ruy Ohtake, como membro da
cepção de projetos ousados; ampliar os
no tamanho A1 da ABNT e numa ma-
Comissão Julgadora, juntamente com
conhecimentos dos estudantes sobre a
quete física, representada em escala,
o Arq. Nadir Mezerani, a Ma. Sandra
tecnologia do concreto; aumentar o en-
com no máximo 1 m2 de área, no Cen-
Bertocini, o Dr. Andrés Cheung, o Dr.
trosamento entre estudantes de arquite-
tro de Convenções de Bonito, e avalia-
Enio Pazini Figueiredo, o Eng. Antonio
tura, engenharia civil e tecnologia; e evi-
dos pela Comissão Julgadora quanto
Palmeira e a Enga. Sonia Freitas.
denciar a importância de se considerar
aos seus quesitos arquitetônicos.
O projeto deve conciliar os fortes
as condicionantes locais – ambientais,
Os três projetos mais bem pontu-
elementos paisagísticos do local e a
econômicas e culturais – na definição da
ados receberam os prêmios de Ven-
busca contínua da redução dos im-
solução arquitetônica adotada.
cedor (1º lugar), Destaque (2º lugar) e
pactos ambientais numa obra com
Preliminarmente, os projetos foram
Mérito (3º lugar). O critério de desem-
componentes estruturais em concreto
avaliados sob os critérios do sistema
pate foi o menor volume total de con-
simples, armado ou protendido, mol-
construtivo adotado, com relação à sua
creto empregado.
Arq. Ruy Ohtake faz avaliação dos projetos submetidos ao Concurso Ousadia
52 | CONCRETO & Construções
u Premiação Ousadia 2015 u 1º Lugar INSTITUIÇÃO Instituto Federal de Ciência e Tecnologia de São Paulo e Universidade Presbiteriana Mackenzie EQUIPE Alunos Bruna Costa de Oliveira, Bruno Bergheme Carvalheiro, Franciny Santos Marques, Jeferson Ricardo dos S. Roque, Karine Regina Cunha Diniz, Ricardo Guedes de Siqueira, Vinícius Gonzales, Welber Simões de Souza Orientadores Alexandre Kenchian, Iberê Martins da Silva Equipe vencedora com cheque ganho na competição
PONTUAÇÕES 621
u 2º Lugar INSTITUIÇÃO Universidade de São Paulo – FAU POLI EQUIPE Alunos Bianca Quitério Guariglia, Marianna Santos Fujii, Thais Megumi Toguchi, André Mendes, Tiago Moherdaui Orientador Januário Pellegrino Neto PONTUAÇÕES 532 Equipe posa para foto
u 3º Lugar INSTITUIÇÃO Centro Universitário da FEI e FIAM/FAAM EQUIPE Alunos Ittalo Nathan Boscache Ayache, Felipe Gonçalves dos Santos, Pedro Amaro Baccarin, Gabriela Lilia Akemi Iha, Lucas Camargo Carvalho, Luis Paulo de Spirito Palazzolli, Anderson Samuel Araujo Coelho Rodriguez, Mayara Lumi Monma, Ronaldo Tomanin Alves Monteiro, Gabriel Giacobini Ramiro, Otávio Alves Borges, Victor Hugo Alves da Silva, Marcela Amaro Baccarin Orientador Kurt André Pereira Amann Equipe posa para foto
PONTUAÇÕES 506 CONCRETO & Construções | 53
u 57º CBC
Por ter obtido a maior somatória
nhou a Medalha Concreto IBRACON
foi criada neste ano para incentivar e
de pontos nos concursos, a equipe
2015, por seu melhor desempenho
valorizar a participação das equipes
do Centro Universitário da FEI ga-
nas competições. “Essa premiação
nos quatro concursos”, esclareceu Pacheco.
“Consegui-
mos estabelecer uma relação de confiança e respeito entre os alunos e o CT-801, na qual pudemos trabalhar num ambiente de colaboração
mútua.
Gostaria de parabenizar a todas as equipes que deram o seu melhor nesta edição dos concursos. E aproveito para convidar os estudantes a participarem das competições do ano que vem, em Belo Equipe que ganhou a Medalha Concreto IBRACON 2015
54 | CONCRETO & Construções
Horizonte”, concluiu.
Uma proposta para o portal da cidade de Bonito – MS BRUNA COSTA DE OLIVEIRA – estudante de arquitetura e urbanismo, BRUNO BERGHEME CARVALHEIRO – estudante de engenharia civil, FRANCINY SANTOS MARQUES – estudante de arquitetura e urbanismo, JEFERSON RICARDO DOS S. ROQUE – estudante de engenharia civil, RICARDO GUEDES DE SIQUEIRA – estudante de engenharia civil, VINÍCIUS GONZALES – estudante de arquitetura e urbanismo, WELBER SIMÕES DE SOUZA – estudante de engenharia civil, ALEXANDRE KENCHIAN – professor do Curso de Arquitetura e Urbanismo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo
KARINE REGINA CUNHA DINIZ – estudante de engenharia civil Universidade Presbiteriana Mackenzie
IBERÊ MARTINS DA SILVA – professor do Curso de Engenharia Civil HILDEBRANDO PEREIRA DOS SANTOS JÚNIOR – professor do Curso de Engenharia Civil Universidade Santa Cecília (Unisanta)
O
Instituto Brasileiro de Concreto propôs na 8ª edição do
Concurso
Ousadia
para estudantes de Engenharia Civil e de Arquitetura e Urbanismo, realizada em seu 57º Congresso Brasileiro do Concreto, a elaboração do projeto básico de um Portal de Entrada com um Centro de Informações Turísticas para a cidade de Bonito, no Estado de Mato Grosso do Sul. O desafio construtivo deveria demonstrar a relação com a região em que será implantado e a viabilidade técnica da solução arquitetônica adotada, conciliando o empreendimento com a conservação da biodiversidade local e promovendo o turismo paisagístico e o ecoturismo da cidade. Desta forma, vi-
u Figura 1 Fonte Piraputangas
saria balancear os conceitos técnicos, os princípios de sustentabilidade e o
1. INSPIRAÇÃO
so, busca uma conexão harmoniosa e
conforto dos usuários.
O projeto inspira-se diretamente
uma referência à leveza e ao movimen-
Este artigo tem como objetivo expor
na fluidez das formas orgânicas na-
to do principal monumento da cidade,
a trajetória que percorremos, desde a
turais, como as correntes d’água, as
a fonte Piraputangas, do artista plásti-
proposta até a entrega de um projeto
formações de ventos, a sinuosidade e
co sul-mato-grossense Cleir, localiza-
viável em seus aspectos arquitetônico
simplicidade dos elementos que com-
do na Praça da Liberdade, no centro
e urbanístico, estrutural e tecnológico.
põem a flora e fauna locais e, além dis-
da cidade.
CONCRETO & Construções | 55
u 57º CBC
O levantamento dos dados referen-
Turísticas da cidade, utilizando uma lin-
constitui um elemento de impacto visu-
tes às espécies vegetais compôs a pro-
guagem moderna e inovadora da arqui-
al, já que o bloco de concreto aparente
posta de paisagismo no local onde se
tetura contemporânea, sem deixar de
com tratamento superficial resinado,
insere o elemento a ser construído. O
lado as características vernaculizares.
chama a atenção do turista que passa
turismo paisagístico (grutas e cavernas,
A outra base que fundamenta o par-
pelo local e, apesar de constituir uma
rios de águas cristalinas e cachoeiras) e
tido do projeto em todos os aspectos
forma sólida e consistente, por estar
o ecoturismo (banhos em piscinas na-
é a arquitetura orgânica, que consiste
sobre pilotis e localizado acima do es-
turais, flutuação, mergulho, rapel, bóia
em agregar na sua forma de expressão
pelho d’água, aparenta certa leveza em
cross, rafting, trekking e arvorismo),
o movimento e o dinamismo na com-
relação ao local onde está inserido, “flu-
movimentam a economia local e foram
posição dos espaços, buscando acima
tuando” sobre o ambiente. No espaço
considerados no projeto. Estudos de
de tudo a felicidade psicológica, física
interno do bloco de concreto desenvol-
ventilação e insolação (com relação à
e espiritual do homem, assim como a
ve-se um salão que abriga as ativida-
inclinação solar e estudo de sombras),
ressonância da construção com a na-
des de informações turísticas e espaço
foram determinantes para que a ques-
tureza do entorno.
para exposições da cultura local. Acima
tão do conforto ambiental fosse traba-
O Projeto proposto desenvolve-se a
do bloco situa-se um mirante com am-
lhada, a fim de garantir a comodidade
partir do formato sólido de um bloco,
plo horizonte de visão, de um ponto de
dos usuários.
que faz referência às formas elementa-
vista privilegiado, acima das copas das
res e simples da natureza. A construção
árvores nativas da região.
2. PARTIDO ARQUITETÔNICO Para a confecção do Partido Arquitetônico, obtivemos dados detalhados da cidade, como área, altitude, hidrografia, clima e temperatura, vegetação, populações fixa e flutuante, economia, cultura/costumes locais e legislação municipal, para que houvesse uma precisa aderência do Partido Arquitetônico aos condicionantes ambientais, econômicos, culturais, normativos, estéticos e funcionais. Como premissa básica ao Partido Arquitetônico, o projeto propõe a utilização do concreto de forma impactante e atraente, apresentando toda a sua plasticidade formal através de dois elementos principais: o bloco monolítico e o elemento em fita, compondo um pórtico como entrada formal da cidade de Bonito. Propõe-se a criação de espaços agradáveis e funcionais que atendam ao programa de necessidades do Portal de Entrada com um Centro de Informações
56 | CONCRETO & Construções
u Figura 2 Croqui do desenho final
CONCRETO & Construções | 56
u Figura 4 Ventilação natural u Figura 3 Monólito e casca Em contraponto, ligando-se a este
vazados, os cobogós, formando uma
monólito, o elemento em fita mantém
cinta na parte superior das paredes
a linguagem fluida e orgânica da na-
que, além da circulação adequada
tureza, demarcando-o e resumindo-o
de ar, ajuda na iluminação do am-
como Portal de Entrada da cidade. Tal
biente (Figuras 5 e 6).
u Figura 5 Cobogó
fita será de concreto com sua estrutute em uma estrutura em casca que
lado, engasta-se na torre do elevador
3. ESTRUTURA: ESQUEMA ESTÁTICO DO EDIFÍCIO
do bloco, formando uma cobertura ao
Estruturalmente, o edifício consis-
viário, onde é engastada aos dois pi-
ra projetada como casca que, de um
apoia-se no solo e vence o vão do
mirante, e de outro, apoia-se de forma suave sobre a vegetação natural, passando sobre a rodovia de acesso à cidade (Figura 3). Em referência ao conforto ambiental do espaço ocupado pelo Centro de Informações Turísticas, o Projeto visa a não utilização de tecnologia com a finalidade de promover o resfriamento ou aquecimento dos ambientes, de modo que o conforto térmico local seja garantido por meios passivos de climatização, sem instalações prediais específicas para condicionamento artificial dos espaços internos (Figura 4). Propusemos o uso de elementos
57 | CONCRETO & Construções
u Figura 6 Detalhe cobogó
CONCRETO & Construções | 57
u 57º CBC
lares-parede do elevador pertencente
4. MODELO ESTRUTURAL
ao centro de informações. O centro de informações é composto por dois níveis de estrutura re-
“em fita” e lajes, foram utilizados elementos de casca.
4.1 Discretização em elementos finitos
ticulada que se caracteriza por uma
Nos casos em que se aplicou os elementos de casca, executamos o modelo de modo a atribuir a menor va-
laje de cobertura mais rígida, que aju-
O início do projeto se deu a partir da
riação possível quanto às dimensões
da na sustentação do piso por meio
discretização da estrutura em elemen-
de cada parte, com o intuito de evitar
de tirantes na fachada, transferindo
tos finitos (Figura 8). Nesta etapa, as
erros numéricos que poderiam ocorrer
essa carga aos três pilares circulares
vigas e pilares foram modelados como
no software utilizado para a obtenção
internos e aos pilares do elevador.
elementos de barra e, para a cobertura
dos esforços.
u Figura 7 Planta de formas
58 | CONCRETO & Construções
Para nos aproximar ao máximo do projeto arquitetônico, as dimensões dos elementos de casca aplicados na cobertura em fita determinaram a média a ser seguida em todo o modelo, permitindo obter maior suavização das curvas (aproximação por pequenas retas).
u Figura 8 Discretização da estrutura em elementos finitos de barra e casca
4.1.1 Modelagem da cobertura (casca) A modelagem da casca exigiu-nos um cuidado especial, pois este é um elemento fundamental no projeto. Assim como toda a estrutura, o modelo foi desenvolvido em plataforma CAD, sendo que seu processo de construção é mostrado a seguir. Etapa nº 1
Desenho da linha obtida pela intersecção da casca com sua seção de simetria. O próprio corte arquitetônico nos fornece esta informação com clareza
u Figura 9 Modelagem da casca. Etapa nº1
(Figura 9). Etapa nº 2
Desenho da linha de borda da casca, que envolve desenhar polilinhas tridimensionais para acompanhar as curvas da forma orgânica que a estrutura possui. As Figuras 10 e 11 mostram a complexidade da forma desta linha de borda da casca. A última parte desta etapa foi subdividir este elemento desenhado em alguns trechos, conforme ilustra a Figura 18. Uma divisão racional nessa fase, acarreta na obtenção dos elementos finitos com dimensões muito regulares, situação ótima para o projeto (Figuras
u Figura 10 Modelagem da casca. Etapa nº 2-a
10 e 11).
CONCRETO & Construções | 59
u 57º CBC
Etapa nº 3
Nesta etapa, foram criados os elementos finitos através de comandos de superfície que se utilizam das etapas anteriores (Figura 12).
u Figura 11 Modelagem da casca. Etapa nº 2-b
4.2 Obtendo os esforços solicitantes A partir da estrutura discretizada, utilizamos um software de análise estrutural para importar o modelo e aplicar as propriedades geométricas definidas no projeto arquitetônico, assim como os carregamentos oriundos das cargas permanentes e acidentais (Figura 13). Uma vez lançada a estrutura, definimos, com base na ABNT NBR 8681, quais combinações utilizar para o dimensionamento das peças estruturais no ELU (Estado Limite Último).
5. ROTEIRO DE CÁLCULO 5.1 Ações e combinações u Figura 12 Modelagem da casca. Etapa nº 3
Concreto armado: 25,00 kN/m³. As cargas permanentes diretas, além do peso próprio, foram obtidas por pesquisas a partir do projeto arquitetônico, e são listadas na Tabela 1. As ações variáveis diretas - as cargas acidentais - foram determinadas com o auxílio normativo da ABNT NBR 6120 e estão dispostas na Tabela 2. A carga de multidão representa a
Z
X
Y
sobrecarga estimada quando ocorrer a ocupação completa do ambiente do centro de informações e a carga na zona técnica foi estabelecida a partir dos equipamentos possíveis e previs-
u Figura 13 Modelo para obtenção dos esforços solicitantes no software de análise estrutural
60 | CONCRETO & Construções
tos para instalação no local. Para a determinação da pressão de vento, utilizamos o roteiro proposto na
u Tabela 1 – Cargas permanentes Centro de informações Revestimento de piso
2,00 kN/m²
Paredes – carga distribuída
3,28 kN/m²
Guardas – cargas de faca na periferia
1,00 kN/m
Cortina de vidros – carga de faca na periferia
2,00 kN/m
Cobertura – Centro de informações
Z Y X
Revestimento de piso
2,00 kN/m²
Paredes – carga de faca na periferia
3,28 kN/m²
Casca
u Figura 14 Dimensionamento das vigas
N/A
u Tabela 2 – Cargas acidentais Centro de informações Carga de multidão
3,50 kN/m²
Carga na zona técnica
3,50 kN/m²
estudos que demonstrassem o compor-
a apresentação dos desenhos, os pila-
tamento do vento na estrutura, utilizamos,
res foram dimensionados diretamente
a favor da segurança, um coeficiente de
para os maiores esforços que atuam
arrasto (Cf) mais alto (Tabela 3).
ao longo de seu comprimento. Foram verificados quanto à flambagem, resis-
5.2 Dimensionamento das vigas Por se tratar de um projeto básico e
3,00 kN/m²
tência à compressão e flexão oriundos (Figura 15).
com número limitado de folhas para a apresentação dos desenhos, as vigas foram dimensionadas diretamente para
Casca Carga mínima normativa
e com número limitado de folhas para
dos esforços solicitantes nos mesmos
Cobertura – Centro de informações Carga na cobertura
possuir uma forma orgânica e não haver
0,50 kN/m²
os maiores esforços que atuam ao longo de seu comprimento. Ou seja, optamos por não efetuar a decalagem nas
u Tabela 3 – Estudo de vento
vigas nesta etapa do projeto. Nesta etapa de dimensionamento, fo-
Harmônico i
Frequência
ram desenvolvidos programas para otimi-
v0 = 45,0 m/s
v0 = 45,0 m/s
zar o processo de cálculo das armaduras
S1 = 1,00
S1 = 1,00 (zona plana)
de flexão e cisalhamento. Os aplicativos
S2 = 1,03
S2 = 1,03
Para atestar os resultados obtidos
S3 = 1,00
S3 = 1,00
com os programas que criamos, utiliza-
Cf = 2,00
Cf = 1,15
mos softwares livres desenvolvidos pela
Por fim, Pcasca = 1,37 kN/m²
Por fim, PCI = 1,19 kN/m²
Universidade Federal do Paraná (UFPR)
foram desenvolvidos na plataforma SMath.
e, em todos os casos verificados, nossos programas mostraram eficácia.
Z X Y
ABNT NBR 6122. Dividimos o cálculo em duas pressões: uma para a cobertura em
5.3 Dimensionamento dos pilares
fita (casca) e outra para o centro de informações, porque, pelo fato da cobertura
Por se tratar de um projeto básico
u Figura 15 Obtenção de esforços nos pilares
CONCRETO & Construções | 61
ços próximos e dimensionamos a armadura para cada seção a partir do ponto de maior esforço da seção (Figura 17).
5.6 Avaliação da estabilidade global da estrutura
u Figura 16 Modelo para obtenção dos esforços nas lajes
5.4 Dimensionamento das lajes
5.5 Dimensionamento da “cobertura em fita”
Para o dimensionamento das lajes,
Assim como nas vigas e lajes, opta-
localizamos o ponto de maior esforço
mos por expandir o dimensionamento do
que atua em cada direção, calculamos
pior caso, para toda a superfície de uma
a armadura para esse ponto e aplica-
determinada região da casca. Ou seja,
mos a todo o plano de laje (Figura 16).
particionamos a casca em zonas de esfor-
A norma ABNT NBR 6118 nos permite analisar a estrutura como um pilar rígido, aplicando-se uma carga horizontal de 100kN nas direções x e y e, a partir dos parâmetros estruturais apresentados, calculamos os parâmetros ∝x e ∝y (Figuras 19 e 20) e os comparamos com o limite normativo. Limite normativo para o parâmetro Alfa (∝lim): ∝lim=0,2+0,1*2=0,4
[1]
Para o cálculo de desenvolvemos uma rotina em SMath com base na NBR-6118 e os resultados foram os apresentados na Figura 21. Observamos que o limite normativo é superior tanto a ∝x e ∝y e, portanto, a estrutura é estável.
6. GEOTECNIA Com base nos dois perfis de sondagem disponibilizados pela comissão organizadora do concurso Ousadia 2015, foi realizada a parametrização do solo (Figuras 22 e 23).
7. FUNDAÇÃO A partir dos dados de sondagens fornecidos e dos esforços atuantes, constatamos que a solução mais adequada e viável seria a adoção do tubulão a céu aberto como técnica de fundação, com uma tensão admissível de 60 Tf/m², sen-
u Figura 17 Modelo para obtenção de esforços na casca
62 | CONCRETO & Construções
do que a escavação pode ser manual ou com auxílio de equipamentos.
u Figura 19 Modelo para análise ∝x
u Figura 18 Divisão da casca em seções de esforços próximos
u Figura 20 Modelo para análise ∝y
u Figura 21 Cálculos dos parâmetros ∝x e ∝y
SP-01
1
Argila com material orgânico;
2
Solo concrecionado, argila e cascalho, rocha calcáre, médio;
3
Solo concrecionado, com matacões; Rocha calcáre, duro.
u Figura 22 Discretização do solo – SP-01
SP-02
0,00
-4,00
-5,00
1
Argila com material orgânico;
2
Solo concrecionado, argila e cascalho, rocha calcáre, médio;
3
Solo concrecionado, com matacões; Rocha calcáre, duro.
0,00
-3,00
-4,00
u Figura 23 Discretização do solo – SP-02
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] Neufert, Peter. Arte de Projetar Em Arquitetura. 18° Ed. Portugal: GG, 2013 [02] Clima e Variáveis Físicas e Químicas, Portal Bonito. Disponível em:
Acesso em 12 de junho de 2015. [03] Esportes e Ecoturismo, Férias Brasil. Disponível em: Acesso em 21 de abril de 2015. [04] Luz em Áreas Verdes, AU. Disponível em: Acesso em 20 de junho de 2015. [05] Pontos Turísticos em Bonito, Pontos Turistícos. Disponível em: Acesso em 18 de maio de 2015 [06] ABNT NBR 8681:2003 Ações e segurança nas estruturas – Procedimento. [07] ABNT NBR 6120:2000 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações.4 [08] ABNT NBR 6123:2013 Forças devidas ao vento em edificações. ABNT NBR 6118:2007 Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. ABNT NBR 6122:2010 Projeto e execução de fundações.
CONCRETO & Construções | 63
u 57º CBC
Das especificações prescritivas para as baseadas no desempenho no projeto da durabilidade do concreto
Q
uando se constrói obras de
rado é o da segurança estrutural, a ca-
investimentos em obras similares, me-
infraestrutura uma questão
pacidade da estrutura em resistir a esses
lhorando de uma forma geral seu custo/
fundamental, tanto para
esforços e solicitações. Mas, as condi-
benefício e minorando seus impactos
melhorar o custo-benefício social e
ções físicas e químicas relacionadas com
ambiental e social.
econômico quanto para minimizar o im-
a durabilidade da estrutura são avaliadas
O tema foi debatido no II Simpósio
pacto ambiental dessas intervenções,
por meio de outro parâmetro, o de sua
sobre Durabilidade das Estruturas de
é a da durabilidade de suas estruturas,
vida útil, o período de tempo no qual a
Concreto, evento paralelo ao 57º Con-
isto é, a capacidade destas para su-
estrutura conserva sua segurança estru-
gresso Brasileiro do Concreto, ocorrido
portar as condições físicas e químicas
tural, sua funcionalidade e sua estética
em 29 de outubro, no Centro de Con-
a que estarão expostas e que podem
em níveis definidos no projeto estrutural,
venções de Bonito. O Simpósio convidou
provocar sua degradação em função
sem custos inesperados de manutenção,
para falar sobre o tema dois dos maiores
de efeitos diferentes daqueles associa-
prestando seus serviços para a popula-
especialistas na área.
dos às cargas e solicitações a que es-
ção e para os agentes econômicos.
tarão submetidas durante seu uso.
Carmen Andrade, pesquisadora no
Quanto mais durável é uma obra,
Instituto de Ciências da Construção “Edu-
As cargas e solicitações a que uma
menor será a manutenção necessária
ardo Torroja”, na Espanha, é uma espe-
estrutura estará submetida são conside-
para mantê-la em serviço, maior será
cialista em corrosão de armaduras, “es-
radas na análise estrutural do projeto de
seu tempo de uso e, consequentemen-
pecialmente em métodos para a avaliação
uma obra, cujo parâmetro a ser conside-
te, menor será a necessidade de novos
da corrosão de armaduras em estruturas de concreto”, justificou o Prof. Enio Pazini, coordenador do II Simpósio. Sua palestra abordou justamente os avanços teóricos alcançados na modelagem da corrosão das armaduras em estruturas em condições reais de exposição. Segundo ela, a corrosão de armaduras é um dos principais mecanismos responsáveis pela deterioração do concreto, podendo ser causada por diversos fatores externos, como a presença de gás carbônico em ambientes urbanos e a presença de cloretos em ambientes marinhos. O gás carbônico e os cloretos penetram pouco a pouco no concreto, que tem a função de proteger o aço em seu
Pesquisadora Carmen Andrade em sua palestra no Simpósio de Durabilidade
64 | CONCRETO & Construções
interior com uma película despassivadora,
Auditório lotado durante as palestras dos professores Carmen Andrade e Odd Gjorv
impedindo sua corrosão. No entanto,
água/cimento, a quantidade de cimento
mais durável, segundo a pesquisadora,
quando íons de carbono ou de cloreto atin-
no concreto, a resistência mecânica do
consiste em se criar modelos matemáti-
gem o aço, eles destroem este filme, o que
concreto e a abertura máxima das fissu-
cos e ensaios experimentais capazes de
expõe o aço ao ar e à umidade presente no
ras, fatores direta ou indiretamente relacio-
predizer a vida útil de uma estrutura com
ambiente, levando a reações de corrosão.
nados com sua durabilidade. Por exem-
base nos dados extraídos da própria es-
Com isso, há uma perda continuada da se-
plo, um concreto menos permeável, com
trutura. Tal como se assegura a seguran-
ção do aço, por um lado, o que acarreta
menos poros, que pode ser obtido por
ça estrutural de uma obra por meio de um
a diminuição progressiva da capacidade
meio de uma baixa relação água/cimento
ensaio de resistência à compressão aos
portante da estrutura e, por outro lado, há
no momento de sua dosagem, dificulta a
28 dias, almeja-se padronizar ensaios ex-
uma perda da aderência entre o aço e o
entrada de agentes agressivos ao aço e,
perimentais e modelos teóricos capazes
concreto, levando a fissurações no concre-
por isso, contribui para aumentar sua vida
de assegurar a durabilidade e a vida útil
to, o que intensifica a frente de ataque ao
útil. Outra especificação relacionada com
de uma construção. Neste caso a durabi-
aço, num círculo vicioso.
a durabilidade da estrutura, não relacio-
lidade não estaria apoiada em requisições
Para ilustrar o processo Andrade
nada com a qualidade do concreto, mas
prescritivas, mas em indicadores de de-
comentou o estado das marquises do
com a qualidade da execução das estru-
sempenho da estrutura, como, por exem-
Maracanã antes de sua reforma. Apesar
turas de uma obra, diz respeito ao cobri-
plo, sua porosidade, sua permeabilidade
de não apresentarem fissuras visíveis, ti-
mento da armadura, pois, quanto maior
ao ar, sua permeabilidade à água a baixa
nham suas armaduras corroídas, haven-
este cobrimento, maior é a barreira que
pressão e sua resistividade elétrica, ou
do seções em que a armadura tinha sido
deve ser transposta pelos agentes agres-
seja, propriedades do concreto de uma
totalmente desgastada pela ação do am-
sivos para atingir o aço. Por isso, os proje-
estrutura que permitem caracterizar sua
biente, o que comprometia a segurança
tos estruturais trazem a cobertura mínima
durabilidade e vida útil.
estrutural do estádio, de modo que tive-
a ser seguida na execução da estrutura.
Para ilustrar um desses ensaios, An-
ram que ser demolidas e reconstruídas
Essas especificações tradicionais rela-
drade explicou o teste da American Socie-
quando da renovação do estádio para os
tivas à durabilidade são prescritivas, sen-
ty for Testing and Materials (ASTM 1202),
jogos da Copa de 2014.
do requeridas no projeto e devendo ser
que correlaciona a resistividade elétrica do
Tendo em vista a durabilidade das
atendidas na execução. No entanto, elas
concreto, uma grandeza relacionada com
estruturas de concreto, as normas de
só podem ser garantidas efetivamente
a corrente elétrica que percorre um corpo
projeto prescrevem especificações para
pelo construtor por meio de um controle
de prova cilíndrico de concreto, com o ní-
o concreto conforme o ambiente a que a
tecnológico rigoroso da construção, nem
vel de corrosão da armadura, e explicou
estrutura estará exposta. Entre as especi-
sempre presente. Em razão disso, o pas-
como o modelo teórico-matemático no
ficações mais conhecidas estão a relação
so seguinte na busca por uma construção
qual ele se baseia deve ser aperfeiçoado,
CONCRETO & Construções | 65
u 57º CBC
Por isso, segundo o consultor, todos os requerimentos
mínimos
especificados
nas normas e códigos construtivos, bem como as recomendações e as orientações para as boas práticas construtivas, devem ser estritamente atendidos nos projetos, mas a eles devem ser adicionados novas especificações que, baseadas no avanço recente do conhecimento dos mecanismos de deterioração das estruturas de concreto, possam ser medidas ao longo do tempo, para que se tomem as medidas necessárias para assegurar a duProf. Odd Gjorv em sua apresentação no Simpósio de Durabilidade, com auditório lotado
com a inclusão de mais fatores, como a
projeto. Especificamente em relação às
idade do concreto e o ambiente no qual
estruturas em ambientes severos, como
está inserido, para que seja usado como
as obras em alto-mar, nem mesmo o
parâmetro de controle e previsão da vida
controle de qualidade mais rigoroso tem
útil da estrutura.
evitado o principal fator relacionado à
Segundo a pesquisadora, para sair
durabilidade dessas obras, o ingresso
dos modelos teóricos e dos ensaios de
não controlado de cloretos, causa para a
laboratório para a realidade necessita-se
corrosão das armaduras contidas nessas
de ensaios continuados das estruturas
estruturas. O resultado, segundo o pales-
em condições reais e de um maior tempo
trante, é que muitos proprietários de obras
para a calibração dos modelos propostos.
de infraestrutura em concreto têm visto
A despeito disso, alguns deles já estão
em anos recentes um aumento significati-
contemplados em normas técnicas, como
vo e rápido nos gastos do orçamento com
o fib Model Code 2010, apesar de suas
reparos e manutenção.
inconsistências e limitações.
Tal como Andrade, Gjorv defende que
Odd Gjorv, professor da Universidade
a abordagem probabilística dos requeri-
Norueguesa de Ciência e Tecnologia, tem
mentos prescritivos no projeto de estru-
larga experiência em consultoria de pro-
turas de concreto, onde a variabilidade e
jeto, construção e recuperação de obras
dispersão no atendimento a esses reque-
marítimas, principalmente as plataformas
rimentos no momento da construção são
de concreto para a extração de petróleo
previstos e compensados, de maneira a
e gás em alto-mar, uma das principais ati-
se assumir margens de erros seguras,
vidades econômicas de seu país. O pro-
tem se mostrado limitada. Ela deve ser
fessor concordou com Carmen Andrade
complementada por uma outra aborda-
ao afirmar que os problemas atuais de
gem, na qual os requerimentos são espe-
durabilidade advêm de uma baixa qua-
cificados com base no desempenho da
lidade construtiva alcançada nas obras,
estrutura, de modo que possam ser ve-
expressa na dispersão e variabilidade no
rificados e controlados, tanto durante sua
atendimento dos critérios prescritivos de
construção quanto durante sua operação.
66 | CONCRETO & Construções
rabilidade da estrutura. Essa nova abordagem do projeto é importante não apenas para diminuir os custos da manutenção das obras ao longo de sua vida útil, mas também para minimizar seu impacto ambiental, aumentando sua sustentabilidade. Três foram os parâmetros especificados pelo palestrante para se garantir a durabilidade e maior vida útil das obras de concreto para além do que é atualmente especificado pelas normas e códigos vigentes: u Especificações de projeto que pos-
sam ver verificadas e controladas, para assegurar a qualidade durante e no final da construção: ele ilustrou que, com base na lei de difusão de cloretos e num modelo de simulação que leva em conta o período de tempo em serviço, para um dado tipo de estrutura inserida num dado ambiente, antes que a probabilidade de corrosão do aço ultrapasse 10%, é possível especificar critérios de qualidade do concreto e da cobertura das armaduras para se garantir determinada vida útil; u Documentação que ateste que as
especificações de durabilidade foram devidamente atendidas e que a qualidade requerida da construção foi obtida: como consequência do exem-
plo dado acima, os parâmetros para assegurar a qualidade da construção seriam a taxa de difusão de cloretos no concreto e a altura da cobertura da armadura pelo concreto; para o primeiro critério, foi indicado o teste da migração rápida de cloretos (AASHTO TP 64-03), que correlaciona a difusividade de cloretos com a resistividade elétrica no concreto; para o segundo, foi indicado testes não destrutivos; u Requisição de manual para mensurar
as condições futuras de serviço da obra e para sua manutenção preventiva: segundo o palestrante, ainda que as especificações requeridas para a durabilidade sejam estritamente atendidas, haverá certa taxa de ingresso de cloretos no concreto durante a operação da estrutura no ambiente marinho; por isso, é importante fazer o monitoramento do ingresso real de cloretos e usar esses dados para novos cálculos para a probabilidade de corrosão do aço na estrutura em operação; com isso, torna-se possível
Mesa de debates do Simpósio com mediação do Prof. Enio Pazini
que, antes que a probabilidade de cor-
Severa Agressividade”. O livro teve o pa-
rosão fique muito alta, tome-se medi-
trocínio da Weber Saint-Gobain e foi edi-
das de proteção da estrutura.
tado pela Oficina de Textos, com prefácio
Segundo o palestrante, o modelo de
do Prof. Paulo Helene.
durabilidade proposto (chamado Dura-
“A busca pela maior durabilidade das
con), foi aplicado a um grande número
construções é um objetivo de toda cadeia
de novas estruturas de concreto, com
produtiva do concreto, porque se enten-
especial destaque para as obras da ‘ci-
deu que é o parâmetro mais impactante
dade’ de Tjuvhomen, em Oslo, construí-
para a sustentabilidade das construções.
da dentro do mar, para a qual foi especi-
Aumentar a durabilidade das obras de arte
ficada uma vida útil de 300 anos. Nesta
de 50 para 200 anos implica menos im-
obra, com o uso do modelo de durabili-
pacto ambiental em termos de consumo
dade proposto, foi possível:
de recursos e descarte de resíduos. Neste
u Durante o projeto: estabelecer espe-
sentido, a palestra e o livro do professor
cificações de durabilidade baseadas
Odd Gjorv vêm num momento bastante
no desempenho que atendessem a
oportuno para nós, brasileiros, que esta-
vida útil de 300 anos;
mos iniciando as primeiras obras do pré-
u Durante sua construção, foram de-
Capa do livro do Prof. Odd Gjorv lançado no 57º CBC
-sal”, concluiu o Prof. Enio Pazini.
tectados e corrigidos desvios quanto
O Simpósio teve o apoio institucional
à difusão de cloretos e à cobertura
da Associação Brasileira de Engenha-
das armaduras, reduzindo, assim, a
ria e Consultoria Estrutural (Abece), da
variabilidade da qualidade constru-
Associação Brasileira de Patologia das
tiva obtida, bem como foi possível
Construções (Alconpat), da Coordenação
documentar o atendimento das es-
de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
pecificações de durabilidade.
Superior (Capes), da International Union of
Por ocasião de sua palestra no 57º
Laboratories and Experts in Construction
Congresso Brasileiro do Concreto, Odd
Materials, Systems and Structures (Rilem),
Gjorv lançou a edição em português de
da Seguridad y Durabilidad de Estruturas
seu livro “Projeto da Durabilidade de Es-
de Construcción (Sedurec) e Universidade
truturas de Concreto em Ambientes de
Federal de Goiás (UFG).
CONCRETO & Construções | 67
u 57º CBC
Comitês Técnicos fazem balanço de suas atividades e lançam práticas recomendadas
O
s Comitês Técnicos do Instituto Brasileiro do Concreto têm a finalidade de
estudar assuntos técnicos e específicos, para elaborar documentos que contribuam à ordenação, informação, disseminação do conhecimento, desenvolvimento técnico e normalização no setor de concreto e construção civil. Desde que eles foram reformulados, no começo da gestão do atual presidente do IBRACON, Prof. Tulio Bittencourt, os Comitês Técnicos (CTs) foram ativados um a um e, atualmente, 10 Comitês Técnicos estão em plena atividade. Um balanço das atividades dos Comitês Técnicos foi feito pela diretora
Engª Inês Battagin, diretora técnica do IBRACON, em seu balanço das atividades dos Comitês Técnicos
técnica do IBRACON, Enga. Inês Bat-
e Consultoria Estrutural (ABECE), está
do, com base na ABNT NBR 15577. O
tagin, superintendente do ABNT/CB-18
atualmente discutindo, em seus grupos
CT 201 está também envolvido na or-
(Comitê Brasileiro de Cimento, Concre-
de trabalho, textos-base para a pro-
ganização da Conferência Internacional
to e Agregados da Associação Brasilei-
posta de práticas recomendadas e de
sobre Reação Álcali-Agregado no Con-
ra de Normas Técnicas), durante o 57º
normas técnicas relacionadas ao proje-
creto (ICAAR), que será realizada de 03
Congresso Brasileiro do Concreto.
to de estruturas de concreto reforçado
a 07 de julho de 2016, em São Paulo.
Neste ano foram criados dois novos
com fibras, à avaliação do comporta-
Outro Comitê bastante ativo, com
comitês: o Comitê de Uso de Mate-
mento mecânico e ao controle tecnoló-
a atuação de nove grupos de trabalho,
riais Não Convencionais para Reforço
gico do concreto reforçado com fibras.
é o de Ensaios Não Destrutivos (CT
Estrutural e Concreto Reforçado com
O Comitê de Reação Álcali-Agrega-
402), onde se discutem temas, como
Fibras (CT 303) e o Comitê de Concre-
do (CT 201), por sua vez, está em fase
ultrassonografia, resistividade elétrica
to Autoadensável (CT 202). Com isso,
final de preparação de textos-base para
do concreto, pacometria, determina-
o IBRACON tem conseguido envolver
a revisão da ABNT NBR 15577:2008,
ção do potencial de corrosão de arma-
cerca de 230 profissionais em discus-
num dos quais será proposto novo mé-
duras, determinação da profundidade
sões técnicas sobre o concreto, es-
todo de ensaio em prismas de concreto
de carbonatação, esclereometria, ter-
pecialmente relacionadas às normas
com tempo menor de realização em re-
mografia, tomografia e georadar. O CT
técnicas, o que tem ajudado na revisão
lação ao método atualmente normaliza-
402 tem discutido os textos-base para
das normas da ABNT.
do. Por outro lado, o CT 201 prepara-
a revisão da ABNT NBR 8802:2013 e ABNT NBR 7584:2012.
O CT 303, que é um comitê con-
-se para lançar práticas recomendadas
junto entre os membros do IBRACON e
de prevenção, diagnóstico e medidas
O CT 202, coordenado pelo Prof.
da Associação Brasileira de Engenharia
mitigadoras das reações álcali-agrega-
Bernardo Tutikian, da Unisinos, e
68 | CONCRETO & Construções
formado por três subcomitês (escolha
um comitê conjunto IBRACON/ABECE,
norma passou a incluir, para efeitos de
dos materiais e métodos de dosa-
foi protagonista em 2008, trabalhando
cálculos e dimensionamentos, os con-
gem; ensaios no estado fresco; e cui-
junto à ABNT, para a conquista do re-
cretos do grupo II de resistência. Para
dados na execução e rastreabilidade),
gistro da ABNT NBR 6118 como do-
Alio Kimura, secretário da Comissão
lançou no 57º Congresso Brasileiro
cumento de validade internacional pela
de Estudo para revisão da ABNT NBR
do Concreto o e-book “Prática Reco-
International Organization for Standar-
6118 e integrante do CT 301, a Práti-
mendada IBRACON Concreto Autoa-
dization (ISO). Em 2015, concomitan-
ca Recomendada vem complementar
densável”, contemplando as discus-
temente ao 57º Congresso Brasileiro
a norma em vigor na medida em que
sões ocorridas desde março em seus
do Concreto, o Brasil pleiteava obter,
pode esclarecer as dúvidas surgidas
subcomitês e o consenso alcançado
por meio de seus representantes, Pro-
com a leitura da norma através dos co-
entre seus 55 integrantes.
fa. Sofia Diniz e Enga. Suely Bueno,
mentários e das aplicações.
“O CT 202 sentiu no mercado bra-
na reunião da ISO na Coréia do Sul, a
Em relação à edição anterior, a nova
sileiro a necessidade por um docu-
renovação do registro da ABNT NBR
Prática Recomendada passou de nove
mento mais amplo que a norma sobre
6118 diante das novas exigências inter-
para 19 exemplos de aplicação e con-
concreto autoadensável (ABNT NBR
nacionais contempladas na ISO 19338,
tou com número maior de colaborado-
15823:2010), que fosse, ao mesmo
o que foi conseguido. O CT 301 traba-
res – ao todo, 93 profissionais. Na parte
tempo, didático na exposição e prático
lhou também arduamente durante o
I – Comentários manteve-se a mesma
na aplicação, conciliando o conheci-
ano para conseguir lançar no 57º Con-
numeração da norma brasileira. Entre
mento teórico e prático, para ser usa-
gresso Brasileiro do Concreto a Prática
as seções que mereceram destaque
do no canteiro de obras, nas concre-
Recomendada “Comentários e Aplica-
na exposição de Kimura estão: requi-
teiras e na indústria de pré-fabricados.
ções da ABNT NBR 6118:2014”.
sitos gerais de qualidade da estrutura
Isto foi alcançado pela representação
O principal motivo para o lança-
e avaliação da conformidade do pro-
da cadeia produtiva do concreto no
mento de uma nova Prática Recomen-
jeto; diretrizes para a durabilidade das
Comitê, com a participação de repre-
dada sobre o projeto de estruturas de
estruturas de concreto; critérios de
sentantes de universidades, concretei-
concreto é a própria revisão ocorrida
projeto que visam à durabilidade; ins-
ras, pré-fabricados, aditivos químicos,
na ABNT NBR 6118 em 2014. A nova
tabilidade e efeitos de segunda ordem;
cimenteiras e associações”, contextualizou Tutikian. O e-book, com 76 páginas, traz para a comunidade técnica os conceitos relacionados ao concreto autoadensável, as recomendações para seleção de materiais, os métodos de dosagem, os procedimentos de mistura, as recomendações para sua aceitação no estado fresco e para seu transporte, lançamento e rastreamento na obra. A publicação contou com o patrocínio das empresas Concrebrás, Engemix, Grace, Unisinos, itt performance e Votorantim. O Comitê de Projetos de Estruturas de Concreto (CT 301), que é também
Prof. Bernardo Tutikian em sua exposição do e-book lançado pelo IBRACON
CONCRETO & Construções | 69
u 57º CBC
agregado para a avaliação teórica dos valores do módulo de elasticidade em função da resistência à compressão do concreto. Os CTs têm atuado fortemente junto à ABNT na representação brasileira em trabalhos internacionais de normalização no âmbito do ISO/TC 71 (ISO Tecnical Committee of Concrete, Reinforced Concrete and Pre-stressed Concrete), não apenas no âmbito do Projeto Estrutural, mas em diversos outros trabalhos, como a normalização internacional de requisitos e métodos de ensaios para o concreto autoadenEng. Alio Kimura apresentando as novidades da nova edição da Prática Recomendada sobre a ABNT NBR 6118:2014
sável, o uso de materiais não conven-
dimensionamento e verificação de ele-
ABNT NBR 6118 foi revisada no curto
de durabilidade do concreto.
mentos lineares e de lajes; entre outros.
espaço de tempo de dois anos pelo
Na parte II – Exemplos, o palestran-
fato de que muitas informações e con-
te destacou: exemplos de aplicação de
ceitos tratados na edição anterior da
critérios de durabilidade; imperfeição
Prática Recomendada contribuíram
geométrica global; pilar esbelto de alta
para agilizar os trabalhos na Comissão
resistência; dimensionamento de pilar-
de Estudo, citando, como exemplo os
Além do e-book e dos comentários
-parede; instabilidade lateral de vigas; e
coeficientes que consideram o tipo de
à ABNT NBR 6118, foram lançadas
cionais para reforço estrutural e ensaios
DIRETORIA DE PUBLICAÇÕES E DIVULGAÇÃO TÉCNICA DO IBRACON LANÇA LIVROS
dimensionamento de blocos de fundações sobre duas e quatro estacas. “Os assuntos da norma ABNT NBR 6118 são complexos, gerando muitas vezes dúvidas e necessidades de evolução técnica. Mas, com diálogo no âmbito do CT 301 conseguimos, para quase todos os itens, o consenso do grupo”, esclareceu Kimura no que diz respeito à forma como as discussões foram encaminhadas no CT 301 para a elaboração da parte I da publicação. A publicação, com cerca de quase 500 páginas, contou com o patrocínio das empresas Ancora Pro, Engeti, Equilibrata, Gerdau, Schwing Stetter, Vedacit e Votorantim. Segundo Inês Battagin, a norma
70 | CONCRETO & Construções
Prof. Paulo Helene, diretor de publicações e divulgação técnica, ao lado do presidente do IBRACON, Prof. Tulio Bittencourt e da diretora técnica, Engª Inês Battagin
pela Diretoria de Publicações Técnicas
Na palestra de lançamento de seu
do IBRACON, a cargo do Prof. Paulo
livro, Zorzi apontou onde se pode atu-
Helene, outras duas publicações:
ar para obter um sistema de fôrmas
u “Sistemas de Fôrmas para Edifícios:
racionalizado: no projeto arquitetônico
recomendações para a melhoria da
e em seu lançamento estrutural, evi-
qualidade e da produtividade com
tando elementos e configurações que
redução de custo”, do Eng. Antonio
dificultem a montagem da fôrma e a
Carlos Zorzi, que propõe diretrizes
desforma; na escolha dos materiais
para a racionalização de sistemas
componentes do molde de madeira,
de fôrmas empregados na execu-
praticando-se o controle da densidade
ção de estruturas de concreto ar-
de massa aparente e da umidade da
mado e que utilizam o molde em
madeira; no projeto de produção da
madeira (patrocinada pela empresa
fôrma de madeira, com a eliminação do
Peri, editado pelo IBRACON, com
improviso, a representação gráfica do
prefácio do Prof. Paulo Helene);
dimensionamento e as plantas de mon-
u “Projeto da Durabilidade de Estru-
tagem do sistema; na fabricação da
turas de Concreto em Ambientes
fôrma, como a pintura da madeira ser-
de Severa Agressividade”, do Prof.
rada componente da fôrma; na seleção
de e custo de construção de edifícios
Odd Gjorv, que trata com profun-
do tipo de cimbramento; nas diretrizes
multipavimentos.
didade o tema da durabilidade de
de montagem, desforma e verificações
Helene destacou a importância das
estruturas em ambientes marinhos,
no sistema, com um procedimento de
obras para a comunidade técnica em
com foco nos modelos de penetra-
execução; e no treinamento da mão de
geral envolvida com o projeto, a exe-
ção de cloretos e da corrosão de ar-
obra. Segundo o autor, estudos de ca-
cução e a reabilitação de estruturas de
maduras (patrocinado pela empresa
sos sobre a aplicação do sistema racio-
concreto. Segundo ele, de 30 a 40%
Weber Saint-Gobain e editada pela
nalizado têm mostrado melhoras nos
do custo da estrutura vem das fôrmas,
Oficina de Textos).
indicadores de produtividade, qualida-
razão pela qual se faz importante a di-
Eng. Antonio Carlos Zorzi em palestra de lançamento de seu livro
vulgação de um sistema racionalizado de fôrmas. Com relação ao livro do Odd Gjorv, o diretor do IBRACON salientou que o professor esteve envolvido no projeto de várias plataformas de concreto norueguesas para a extração de petróleo em alto-mar e que faz parte de um grupo de consultores responsável pelo projeto de construção de cidades no mar em Cingapura, onde o seu casco seria o estacionamento para veículos. Finalmente, sobre as Práticas Recomendadas disse que são documentos básicos para profissionais que trabalham com o projeto de estruturas de concreto e com a especificação Prof. Odd Gjorv autografa seu livro lançado no 57º CBC
de concretos.
CONCRETO & Construções | 71
u 57º CBC
Avanços na modelagem do comportamento do concreto
J
avier Oliver, pesquisador no
a ferramenta dos elementos finitos é
International Center for Nu-
aplicada em cada escala considerada
merical Methods in Enginee-
para a modelagem.
ring (Cimne) e professor na Universida-
Para o palestrante a modelagem do
de Técnica da Catalunha, na Espanha,
comportamento estrutural do concreto
expôs em sua palestra no Simpósio de
tem o potencial de no futuro possibi-
Modelagem Computacional do Con-
litar a engenharia de novos materiais
creto e das Estruturas de Concreto,
baseados em materiais cimentícios,
evento paralelo ao 57º Congresso Bra-
com propriedades não encontradas
sileiro do Concreto, ocorrido de 27 a
nos materiais da natureza (metama-
30 de outubro, em Bonito, as tendên-
teriais), e pode se constituir em ferra-
cias passadas, presentes e futuras na
menta computacional poderosa para
modelagem computacional da fissu-
projetar estruturas com maior resistên-
ração no concreto. Sua apresentação
cia mecânica e com menor consumo
foi divida em três partes: simulação numérica da fissuração no concreto; abordagem mecânica da modelagem do concreto; e o futuro do concreto em termos de modelagem.
de concreto. Prof. Javier Oliver em sua apresentação no 57º CBC
Por outro lado, o professor da Northwestern University, dos Estados
Em relação aos modelos numé-
Unidos, Gianluca Cusatis, abordou a
ricos da fissuração do concreto, ele
modelagem computacional aplicada
mostrou as aplicações e limitações
aos fenômenos de envelhecimento e
portamento do concreto é ainda um de-
das
computacionais
deterioração do concreto. Esses fenô-
safio porque o concreto é um material
das fraturas no concreto e as estra-
menos têm sido responsáveis, segun-
compósito (com diferentes componen-
tégias de modelagem dos caminhos
do o palestrante, por uma em cada
tes em interação), com instabilidade não
da fissuração no concreto. Quanto às
nove pontes nos Estados Unidos ser
linear no que diz respeito à fissuração
abordagens mecânicas do problema,
classificada como estruturalmente de-
por carregamento (por conta da des-
Oliver apontou as vantagens e des-
ficiente, sendo a idade média dessas
continuidade de resistência no concreto
vantagens dos modelos que conside-
pontes de 42 anos, o que mostra a
em função de sua não homogeneidade
ram o concreto armado como feixes
importância de se entender e se con-
em variadas escalas de observação) e,
de filamentos de concreto e de aço,
trolar tais fenômenos.
com isso, com um comportamento de
dos modelos que veem o concreto ar-
tensão/deformação não simétrico (o que
mado como um material compósito,
cedimento em três estágios:
requer uma abordagem mecânica com-
formado por uma matriz de argamas-
u Aprender com o passado: levan-
plexa), que apresenta fissuração em va-
sa e por uma seção de armaduras de
tamento das informações relativas
riadas escalas (aumentando os custos e
aço, dos modelos que postulam ser o
à estrutura no que diz respeito às
a robustez das análises computacionais)
concreto reforçado com fibras dotado
suas especificações de projeto, de
e com efeitos dependentes do tempo
de uma microestrutura contínua e, por
dosagem do concreto e histórico
(mais um complicador na modelagem
fim, da modelagem computacional do
de dados de monitoramento e de
do concreto).
concreto em múltiplas escalas, onde
manutenções;
Segundo ele, a simulação do com-
72 | CONCRETO & Construções
abordagens
Para isso, Cusatis propôs um pro-
u Acessar o presente: avaliação das
u Estocástica porque os parâmetros
condições da estrutura por meio de
para modelagem dos materiais
análises visuais e de variados méto-
pertencem a campos correlaciona-
dos destrutivos e não destrutivos;
dos estatisticamente no tempo.
u Predizer o futuro: com base nos
Por fim, a modelagem deve ser ca-
dados dos dois estágios anteriores
librada e validada em suas diferentes
e numa abordagem computacional
escalas por dados experimentais de
de múltiplas escalas e de múltiplas
métodos destrutivos e não destrutivos.
perspectivas científicas, ser capaz
Para exemplificar sua abordagem
de predizer a vida útil da estrutura.
multiescalar e multicientífica, Cusatis
A modelagem computacional do
primeiramente expôs como se pode fa-
envelhecimento e deterioração do
zer a modelagem da reação álcali-agre-
concreto é:
gado, reação química entre os minerais
u Multiescalar porque deve integrar
dos agregados e a sílica do cimento
vários modelos de degradação e
que, na presença de água, produz um
vários fatores de envelhecimen-
gel expansivo, que pode causar a fis-
to do concreto (fissuras, reações
suração do concreto, sendo um dos
álcali-agregado, ciclos de gelo/de-
principais mecanismos da deterioração
pósitos cimentícios reforçados com
gelo, etc.);
de algumas estruturas de concreto,
fibras. Segundo ele, nesses modelos
u Caracterizada por múltiplas pers-
como barragens, pontes e fundações.
as fibras são representadas individual-
pectivas científicas porque deve
Em seguida, expôs o modelo denomi-
mente na matriz cimentícia em variadas
considerar tanto fenômenos como
nado “Lattice Discrete Particle Model”
escalas, o que possibilita simular os
o transporte de agentes agressivos
(LDPM), um modelo discreto da meso-
efeitos de sua distribuição não uniforme
no concreto, quanto as reações
escala estrutural do concreto capaz de
na matriz e a transferência dos esforços
químicas que acontecem no inte-
descrever acuradamente o comporta-
ao longo da interface do comprimento
rior do concreto;
mento macroscópico do concreto nos
da fibra. Com isso, obtém-se a mode-
regimes fresco, endurecido, elástico e
lagem do comportamento dos compó-
de fratura. Por fim, ele mostrou como
sitos cimentícios reforçados com fibras
os dois modelos poderiam ser amal-
aos esforços de tensão, o que permite
gamados, apontando para os avanços
prever a abertura de fissuras e sua dis-
e as limitações dessa abordagem, ar-
tribuição no material.
gumentando que o LDPM poderia ser
O palestrante concluiu dizendo que
estendido para outros mecanismos de
o próximo passo nas pesquisas é sair
deterioração do concreto.
do ambiente do laboratório, tornando
Complementando
sua
apresen-
tação, John Bolander, professor da
Prof. Gianluca Cusatis em momento de sua palestra
Prof. John Bolander durante sua apresentação
as ferramentas aplicáveis nos canteiros de obras.
Universidade da Califórnia, em Davis,
O Simpósio teve o apoio institucio-
nos Estados Unidos, apresentou os
nal da Universidade Estadual Paulista
estudos que vem desenvolvendo com
“Julio de Mesquita Filho” – Campus de
outros colegas de como usar modelos
Bauru, da Escola Politécnica da Uni-
computacionais discretos multiescala-
versidade de São Paulo e da Associa-
res, como o LDPM, para a simulação
ção Brasileira de Métodos Computa-
do comportamento estrutural de com-
cionais em Engenharia (Abmec).
CONCRETO & Construções | 73
u 57º CBC
Sócios do IBRACON elegem conselho diretor
E
m votação direta e secreta, os associados ao Instituto Brasileiro do Concreto (IBRACON),
entidade técnico-científica, de caráter associativo, sem fins lucrativos, fundada em 1972, para divulgar a tecnologia do concreto e seus sistemas construtivos, elegeram os membros do seu Conselho Diretor para a gestão 2015/2017. Puderam participar da eleição todos os associados ao IBRACON, adimplentes e com mais de seis meses de filiação, excluídos os da categoria “Estudante de Graduação”. Nas cédulas de
Associado ao IBRACON deposita seu voto na urna durante o 57º CBC
votação, os sócios assinalaram seu voto
Concreto, realizada conjuntamente com
Graças Araújo e Haroldo de Maio Bernar-
nos nomes dos associados que dese-
o 57º Congresso Brasileiro do Concreto,
des, e foram depositadas fechadas nas
jaram concorrer às vagas do Conselho
no Centro de Convenções de Bonito, de
urnas de votação. Dos votos apurados
Diretor ou indicaram um associado de
27 a 30 de outubro. As cédulas recebi-
pela Comissão, 202 no total, 174 foram
sua preferência no campo em branco.
das pelos Correios tiveram seus envelo-
considerados como válidos.
A cédula pôde ser remetida ao IBRA-
pes abertos publicamente pelos mem-
Confira os eleitos na Tabela 1.
CON pelos Correios (procedimento no
bros da Comissão de Apuração, formada
Órgão máximo deliberativo do Insti-
qual o sócio se identificava no envelope,
pelos Flávio Moreira Salles, presidente
tuto Brasileiro do Concreto, o Conselho
mas não na cédula) ou depositada direta-
da Comissão, acompanhados de Anne
Diretor é formado pelos 10 associados
mente na urna no estande do IBRACON
Neiry de Mendonça Lopes, Luciana dos
mais votados na categoria “Individual” e
na XI Feira Brasileira das Construções em
Anjos Farias, Carla Sahium, Janaína das
pelos 10 associados mais votados nas categorias “Coletivos” e “Mantenedores”. Também fazem parte do Conselho,
u Tabela 1 – Eleição do Conselho Diretor
os ex-presidentes do IBRACON, como conselheiros permanentes.
Sócios mantenedores e coletivos eleitos para a gestão 2015-2017
Sócios individuais eleitos para a gestão 2015-2017
ABCIC
Cláudio Sbrighi Neto
Conselho a eleição do novo Presidente
ABCP
Luiz Prado Vieira Júnior
do IBRACON, que deve ser escolhido
Eletrobras Furnas
Inês L. da Silva Battagin
entre seus conselheiros da categoria
Otto Baumgart
Iria Licia Oliva Doniak
“Individual”. O Presidente escolhido
Escola Politécnica da USP
Antonio Domingues Figueiredo
deve ser sócio diamante, além de cum-
IPT
Enio José Pazini Figueiredo
prir uma série de outros requisitos, mas
Falcão Bauer
Maurice Antoine Traboulsi
principalmente, apresentar um bom Pro-
PhD Engenharia
Augusto Carlos de Vasconcelos
grama de Trabalho. A eleição do novo
Cimento Cauê
Júlio Timerman
presidente do IBRACON está marcada
ABESC
Nelson Covas
74 | CONCRETO & Construções
Dentre outras atribuições, cabe ao
para o próximo dia 10 de dezembro.
CONCRETO & Construções | 74
u estruturas em detalhes
Modelo generalizado para dimensionamento à flexão segundo as mudanças da ABNT NBR:6118 RICARDO JOSÉ CARVALHO SILVA – Professor Doutor, CARLOS VALBSON DOS SANTOS ARAÚJO – Aluno Graduação, ÉSIO MAGALHÃES FEITOSA LIMA – Aluno Graduação Universidade Estadual Vale do Acaraú
normalizam as construções em con-
riáveis influenciam diretamente no di-
norma brasileira de projeto
creto, principalmente das normas que
mensionamento de peças estruturais
de estruturas de concreto,
regulamentam os projetos estruturais.
submetidas à flexão, principalmente
ABNT NBR:6118, até sua
Assim, a edição de 2014 da ABNT
para aquelas que se encontram no
edição de 2007 [1], aplicava-se a es-
NBR:6118 [3], passou a abranger
Domínio 2, onde a tensão de com-
truturas executadas com concretos
concretos do grupo II de resistências
pressão no concreto é inferior à ten-
pertencentes ao grupo I de resistên-
(C55 a C90), de forma a servir como
são última (ac fcd), dada pela norma [3]
cias (C10 a C50), de acordo com a
base para o processo de dimensiona-
quando se considera o diagrama re-
classificação da ABNT NBR:8953 [2].
mento e verificação de estruturas que
tangular simplificado de tensões.
A consideração desse grupo de resis-
usam concretos com resistências até
tências devia-se ao fato de os con-
90 MPa.
1. INTRODUÇÃO
A
Porém, os roteiros de cálculo até então ensinados nos livros-texto de
cretos de classes acima de C50 não
Entretanto, as equações que a
dimensionamento só consideravam os
serem muito utilizados em obras co-
norma de projeto [3] traz para carac-
valores dados pela ABNT NBR:6118
muns, por questões de produção ou
terizar as propriedades dos concretos
[1] para concretos de classes C20 a
mesmo por o seu uso não compen-
de classes a partir de C55 diferem
C50, não sendo válidos para os de
sar economicamente, devido ao porte
daquelas utilizadas para os de classe
classe C55 até C90. Então, viu-se a
da obra.
até C50, visto que o comportamen-
necessidade de desenvolver um mo-
Com o avanço da tecnologia do
to daqueles não obedece às mesmas
delo generalizado de cálculo, que
concreto e a disseminação do uso de
leis matemáticas dos pertencentes
pudesse ser utilizado para concretos
concreto dosado em central, a utiliza-
ao grupo I de resistências. Assim, a
com resistências de 20 a 90 MPa, de
ção de concretos com resistência ele-
ABNT NBR:6118 [3] propõe fórmulas
forma a atender às exigências dadas
vada se tornou cada vez maior. Essa
diferentes para a resistência média à
pela nova edição dessa norma.
mudança na preferência das constru-
tração (fct,m), módulo de deformação
Com isso, o objetivo deste traba-
toras trouxe a necessidade da consi-
tangente inicial (Eci), tensão de com-
lho é propor um modelo para o cál-
deração de resistências maiores que
pressão (sc), deformações específi-
culo, à mão, da armadura de flexão,
50 MPa, por parte dos projetistas,
cas (ec2 e ecu) e coeficiente de fluência
que possa ser utilizado com concre-
no dimensionamento dos elementos
(ϕ(t∞,t0)) do concreto, de acordo com
tos dos grupos I e II de resistências,
estruturais. Isso exigiu, então, a atu-
a classe e o grupo de resistências
considerando as variações da tensão
alização dos códigos brasileiros que
considerados. Os valores dessas va-
sc no concreto, para os diferentes CONCRETO & Construções | 75
domínios de deformação, de forma a simplificar o cálculo e facilitar o seu ensino e aprendizagem, permitindo uma visualização e entendimento melhores de como se dá o dimensionamento de elementos submetidos à flexão.
2. DIMENSIONAMENTO À FLEXÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Segundo Clímaco [4], dimensionar uma peça à flexão consiste, basicamen-
u Figura 1 Seção retangular com armadura simples no estado limite último (FONTE: Clímaco, 2013)
te, de duas etapas: a primeira é encontrar as dimensões da seção transversal da peça e a área das armaduras, obti-
do aço e do concreto e, analisando a
A partir dessa equação e, conside-
das para um momento fletor de cálcu-
rotação da seção, por semelhança de
rando os domínios de deformação das
lo (MSd); e a segunda é a verificação do
triângulos obtêm-se:
seções no Estado Limite Último (ELU),
comportamento da peça aos Estados Limites de Serviço (ELS). Para o dimen-
x e sd d -x
e cd =
sionamento da armadura de flexão ele
ilustrados na Figura 2, Clímaco [4] apre-
[1]
senta os seguintes intervalos para os valores do coeficiente kx, definidos pe-
diz que as expressões devem ser obti-
Clímaco [4] propõe o coeficiente
das por duas vias: a compatibilidade de
adimensional kx = x/d, que representa
do concreto e do aço:
deformações, baseada na hipótese das
a profundidade relativa da linha neu-
u Limite
seções planas de Bernoulli, e o equilíbrio
tra. Assim, a deformação específica ecd
kx = 0
da seção, imposto pela condição de que
pode ser expressa como:
o momento MSd deve ser menor ou igual ao binário composto pelas resultantes de compressão no concreto (Rcc) e de tração no aço (Rst), que compõem o momento resistente MRd = Rcc . z = Rst . z, conforme mostrado na Figura 1. À esquerda da Figura 1, são apresentados os detalhes de uma seção
e cd =
kx e sd 1 - kx
u Limite
[2]
E o coeficiente kx pode ser encon-
e cd e cd + e sd
entre os domínios 1-2: entre os domínios 2-3:
kx = 0,259 u Limite
entre os domínios 3-4:
kx = 3,5‰ / (3,5‰ + eyd) u Limite entre os domínios 4-4a:
kx = 1
trado com a Equação 3.
kx =
los limites das deformações máximas
Com isso, percebe-se que, varian-
[3]
do o coeficiente kx no intervalo de 0 a 1, pode-se definir todas as situações
transversal retangular com armadura simples. No centro, é representado um corte longitudinal onde são mostradas as deformações específicas de encurtamento do concreto (ecd) e de alongamento do aço (esd). À direita, é mostrado o diagrama retangular simplificado dado pela edição de 2007 da ABNT NBR:6118 [1], onde scd = 0,85 fcd é a tensão última de compressão no concreto, x é a profundidade da linha neutra da seção e ssd é a tensão de tração máxima na armadura. Considerando a compatibilidade de deformações 76 | CONCRETO & Construções
u Figura 2 Domínios de deformação das seções no estado limite último (FONTE: Clímaco, 2013)
possíveis do dimensionamento de se-
última de compressão no concreto
Fazendo agora o equilíbrio de mo-
ções de concreto submetidas à flexão
s cd = 0,85 f cd. Para essa tensão su-
mentos para o aço a tração, a partir da
simples.
põe-se que o concreto seja esmaga-
Figura 1, tem-se:
Analisando novamente a Figura 1 e,
do, o que não ocorre em peças no
fazendo o equilíbrio de momentos para
domínio 2, ou seja, para valores de
o concreto à compressão, tem-se:
kx menores que 0,259, é necessário
M Sd = Rcc z = (s cd bw y )(d - 0, 4 x ) [4]
[14]
considerar a tensão real atuante no
[15]
concreto. Clímaco [4] apresenta então o coeficiente β de correção dessa
[5]
tensão, dado pelas expressões da
De onde se obtém a área de aço necessária ao equilíbrio:
Equação 12, considerando as de-
æ x öé æ x öù M Sd = 0,68 ç ÷ ê1 - 0, 4 ç ÷ ú bw d 2 f cd [6] è d øë è d øû [7]
[16]
formações do concreto no domínio 2. Esse coeficiente é encontrado igualando-se as resultantes R cc dos
Assim, calcula-se kz com o valor de
diagramas parábola-retângulo e re-
kx, ou kx,cor, e então encontra-se a área
tangular simplificado, dados pela
de aço da armadura com a Equação
ABNT NBR:6118 [1], e analisando a
16, onde ssd é igual à tensão de escoa-
Da Equação 7, pode-se obter o co-
compatibilidade de deformações na
mento do aço fyd.
eficiente do momento de cálculo kmd
zona comprimida de concreto a par-
Esse roteiro de dimensionamento
através da seguinte definição:
tir de princípios básicos da Mecânica
foi desenvolvido considerando o dia-
dos Sólidos.
grama retangular simplificado proposto
[8]
pela ABNT NBR:6118 [1], que considera apenas concretos com resistência à
Substituindo na Equação 7:
[12]
compressão inferior ou igual a 50 MPa. Assim, o dimensionamento para concre-
[9]
tos do grupo II de resistências não pode Nas expressões da Equação 12,
ser feito utilizando essas expressões.
a deformação e cd é dada em ‰ e
Araújo [5] propõe um modelo de
calculada com a Equação 2, utilizan-
dimensionamento baseado na edição
do o valor de kx encontrado com a
de 2014 da ABNT NBR:6118 [3], que
Resolvendo a Equação 8, de grau 2
Equação 11. Com isso, calcula-se
também abrange concretos das clas-
em kx, obtém-se uma expressão para
um novo coeficiente do momento,
ses C55 a C90. Para isso, ele utiliza o
kx em função de kmd:
kmd,cor, dividindo o valor obtido com a
diagrama retangular de tensões dado
Equação 10 pelo valor de β e subs-
em [3] e representado na Figura 3.
[10]
[11]
titui-o na Equação 11, encontrando
Conforme mostrado nessa figura,
uma nova profundidade relativa da
admite-se que a tensão no concreto seja
Com isso, conhecendo as dimen-
linha neutra, k x,cor, agora consideran-
dada por scd = ac fcd, desde a borda mais
sões da seção transversal, a resistência
do uma tensão de compressão mais
comprimida da seção até uma distância
à compressão do concreto e o momen-
próxima da real.
lx, onde x é a profundidade da linha neu-
to solicitante, encontra-se o valor de kmd
Da Equação 7 pode-se definir
a partir da Equação 10. Substituindo
também o coeficiente do braço de
esse valor na Equação 11 obtém-se o
alavanca kz = z/d, em função de kx:
valor de kx e o correspondente domínio em que a peça se encontra. Porém, a Equação 10 foi deduzida para a tensão
[13]
tra. Os valores de ac e λ são dados por:
para concretos com fck £ 50 MPa ì0,85 ï ac = í é æ fck - 50 öù [17] ï0,85 ê1 - ç 200 ÷ú para concretoscom 50 < fck £ 90MPa øû î ë è
CONCRETO & Construções | 77
[21]
[22] Fazendo então o equilíbrio de momentos em relação ao centróide da seção, temos:
[23]
u Figura 3 Distribuição das tensões no concreto (FONTE: Araújo, 2014)
ì0,8 para concretos com f ck 50 £ MPa ï l= í æ f - 50 ö [18] ck ï0,8 - ç ÷ para concretoscom 50 < fck £ 90MPa î è 400 ø
concreto (Rcc) e de tração no aço (Rsd),
[24]
com o respectivo braço de alavanca (Z), onde:
[25] [20]
Araújo [5] diz que, para garantir uma maior ductilidade das vigas, é neces-
Araújo [5] chama a relação x/d de ξ.
sário limitar a profundidade da linha neutra, de modo a se obter uma ruptura distante do domínio 4. Para isso, ele restringe a profundidade relativa da linha neutra, x/d, a valores limite dados pelo CEB/90 [6], mostrados a seguir e ilustrados na Figura 4.
[19] A noma brasileira [3] também limita o valor da profundidade da linha neutra, porém ela recomenda o valor da rela-
u Figura 4 Profundidade limite da linha neutra para garantir ductilidade adequada (FONTE: Araújo, 2014)
ção x/d igual a 0,45 para concretos até 50 MPa e igual a 0,35 para concretos de 55 a 90 MPa. A Figura 5 mostra uma seção transversal de viga com armadura simples, onde Md é o momento de cálculo e As, a área de aço da armadura de flexão. Ao lado são representadas as tensões no concreto e na armadura e a profundidade da linha neutra fictícia, considerada quando se utiliza o diagrama retangular simplificado. Por último, apresentam-se as resultantes de compressão no
78 | CONCRETO & Construções
u Figura 5 Seção retangular com armadura simples, tensões e resultantes das tensões na seção transversal (FONTE: Araújo, 2014)
te mlim. Se µ ≤ mlim, o dimensionamento
Assim, a Equação 25 fica:
deve ser feito com armadura simples.
[26] Dessa equação pode-se definir o parâmetro adimensional µ:
[27] Então a Equação 26 fica:
[28] Araújo [5] define o momento limite reduzido mlim, dado na Equação 29, onde xlim
Mas se µ > mlim, deve-se dimensionar a seção com armadura dupla. Para essa
Assim, o dimensionamento à flexão
última condição, não significa que a viga
com armadura simples, de acordo com
esteja no domínio 4, apenas pretende-
Araújo [5], se reduz a encontrar os valo-
-se garantir a ductilidade da seção an-
res de µ, ξ e As, utilizando as equações
tes que esse domínio seja atingido.
30, 31 e 34, respectivamente. Porém,
Resolvendo a Equação 27 em fun-
esse método não considera a variação
ção do adimensional ξ, encontram-se
da tensão atuante no concreto quando
duas raízes, porém apenas uma delas
a peça estiver no domínio 2, uma sim-
indica que a linha neutra cai dentro da
plificação que pode resultar em uma
seção transversal, sendo a única que
área de aço menor que a necessária.
tem o significado correto. A solução é dada pela Equação 31.
é o valor limite para x/d, dado na Equação
[31]
19, que depende do concreto utilizado.
[29]
3. APRESENTAÇÃO DO MODELO GENERALIZADO O modelo de dimensionamento proposto também considera o coeficiente
Fazendo, agora, o equilíbrio de forças para as resultantes dadas na Figura
E da Equação 28 tem-se a expressão
[34]
5, tem-se:
porém aqui utiliza-se o diagrama de domínios de deformação no Estado Limite
do momento solicitante reduzido µ, em
[32]
função do momento fletor solicitante Md:
adimensional kx dado na Equação 3,
Último (ELU) dado pela norma [3] e representado na Figura 6, a partir da qual, por semelhança de triângulos, pode-se
[30] [33] Assim, para o dimensionamento à
definir os limites entre os domínios através dos valores de kx, como mostrado a seguir:
flexão simples deve-se calcular o parâ-
Fazendo x = ξ d, com ξ obtido da
u Limite
metro µ e compará-lo com o valor limi-
Equação 31, e substituindo na Equação 33:
kx = 0 u Limite
entre os domínios 1-2: entre os domínios 2-3:
kx = ecu /(ecu + 10‰) u Limite
entre os domínios 3-4:
kx = ecu /(ecu + eyd) u Limite entre os domínios 4-4a:
kx = 1 Na Figura 6, os valores de ecu e ec2 são dados por:
para concretos com fck £ 50 MPa ì3,5 ‰ ï 4 εcu = í [35] æ 90-fck ö ï2,6 ‰+35 ‰ ç ÷ para concretos com 50
u Figura 6 Domínios de deformação no ELU de uma seção transversal (FONTE: ABNT NBR 6118, 2014)
para concretos com fck £ 50 MPa ìï2,0 ‰ εc2 = í [36] 0,53 ïî2,0 ‰+0,085 ‰ (fck -50) para concretos com 50
como
Araújo
[5],
aqui
CONCRETO & Construções | 79
também pretende-se garantir a ductilidade da seção restringindo-se a altura da linha neutra, porém consideram-se os valores limite para a profundidade relativa da linha neutra dados pela edição de 2014 da ABNT NBR:6118 [3], mostrados na Equação 37.
[37] Então, se o valor de kx encontrado
u Figura 7 Seção de viga no ELU (FONTE: autor, 2015)
respeitar esses valores, tem-se uma peça no domínio 3 com boa ductili-
metria da seção e das características
derar uma tensão maior que a tensão
dade, mas se o valor for maior, tem-
do concreto utilizado:
máxima scd = ac fcd. Isso é necessário, pois, para concretos das classes C55 a
-se uma peça com pouca ductilidade,
[40]
mesmo ainda estando no domínio 3,
C90, o valor de ac é menor que 0,85, o que resultaria, para deformações pró-
devendo-se alterar as dimensões da seção e utilizar um concreto com maior
Essa equação considera a tensão
ximas ao valor de ec2, em valores da
resistência à compressão ou calculá-la
última do concreto, ou seja, que o con-
tensão corrigida maiores que o valor
com armadura dupla.
creto foi esmagado, porém, no domínio
da tensão máxima scd, caracterizando-
Considerando as prescrições da
2, como já foi dito anteriormente, não
-se em uma inconsistência, já que, no
norma brasileira [3], pode-se fazer o
se pode considerar o esmagamento do
domínio 2, a tensão no concreto não
dimensionamento no ELU utilizando
concreto. Assim, deve-se utilizar um valor
atinge o valor máximo.
o diagrama retangular simplificado de
para a tensão mais próximo da realida-
A partir da Equação 39 encontra-se
tensões, como mostrado na Figura 7.
de. Essa tensão é encontrada através da
uma expressão para a profundidade re-
Aqui serão considerados os valores
Equação 39, adaptada da equação dada
lativa da linha neutra em função do coe-
de ac e λ dados pelas equações 17
pela norma [3] para a tensão no trecho
ficiente adimensional do momento fletor:
e 18.
parabólico do diagrama parábola-retân-
Fazendo então o equilíbrio de mo-
gulo, sendo o valor de n conforme as ex-
mentos da seção, considerando as
pressões 40 e o valor de ec = ecd obtido
resultantes apresentadas na Figura 7 e
da Equação 2, fazendo esd = 10‰. Sendo o coeficiente do braço de
que sc = scd = ac fcd, chega-se, em procedimento semelhante ao de Araújo [5],
[43]
[41]
à expressão:
alavanca kz dado pela Equação 42, a partir do equilíbrio de momentos para o aço a tração e, desenvolvendo uma
[38] Com isso, pode-se redefinir o coeficiente kmd apresentado por Clímaco [4], como:
para concretos com f ck £ 50 MPa ì2,0 ï 4 n= í [42] æ 90-fck ö ï1,4+23,4 ç ÷ para concretos com 50
pode-se calcular o valor da área de aço necessária ao equilíbrio da seção a partir da Equação 45.
A norma brasileira [3] considera, para o cálculo da tensão sc, o valor
[39]
equçação semelhante à Equação 14,
0,85 fcd ao invés de scd, que é usado na
[44]
Equação 41. Porém, como as fórmulas Substituindo na Equação 38 pode-
usadas no modelo generalizado são
-se expressar o valor do kmd em função
deduzidas a partir do diagrama simpli-
do momento fletor solicitante, da geo80 | CONCRETO & Construções
ficado de tensões, não se pode consi-
[45]
Aqui, considera-se a tensão de es-
mação última ecu variar de acordo com
de compressão mais próxima da real,
coamento do aço, uma vez que deve-se
sua resistência à compressão, os valo-
uma vez que não há esmagamento do
dimensionar a seção para os domínios 2
res de kx que definem os limites entre
concreto nesse domínio. Para usar a
e 3, onde a deformação no aço é maior
os domínios, diminuem à medida que
Equação 41 é necessário encontrar a
que a deformação de escoamento.
o valor do fck aumenta.
deformação de cálculo ecd, que é dada
Então, para o dimensionamento de
na Equação 2. Utiliza-se então o valor
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
uma peça submetida a flexão utilizando
de kx para calcular essa deformação.
Considerando as diferentes clas-
o modelo proposto, deve-se primei-
Encontrada a nova tensão, calcula-
ses de concreto e o tipo de aço utili-
ramente calcular o valor de kmd com a
-se novamente o valor de kmd e kx com
zado, pode-se definir os valores para
Equação 40. Em seguida, encontra-se
as equações 40 e 43. Se a deforma-
a profundidade relativa da linha neutra,
o valor de kx com a Equação 43. Aqui,
ção de cálculo der maior que o limite
correspondentes aos limites entre os
tem-se que verificar em qual domínio
ec2 dado pela norma [3], não será ne-
domínios de deformação, conforme
de deformação a peça se encontra.
cessário corrigir a tensão, uma vez que
demonstrado
Esses
Para isso, compara-se o valor calcu-
após esse limite considera-se que o
valores são apresentados na Tabela
lado a partir da Equação 43 com os
concreto já sofre esmagamento. Feito
1. Para concretos do grupo I de re-
valores apresentados na Tabela 1. Se
isso, ou se a peça estiver no domíno
sistências esses limites não diferem
resultar em domíno 2 será necessário
3, respeitando-se sempre os limites
daqueles apresentados por Clímaco
corrigir a tensão atuante no concreto.
da Expressão 37, utiliza-se a Equação
[4] porém, para concretos de classes
Essa correção é feita utilizando a Equa-
44 para calcular o coeficiente do bra-
superiores a C50, por conta da defor-
ção 41 para encontrar uma tensão
ço de alavanca, o qual é substituído na
anteriormente.
u Tabela 1 – Valores de kx para os limites dos domínios (FONTE: autor, 2015) Kx = x/d fck (MPa) 20 - 50
55
60
65
70
75
80
85
90
ec2 (‰)
2,00
2,20
2,29
2,36
2,42
2,47
2,52
2,56
2,60
ecu (‰)
3,50
3,13
2,88
2,74
2,66
2,62
2,60
2,60
2,60
0,207
0,207
0,206
0,206
Domínio 1 Lim 1-2
0,000 Domínio 2
Lim 2-3
0,259
0,238
0,224
0,215
0,210
Domínio 3 Lim 3-4 CA-50 (1)
0,628
0,602
0,582
0,569
0,562
0,558
0,557
0,557
0,557
CA-60
0,585
0,558
0,538
0,525
0,517
0,514
0,512
0,512
0,512
(2)
Domínio 4 Lim 4-4a
1,000 Domínio 4a e Domínio 5 (1) eyd = 2,07%o – (2) eyd = 2,48%o
CONCRETO & Construções | 81
u Tabela 2 – Exemplos de dimensionamento à flexão através do modelo generalizado (FONTE: autor, 2015) fck (MPa)
Md (kN.m)
l
ac
n
ec2 (‰)
ecu (‰)
scd (MPa)
kmd
kx
Dom
ecd (‰)
sc (MPa)
kmd,cor
kx,cor
kz
As (cm²)
30,0
110,0
0,80
0,85
2,00
2,00
3,50
18,21
0,199
0,280
3
3,50
–
–
–
0,888
6,33
55,0
110,0
0,79
0,83
1,75
2,20
3,13
32,56
0,111
0,150
2
1,77
30,67
0,118
0,160
0,937
6,00
Equação 45 para encontrar-se a área
rém com um concreto de resistência
ABNT NBR:6118 [3] e apresentados na
de aço a ser adotada no elemento
igual a 55 MPa, percebe-se que a se-
Tabela 4, considerando os mesmos pa-
estrutural.
ção encontra-se no domínio 2, quando
râmetros de entrada, como tipo de aço
Assim, dimensionando a armadura
se compara o valor de kx apresentado
e relação d/h, percebe-se que o modelo
de tração para uma seção retangular
na Tabela 2 com os limites da Tabela
generalizado gera resultados maiores de
simplesmente armada, com altura igual
1. Aqui há a necessidade de usar uma
área de aço para a armadura mínima de
a 50 cm e largura igual a 15 cm, conside-
tensão mais próxima da real, para isso,
flexão. Essa diferença ocorre porque o
rando a relação d/h = 0,90, aço CA-50
encontra-se o valor de sc com a Equa-
dimensionamento com o procedimento
e concreto da classe C30, para um mo-
ção 41. Em seguida, calcula-se os
apresentado é voltado para cálculo feito
mento solicitante Md = 110,0 kN.m, por
coeficientes kmd,cor, kx,cor e kz, podendo
à mão, e nele o valor da profundidade
exemplo, tem-se uma peça no domínio
então ser encontrado o valor da área
relativa da linha neutra kx é calculado a
3 com dutilidade, pois, como mostrado
de aço necessária, o qual também é
partir de uma tensão incorreta scd, uma
na Tabela 2, o valor de kx dá maior que
mostrado na Tabela 2.
vez que, quando se calcula a armadura
o limite 0,259, conforme apresentado na
Utilizando o modelo generalizado
mínima, a peça encontra-se no domínio
Tabela 1 para concretos com resistên-
apresentado, pode-se calcular a taxa de
2, e com esse valor de kx é encontra-
cia até 50 MPa e menor que 0,45, limite
armadura mínima, conforme apresen-
da a deformação no concreto, a partir
dado pela norma [3]. Com isso não há
tado pela norma [3], dimensionando a
da qual calcula-se a tensão sc, que é
necessidade de correção e pode-se en-
seção para um momento fletor mínimo
usada no dimensionamento da armadu-
contrar os valores de kz e da área de aço
dado por Md,min = 0,80 W0 fctk,sup. Os valo-
ra, ou seja, corrige-se a tensão atuan-
diretamente com as equações 44 e 45,
res das taxas mínimas encontradas são
te no concreto com um valor incorreto
respectivamente.
apresentados na Tabela 3. Comparando
de deformação. Contudo, essa nova
esses valores com os valores dados pela
tensão está mais próxima da tensão real
Utilizando o mesmo exemplo, po-
u Tabela 3 – Taxas mínimas de armadura de flexão (FONTE: autor, 2015) Seção retangular com relação d/h = 0,80 fck (MPa)
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
rmín (%)
0,150
0,150
0,161
0,175
0,187
0,197
0,207
0,218
0,228
0,237
0,245
0,252
0,259
0,265
0,271
u Tabela 4 – Taxas mínimas de armadura de flexão segundo a norma (FONTE: ABNT NBR 6118, 2014)
a
Valores de rmína (As,mín/Ac) %
Forma da seção
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Retangular
0,150
0,150
0,150
0,164
0,179
0,194
0,208
0,211
0,219
0,226
0,233
0,239
0,245
0,251
0,256
Os valores de rmín estabelecidos nesta tabela pressupõem o uso de aço CA-50, dh = 0,8 e gc = 1,4 e gc = 1,15. Caso esse fatores sejam diferentes, rmín deve ser recalculado.
82 | CONCRETO & Construções
u Tabela 5 – Área de aço necessária para combater o momento mínimo, calculada usando o método apresentado por Araújo (FONTE: autor, 2015) Seção retangular com relação d/h = 0,80 fck (MPa)
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
As (cm²)
1,138
1,290
1,420
1,535
1,637
1,729
1,812
1,890
1,962
2,029
2,091
2,150
2,206
2,258
2,308
u Tabela 6 – Área de aço necessária para combater o momento mínimo, calculada usando o modelo generalizado (FONTE: autor, 2015) Seção retangular com relação d/h = 0,80 fck (MPa)
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
As (cm²)
1,160
1,318
1,453
1,573
1,679
1,775
1,863
1,962
2,050
2,130
2,203
2,269
2,329
2,385
2,437
atuante do que o valor scd utilizado no
esses valores percebe-se que o modelo
menores indicam que a profundidade da
início. Para o cálculo da armadura mí-
generalizado resulta em áreas de aço um
linha neutra da seção é menor, por conta
nima, o procedimento exato utiliza um
pouco maiores. Isso se dá por conta da
de concretos mais resistentes deforma-
processo iterativo onde encontra-se
correção da tensão atuante no concreto,
rem menos, gerando assim um braço de
a profundidade real da linha neutra da
considerada no modelo generalizado.
alavanca maior e, consequentemente, a
seção e a partir dela tem-se o valor real
necessidade de áreas de aço menores.
da deformação e da tensão atuante no
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
concreto, para qualquer domínio de de-
O roteiro apresentado para dimen-
to, porém, para dimensionamento e
sionamento de armadura de flexão visa
verificação sem auxílio computacional
formação em que a peça se encontre.
O modelo generalizado não é exa-
Dimensionando a área de aço neces-
garantir a ductilidade da seção transver-
e como ferramenta de ensino, esse
sária para o momento mínimo dado pela
sal da peça sob flexão, uma vez que limi-
procedimento é totalmente útil e gera
norma [3], para uma viga com seção trans-
ta a profundidade relativa da linha neutra
resultados confiáveis.
versal de largura igual a 15 cm e altura 60
aos valores dados pela norma brasileira
cm, considerando a relação d/h = 0,80 e
de projeto de estruturas de concreto.
Comparando os valores da taxa mínima dados pelo modelo generalizado
aço CA-50, utilizando o método apresen-
O dimensionamento para concretos
com os valores apresentados na ABNT
tado por Araújo [5], encontram-se os valo-
com resistência elevada pode gerar uma
NBR:6118 [3], percebe-se que aqueles
res apresentados na Tabela 5. Calculando
economia na área de aço necessária,
ficam a favor da segurança. Assim, é
a mesma viga com o modelo generaliza-
uma vez que, para valores maiores do
totalmente aceitável o dimensionamen-
do exposto neste artigo encontram-se os
fck, os limites entre os domínios de de-
to através do procedimento proposto
valores dados na Tabela 6. Comparando
formação são menores. Esses valores
neste trabalho.
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. ABNT: Rio de Janeiro, 2007. [02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8953: Concreto para fins estruturais – Classificação por grupos de resistência - Classificação. ABNT: Rio de Janeiro, 1992. [03] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. ABNT: Rio de Janeiro, 2014. [04] CLÍMACO, J. C. T. S. Estruturas de concreto armado: fundamentos de projeto, dimensionamento e verificação. 2. Ed., Brasília: Ed. Universidade de Brasília, 2013. [05] ARAÚJO, J. M. Curso de concreto armado. Vol. 1, 4. Ed., Rio Grande: Ed. Dunas, 2014. [06] COMITÉ EURO-INTERNACIONAL DU BÉTON. CEB-FIP Model Code 1990. Published by Thomas Telford, London, 1993.
CONCRETO & Construções | 83
u estruturas em detalhes
Análise de modelagem computacional em obra de arte especial de concreto armado com assimetria THIAGO AUGUSTO LIMA CASTANHEIRA NÉIA – Engenheiro Civil, ELIANE BLANCO LOPES – Arquiteta e Urbanista, ADOLFO LUIZ BARAN ALVES DE ARAUJO – Engenheiro Civil, ALINE BENSI DOMINGUES – Engenheira Civil, GIOVANA COSTA RÉUS – Engenheira Civil LCNéia Engenharia de Projetos
trinta e cinco metros apoiados sobre
consideração a influência do tabulei-
om o intuito de contribuir
travessas assimétricas. Os aspec-
ro no alívio ou acréscimo de tensões
com o desenvolvimento
tos avaliados são as tensões e de-
geradas nas travessas e pilares da
dos modelos computa-
formações existentes ao longo da
estrutura. No modelo isolado o pilar e
cionais para projetos de estruturas
estrutura no sistema global, quando
travessa são analisados adotando-se
de concreto armado, é apresentada
comparadas com aquelas obtidas
comportamento elástico linear, sem a
uma avaliação do comportamento
em modelo isolado simplificado de
influência das tensões de torção in-
da modelagem de um viaduto em
cada apoio e da laje do tabuleiro. O
duzidas pela laje do tabuleiro, o que
concreto armado. A estrutura esco-
modelo completo da estrutura é ana-
leva a uma consideração aproximada
lhida é constituída por cinco vãos de
lisado via elementos finitos e leva em
e simplificada.
1. INTRODUÇÃO
C
u Figura 1 Foto de satélite da interseção objeto do projeto em sua configuração anterior ao início das obras (Google Maps, 2015)
84 | CONCRETO & Construções
à travessa, configurando dois balanços. A travessa possui formato irregular, com comprimento total de 25 m (seção média de 2,5 m x 3 m), divididos em dois balanços de 17 m e 8 m, conforme apresentado na figura 3. As fundações adotadas são blocos e estacas raiz, com capacidade para 120 tf cada, e diâmetros
u Figura 2 Ilustração do viaduto (NÉIA et al. (2013))
de 410 mm em solo (10 m), e de 310 mm em rocha (8 m).
2. DESCRIÇÃO DA ESTRUTURA
vão, perfazendo um total de 50 vigas
A estrutura em estudo refere-se
travadas por transversinas de con-
ao projeto estrutural do dispositivo
creto protendido de 25 cm de es-
O dimensionamento da estrutu-
de transposição da rodovia PR415
pessura. A laje sobreposta às vigas
ra se deu com o auxílio de softwa-
com a ferrovia Curitiba-Paranaguá e
é maciça, em concreto armado com
re de elementos finitos SAP 2000.
com a Avenida Castelo Branco, no
20 cm de espessura e tem declivida-
A superestrutura foi dimensionada
município de Pinhais, Região Metro-
de transversal de 2%. A capa asfálti-
conforme recomendações da ABNT
politana de Curitiba, Paraná.
ca prevista é de 7 cm de espessura.
NBR 6118:2003.
3. CRITÉRIOS DE PROJETO
A solução adotada compreende
A mesoestrutura é constituída por
As cargas móveis previstas pela
uma interseção em desnível que per-
seis apoios. Os apoios das extremida-
ABNT NBR 7188:1982 (Carga Móvel em
mite passagem livre da Rodovia PR415
des são compostos por 3 pilares de
Ponte Rodoviária e Passarela de Pedes-
sobre a ferrovia existente no local.
seção retangular (1,60 m X 1,80 m
tres) são aplicadas conforme métodos
O projeto geométrico do viaduto
cada) travados por uma travessa
de análises de esforços por elementos
tem limitações de manobra em fun-
em concreto armado, com seção de
finitos. Os parâmetros flexionais e tor-
ção das estruturas já implantadas
aproximadamente 2,10 m x 2,50 m e
cionais dos elementos que compõem
que não serão modificadas: ferrovia,
comprimento de 23 m.
a superestrutura seguem o modelo de
vias locais e uma adutora da Sanepar
Os quatro apoios centrais são
cálculo caracterizados pela estática e
(Companhia de Saneamento Básico
constituídos por um pilar com seção
geometria das seções de concreto não
do Estado do Paraná) oriunda da es-
variável (tronco de pirâmide, com se-
homogeneizada com a laje contribuinte.
tação de tratamento de água do Iraí.
ção média de 3 m X 3,5 m) excêntrico
As
verificações
de
estabilidade
Em planta, o viaduto é esconso em relação à ferrovia, o que exige a implantação de pilares deslocados do eixo da estrutura para que não haja interferência destes com a ferrovia. A estrutura é constituída por cinco vãos de aproximadamente trinta e cinco metros, com duas lajes de aproximação de quatro metros de extensão. Os vãos são constituídos por estruturas independentes simplesmente apoiadas. A superestrutura é formada pelo conjunto de 10 vigas pré-moldadas protendidas em forma de I em cada
u Figura 3 Corte em perspectiva do viaduto (NÉIA et al. (2013))
CONCRETO & Construções | 85
contribuição geométrica da laje. Os pesos próprios da longarina e da laje são calculados automaticamente pelo programa. Os pesos próprios da viga e da laje são calculados e aplicados diretamente na viga, em esquema isostático com carga uniformemente distribuída. As transversinas são representadas por elementos frame com geometria retangular com largura igual a 60 cm e altura equivalente à altura da viga. O esquema de vínculo considera-
u Figura 4 Perspectiva pilar e travessa central. modelo isolado (NÉIA et al. (2013))
do prevê um apoio neoprene fretado, portanto com rotação liberada. Ao modelo supracitado foram aplicadas as cargas permanentes
foram realizadas para as vigas mais
método dos elementos finitos, com
e cargas móveis. As cargas foram
solicitadas e feito uma extrapolação
o auxílio de programas apropriados.
combinadas entre si de modo a con-
dos resultados de seu dimensionamen-
Os parâmetros flexionais e torcionais
templar as especificações das nor-
to para os demais elementos de mes-
das vigas que compõem o tabuleiro
mas vigentes
ma finalidade. As perdas de tensão nas
foram calculados considerando as
.
armaduras de protensão são descon-
características estático-geométricas
tadas ora na viga isolada, ora na seção
das seções de concreto simples
Verificação à flexão-compressão e cortante para C.P.
composta, nas proporções pré-estabe-
(sem homogeneização) consideran-
A verificação se baseia nas carac-
lecidas no dimensionamento, constan-
do a contribuição resistente da laje,
terísticas mecânicas dos materiais e
te no memorial de cálculo do projeto.
quando apropriado.
nos procedimentos de cálculo, nas
Nas seções próximas ao apoio,
O objetivo do modelo de elemen-
normas técnicas vigentes, conside-
em função do insuficiente compri-
to finitos é determinar o comporta-
rando todas as suas indicações e
mento de ancoragem das cordoa-
mento da estrutura em serviço, de
limitações.
lhas, a verificação ao cisalhamento
modo que a laje possa ser analisa-
No que concerne as caracterís-
foi realizada considerando uma se-
da considerando o deslocamento do
ticas estáticas e geométricas das
ção de concreto armado.
apoio subjacente (travessa), em con-
seções reagentes, é prevista a pos-
junto com a análise da solidarização
sibilidade de que a estrutura a ser
das longarinas.
verificada seja realizada em duas
As combinações de cargas consideradas seguem as especificações estabelecidas na ABNT NBR
Neste modelo a seção reagente
diferentes fases de concretagem: a
é correspondente às características
primeira geralmente coincide com a
da seção composta, portanto a lon-
pré-fabricação, e a segunda com a
garina e os elementos de repetição
sucessiva concretagem integrativa
são modelados exclusivamente com
(laje) realizada na obra. As caracte-
a finalidade de definir a rigidez efeti-
rísticas de resistência do concreto
va da superestrutura, enquanto seus
empregado nas duas fases podem
pesos próprios agem em primeira
ser diferentes, nesse caso usa-se um
Sistema
fase, onde a seção reagente equiva-
coeficiente de homogeneização para
A análise foi feita com base no
le à seção da viga protendida, sem
a concretagem em segunda fase,
8681:2003.
4. DESCRIÇÃO DO MODELO DE CÁLCULO 4.1 Modelagem estrutural
86 | CONCRETO & Construções
u Tabela 1 – Considerações para carregamento e pontos de aplicação de cargas permanentes Tipo de carregamento
Carga/observação
Peso próprio
(Considerado no modelo)
Peso do pavimento
u Tabela 2 – Considerações para carregamento e pontos de aplicação de cargas móveis Tipo de carregamento
Carga/observação
0,17 tf/m²
Multidão
0,50 tf/m²
Espessura do pavimento
7 cm
Veículo
45 tf
Peso específico do pavimento
2,4 tf/m³
Sobrecarga
0,2 tf/m²
Peso da barreira lateral
1,44 tf/m² (aplicada na área da barreira)
Peso específico do concreto
2,5 tf/m³
No caso em estudo o carrega-
Área da barreira
0,23 m²
mento por concretagem correspon-
Largura da barreira
0,40 m
de à distância entre eixos das longa-
Peso da barreira central
1,21 tf/m (aplicada na área da barreira)
rinas, ou seja 220 cm; o coeficiente
Peso específico do concreto
2,5 tf/m³
de homogeneização entre os concre-
Área da barreira
0,29 m²
Largura da barreira
0,60 m
Frenagem e aceleração
1,99 tf (carga horizontal)
Largura da pista
23 m
Comprimento do viaduto
34,6 m
estrutural ao longo da sua vida útil:
Mínimo 30% do veículo
13,5 tf
u I) Transporte;
Nº de nós (SAP)
10 tf
u II) Estocagem;
Vento na longarina
0,23 tf/m²
u III) Primeira fase da concretagem
Ponte carregada
0,23 tf/m²
da laje, onde existe contribuição
Ponte descarregada
0,22 tf/m²
geométrica da laje no conjunto,
Altura da viga + laje/2
1,90 m
Altura da viga
1,80 m
Altura da laje
0,20 m
Altura da barreira
0,80 m
Altura do pavimento
0,07 m
equivalente à razão entre os módulos de elasticidade dos dois materiais.
tos é de 0,87. No que se refere às solicitações e, consequentemente, ao estado tensional, são previstas 6 diferentes fases que visam definir o estado de solicitação do elemento
considera-se nessa fase todas as perdas de protensão; u IV) Segunda fase de concretagem
da laje, onde existe contribuição geométrica da laje no conjunto, considera-se nessa fase todas as perdas de protensão; u V) Inclusão das cargas permanen-
tes de segunda fase; u VI)
Inclusão
das
cargas
mó-
veis, considerando combinação quase-permanente, frequente e raras.
4.2 Verificações dos elementos Para a verificação dos elementos do sistema estrutural faz-se um comparativo entre as tensões atuantes no
u Figura 5 Modelo completo – análise em elementos finitos (NÉIA et al. (2013))
modelo completo, ilustrado na figura 5, com as tensões presentes em um modelo isolado. Em elementos como CONCRETO & Construções | 87
dem ser observadas nas figuras 6 e 7, respectivamente.
Longarinas As longarinas são elementos de característica linear, sendo sua análise feita por uma modelagem aproximada no modelo, onde é considerado um elemento de barra e por uma análise completa com a consideração de elementos de área. O cálculo das armaduras se faz com base nas
u Figura 6 Vista em elevação da estrutura e planta do tabuleiro (NÉIA et al. (2013))
seções mais solicitadas. No modelo isolado, o dimensionamento das longarinas considera os
as longarinas essa verificação é in-
dos apoios assimétricos, possuindo
carregamentos por ocasiões cons-
dispensável, visto que através desse
tendência a se adequar as defor-
trutivas e de transporte, e a principal
método é possível verificar diferentes
mações dos elementos de apoio do
consideração se faz com o peso pró-
situações e solicitações presentes ao
mesmo. Esse tipo de análise só é
prio e as tensões de protensão. As
longo da vida útil da estrutura.
possível graças a análise do modelo
tensões finais obtidas nesse modelo
completo que contempla as interfe-
são analisadas em conjunto com as
rências entre os elementos.
tensões geradas pelos carregamen-
Lajes
tos do modelo completo.
As lajes componentes do tabulei-
As verificações e o cálculo das
ro possuem tensões decorrentes de
amaduras foram realizados para o
esforços de flexão devido as defor-
trecho mais solicitado da laje. As re-
mações das longarinas subjacentes,
giões mais tensionadas no sentido
A grande complexidade do mo-
e de torção, devido a deformação
longitudinal e sentido transversal po-
delo surge devido à configuração
Pilar e travessa central
geométrica dos apoios centrais, os apoios constituídos por travessa excêntrica ao pilar são alternados assimetricamente em quatro pontos. Isso conduz a fortes tensões de torção em todo o tabuleiro. Para o dimensionamento dessa peça estrutural analisou-se 19 seções adotadas por critérios geométricos, conforme pode ser observado na figura 12. A análise do modelo isolado se faz necessário para identificar o comportamento de cada peça, sendo assim, com a análise do modelo completo, o comportamento da estrutura trabalhando em situação de serviço é analisado
u Figura 7 Esforço longitudinal no trecho mais solicitado (NÉIA et al. (2013))
88 | CONCRETO & Construções
com a envoltória de carregamento no elemento e verificado as condições de segurança em cada seção.
Transversinas As transversinas foram dimensionadas em modelo completo, de modo a incorporar os esforços oriundos das assimetrias das travessas e pilares. Com base nos gráficos acima pode-se verificar a tendência ao deslocamento de cada transversina. Esta tendência de deslocamento diferencial aplicada às longarinas e lajes explica os esforços não simétricos atuantes na superestrutura, sumarizados nas figuras 7 e 8.
5. CONCLUSÃO A análise tradicional de estruturas
u Figura 8 Esforço transversal no trecho mais solicitado (NÉIA et al. (2013))
u Tabela 3 – Esforço fletor na longarina mais solicitada conforme tipo de carga
de concreto se baseia em elementos de geometria simples, cujo comportamento é amplamente conhecido e
Tipo de carregamento
Momento fletor S1 – Mmáx (tf.m)
Força cortante S2 – Vmáx (tf)
Momento torsor S12 – Tmáx (tf.m)
Peso próprio
328,374
-73,710
3,653
Transp. e armazenamento
114,501
-14,604
2,008
Multidão
138,195
-23,793
2,879
Sobrecarga
51,590
-12,685
0,071
Pavimentação
42,296
-10,395
1,731
Barreira
32,292
-13,905
2,966
Frenagem
-0,053
0,011
0,003
Vento
-0,099
-0,045
0,645
modelo computacional, de modo a
Empuxo
-9,464
-0,149
0,023
produzir resultados representativos
Trem tipo
89,019
-41,130
0,023
da realidade no computador.
Protensão
-0,492
0,288
0,041
o dimensionamento desenvolvido de acordo com as teorias clássicas de concreto. A maior dificuldade para o dimensionamento de estruturas com geometria de maior complexidade está em encontrar a melhor maneira de representar as peças estruturais no
Para as análises feitas ao cálculo do Viaduto da Avenida Castelo Branco foi utilizado software de elementos finitos. Em uma fase inicial a análise do modelo isolado de cada elemento ou peça componente da estrutura é de fundamental importância para que se obtenha dados de entrada para o modelo completo. O modelo isolado das peças visa não somente fornecer esforços coerentes com situações existentes durante a fase de construção, mas também sensibiliza o projetista estrutural em relação ao
u Figura 9 Vista superior e corte esquemático das longarinas e longarina isolada (NÉIA et al. (2013))
CONCRETO & Construções | 89
Diagrama de momento fletor
u Figura 12 Posicionamento das seções de análise do pilar e travessa central (NÉIA et al. (2013))
Diagrama de força cortante
Locação das transversinas Diagrama de momento torsor
u Figura 10 Diagrama de esforços da longarina mais solicitada (NÉIA et al. (2013))
u Figura 13 Posicionamento das transversinas (NÉIA et al. (2013))
Diagrama de momentos fletores – transversina 1 (sem escala)
u Figura 11 Representação apoios centrais - vista em elevação e planta (NÉIA et al. (2013))
Diagrama de momentos fletores – transversina 2 (sem escala)
Diagrama de momentos fletores – transversina 3 (sem escala) u Figura 14 Diagramas de momento fletor nas transversinas 1, 2 e 3 (NÉIA et al. (2013))
90 | CONCRETO & Construções
comportamento
ou
tendência
de
caso em análise, pode-se observar
levaria a um resultado menos apu-
comportamento do elemento isolado.
no último capítulo que o resultado
rado dos esforços existentes, pelo
Esta aplicação do Método dos
obtido para a tendência de deslo-
que se conclui que no estudo em
Elementos Finitos abordou todas as
camento das transversinas (dado
pauta o uso de modelo computa-
partes constituintes do viaduto du-
em função da geometria assimé-
cional completo foi essencial para
rante o desenvolvimento do projeto,
trica dos pilares e travessas) ex-
a obtenção de resultados repre-
com atenção aos elementos assimé-
plica os esforços obtidos para os
sentativos da realidade.
tricos geradores de tensões atípicas
elementos da superestrutura. Sem
No viaduto da Avenida Castelo
como, por exemplo, tensão de esfor-
a aplicação do modelo tridimen-
Branco o dimensionamento e as ve-
ço torsor do tabuleiro.
sional completo não seria possível
rificações do projeto executivo foram
determinar precisamente as ten-
realizados com base em modelos
fatores
sões e decorrentes deslocamentos
computacionais e de acordo com as
tendem a influenciar as tensões
transversais diferenciais no topo
recomendações técnicas da ABNT
existentes em cada elemento. No
das travessas decorrentes, o que
NBR 6118:2003.
Quando se dá a análise do sistema
completo,
alguns
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] [02] [03] [04]
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto e execução de obras em concreto armado: Procedimento. Rio de Janeiro, 2003. NBR 7188: Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre: Procedimento. Rio de Janeiro, 1982. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas: Procedimento. Rio de Janeiro, 2003. NEIA, T. A. L. C., et al.. Projeto executivo e memorial de cálculo do Viaduto Avenida Castelo Branco, Arquivo particular, LCNéia Engenharia de Projetos, Curitiba, 2013.
CONCRETO & Construções | 91
u estruturas em detalhes
Dimensionamento de armaduras longitudinais sujeitas à fadiga em pontes ferroviárias de concreto armado ANDERSON COUTO LEAL – Mestre, LUIS AUGUSTO CONTE MENDES VELOSO – Professor doutor, SANDOVAL JOSÉ RODRIGUES JUNIOR – Professor doutor, RONALDSON JOSÉ DE FRANÇA MENDES CARNEIRO – Professor doutor Faculdade de Engenharia Civil – Universidade Federal do Pará (UFPA)
01 da Estrada de Ferro dos Carajás, es-
acessórios
tando situada no Km 4+900. É um via-
-corpo, canaletas e camada de ar-
duto de concreto armado com extensão
gamassa assente sobre a laje têm
total de 44,90 metros, constituída por
peso e massa considerados de forma
s pontes ferroviárias de con-
um vão isostático de 18,00 metros, um
distribuída ao longo do viaduto. De-
creto armado estão sujeitas
encontro esquerdo (01) de 15,05 metros
vido à representação da seção duplo
às ações dinâmicas devido
e um encontro direito (02) de 11,45 me-
T da ponte como uma única barra,
ao tráfego de veículos. Estas ações po-
tros. A figura 1 mostra o sistema estrutu-
é inviável a representação da trans-
dem resultar no fenômeno de fadiga do
ral de uma vista geral desta obra.
versina existente no centro do vão e
1. INTRODUÇÃO 1.1 Considerações iniciais
A
e
dormentes,
guarda-
aço e do concreto dessas estruturas.
A superestrutura do viaduto cons-
do refúgio no modelo elaborado. En-
No dimensionamento de estruturas de
titui-se de duas vigas principais (longa-
tão, esta transversina e o refugio fo-
concreto armado sujeitas ao carrega-
rinas), ligadas por vigas secundárias
ram considerados apenas como uma
mento cíclico, de modo geral, a fadiga
(transversinas) e tabuleiro, constituindo
carga concentrada referente ao peso
é considerada simplificadamente, por
uma seção transversal em forma de π.
próprio. Na tabela 1 estão listados os
meio de um coeficiente kf, denominado
As bases das longarinas sofrem va-
pesos dos elementos estruturais e
coeficiente de fadiga. Esse coeficiente
riações no sentido de seus eixos lon-
dos elementos da via considerados
majora a área de aço inicialmente cal-
gitudinais. Essa variação é de 35cm
no modelo numérico.
culada para atender ao Estado Limite
a 60cm, conforme pode ser visto nas
Último (ELU), com a finalidade de limi-
figuras 2 (a) e (b).
1.4 Cargas móveis
tar, em serviço, as variações de tensões no aço de modo a garantir uma vida útil
1.3 Cargas permanentes
trens-tipos que atualmente operam
de no mínimo 2.000.000 de ciclos.
1.2 Descrição da obra de arte A obra de arte em estudo é um viaduto sobre a CFN 1° travessia, a qual corresponde a obra de arte especial Nº 92 | CONCRETO & Construções
Para este estudo foram utilizados
A carga permanente é constituída
na EFC. Foram considerados trens-
pelo peso próprio dos elementos es-
-tipo de acordo com duas situações
truturais do viaduto e pelo peso dos
(Operacional Carregado e Trem Des-
elementos e acessórios da via férrea
carregado). Optou-se pela Locomotiva
sobre este.
DASH-9, a qual representa aproxima-
Os elementos como lastro, trilhos,
damente 30% do total da frota. Quanto
u Figura 1 Sistema estrutural do viaduto (fonte: Projeto do Viaduto) ao tipo de vagão usou-se o GDT que
3 e Figura 4 (com unidades em mm).
A composição de locomotivas e
corresponde a 90% da frota e são res-
Adotou-se a distância entre os eixos
vagões adotada foi informada pela Vale
ponsáveis pelo transporte do minério.
locomotiva-vagão igual a 3.111,6 mm,
e é a descrita a seguir:
A distância entre os eixos, segun-
que corresponde à metade da distân-
u 2 Locomotivas + 110 vagões + 1 lo-
do informações fornecidas pela VALE,
cia entre locomotivas mais a metade da
comotiva + 110 vagões + 1 locomo-
é dada conforme se observa na Figura
distância entre vagões.
tiva + 110 vagões.
u Figura 2 Seção TT do Viaduto sobre CFN 1º Travessia a) Largura da longarina 35 cm b) Largura da longarina 60 cm
CONCRETO & Construções | 93
u Tabela 1 – Peso dos elementos estruturais e de elementos da via considerados no modelo numérico
e a solicitação da carga total (permanente + móvel), o efeito do coeficiente de impacto foi considerado, conforme indica a ABNT NBR 7187 (2003).
Elemento
Peso
Seção em viga de seção duplo T¹
25,00 kN/m3
Canaletas, argamassa, guarda-corpo, lastro, trilhos e acessórios²
52,60 kN/m
Transversina no vão
244,00 KN
Transversina do apoio
344,00 KN
Refúgio, incluindo guarda-corpo²
69,70 KN
2. METODOLOGIA UTILIZADA A metodologia utilizada neste trabalho foi baseada no método simplificado, coeficiente de fadiga kf, o qual usa duas hipóteses para o dimensionamento à fadiga em pontes de concreto armado, as quais serão mostradas a seguir.
u Tabela 2 – Cargas em locomotivas e vagões
Busca-se, a partir da análise de da-
Trem-tipo
Locomotiva DASH9
Vagão GDT
nos por contagem de ciclos, utilizando
Operacional carregado
30 t/eixo (180 t)
32,5 t/eixo (130 t)
o método Rainflow, uma relação entre
Descarregado
30 t/eixo (180 t)
5,25 t/eixo (21 t)
os danos efetivos, relativos à fadiga, produzidos pela passagem completa de um trem (ver figura 5), e um ciclo
As cargas adotadas para as duas
pacto. O coeficiente de impacto au-
padrão, obtido a partir da variação
situações foram fornecidas pela VALE
menta com o acréscimo da relação
entre os valores globais máximo e mí-
(Tabela 2). A locomotiva DASH9 possui
carga móvel/peso da estrutura, mas,
nimo produzidos pela passagem do
6 eixos e o vagão GDT possui 4 eixos.
por outro lado, diminui com o decrés-
mesmo trem, utilizado pelo método kf,
cimo da velocidade do tráfego.
conforme figura 6.
A consideração do efeito dinâmico das cargas móveis foi feita majorando-
No entanto, para a avaliação da re-
Verifica-se também através da análi-
-se as cargas pelo coeficiente de im-
lação entre a solicitação da carga móvel
se do dano, um parâmetro que corres-
u Figura 3 Desenho esquemático da Locomotiva DASH-9, unidades em mm (Fonte: VALE)
ponda a 1 ciclo operacional, isto é, a passagem do trem de ida e volta sobre a ponte.
2.1 1ª Hipótese A primeira hipótese afirma que a
u Figura 4 Desenho esquemático do Vagão GDT, unidades em mm (Fonte: VALE)
94 | CONCRETO & Construções
variação de tensão ( Ds ) é linearmente proporcional a variação de momento ( DM ),
apresentando
assim
um
u Figura 5 Variação de momento fletor devido à passagem do trem-tipo operacional carregado, na seção S6 da OAE 01. (Fonte: Barichello et al., 2009) comportamento linear, conforme mostra a figura 7. Como as curvas de fadiga S-N são extremamente sensíveis às variações de tensões e pequenas variações de tensão na curva S-N podem causar uma diferença muito grande na determinação da vida útil a fadiga em vigas de pontes ferroviárias da Estrada Ferro Carajás (EFC), diante disso, optou-se, a favor da segurança, em adotar um fator de ajuste (FC) na relação entre Ds e
DM no valor de 1.04, ou seja:
Ds = 1,04 × DM
u Figura 6 Variação de momento fletor devido a 1 ciclo padrão (método KF) do trem tipo operacional carregado, na seção S6 da OAE 01 A tabela 3 mostra uma comparação fei-
Onde:
ta entre as variações de tensões calculadas
Mmín - Momento mínimo na seção;
segundo o método simplificado e o método
Mmáx- Momento máximo na seção;
refinado, considerando a não linearidade fí-
fyk - tensão de escoamento do aço, igual
sica do concreto e do aço, aplicados a pon-
a 500 MPa;
te OAE 01. Nesta tabela, é possível avaliar
gs - coeficiente de ponderação de resis-
de forma quantitativa o fator de correção
tência do aço, igual a 1,15;
(FC) proposto. A figura 8 mostra a posição
gf- coeficiente de ponderação de servi-
das seções analisadas para a OAE 01.
ço, igual a 1,4;
Com base nas análises apresenta-
FCkf - fator de correção entre as varia-
das, o coeficiente de fadiga (kf) pode ser
ções de tensões aproximada e refinada.
melhor calculado a partir da equação 2,
[1]
na qual o fator FCkf foi incorporado.
FC æ 1 - M mín ö f yk kfmod = ç ´ kf [2] ÷´ è M máx. ø g s × g f Ds lim
2.2 2ª Hipótese A segunda hipótese do método simplificado considera que a variação
u Tabela 3 – Comparação entre a variação de tensão aproximada e a variação de tensão refinada para ponte OAE 01 da EFC
u Figura 7 Hipótese I – método simplificado
Seção
Dsapr kf (MPa)
Dsref (MPa)
Dsref / Dsapr
1
–
–
–
2
174.06
181.05
1.0401
3
176.71
183.72
1.0397
4
187.52
194.55
1.0375
5
186.12
192.91
1.0365
6
182.99
189.60
1.0361
CONCRETO & Construções | 95
u Figura 9 Hipótese 2ª – método simplificado creto armado à fadiga, recomenda-se que a área de aço seja corrigida pela
u Figura 8 Posição das seções analisadas para a OAE 01 de tensão ( Ds ) decresce linearmente quando há aumento da área de aço ( As ). A figura 9 ilustra graficamente essa hipótese. Para verificar a 2ª hipótese do método simplificado, foram feitas análises em seções retangulares, com dimensões similares a da OAE 01. Nesta análise, os momentos fletores foram mantidos constantes e as armaduras sofreram aumento gradual de 10% para que se pudesse então avaliar a redução de tensão gerada ao longo do processo. A tabela 4 apresenta os
equação 3.
resultados obtidos em cada exemplo. Os valores da tensão na armadura por área de aço (As) correspondentes da tabela 4 estão mostrados graficamente na figura 10.
æ ö 1 Ascorrigido = As proj. × ç ç 0,9993 × k f mod ÷÷ è ø
-
1 0,941
Onde: Ascorrigido - Área de aço corrigida à fadiga;
Nota-se na figura 10 que o decréscimo de tensão não acompanha pro-
Asproj. - área de projeto calculada para
Estado Limite Último (ELS);
porcionalmente o acréscimo de arma-
kfmod - Coeficiente de fadiga modificado
dura. A relação entre a área de aço e a
(equação 2).
tensão não é linear, apresentando uma tendência hiperbólica. Em função disso, para o dimensio-
2.3 Consideração da passagem do trem com 1 ciclo monotônico
namento das armaduras longitudinais em vigas pontes ferroviárias de con-
Para considerar a passagem do
u Tabela 4 – Valores obtidos em cada exemplo para a 2ª hipótese Exemplo I
Exemplo II
Exemplo III
Momento (kN.m)
As (cm²)
Tensão (MPa)
Momento (kN.m)
As (cm²)
Tensão
Momento (kN.m)
As (cm²)
Tensão (MPa)
1686.35
25.18
324.92
2133.09
32.47
323.47
2813.98
44.23
319.82
1686.35
27.70
296.67
2133.09
35.72
295.44
2813.98
48.65
292.24
1686.35
30.47
270.90
2133.09
39.29
269.86
2813.98
53.52
267.06
1686.35
33.51
247.40
2133.09
43.22
246.56
2813.98
58.87
244.10
1686.35
36.87
225.98
2133.09
47.54
225.30
2813.98
64.76
223.14
1686.35
40.55
206.44
2133.09
52.29
205.89
2813.98
71.23
204.01
1686.35
44.61
188.63
2133.09
57.52
188.20
2813.98
78.36
186.55
1686.35
49.07
172.37
2133.09
63.27
172.05
2813.98
86.19
170.61
1686.35
53.98
157.54
2133.09
69.60
157.30
2813.98
94.81
156.05
96 | CONCRETO & Construções
[3]
trem com 1 ciclo monotônico do método simplificado, foi feita uma análise do dano nas tensões da armadura. Inicialmente, utilizou-se o algoritmo Rainflow para a contagem de ciclos. A partir do algoritmo Rainflow, pode-se fazer uma contagem de ciclos nas tensões das armaduras. Diante disso, procedeu-se a análise do dano através da Regra de Miner. A tabela 5 apresenta os resultados da análise do dano para a seção S2 da OAE 01, referente a passagem do trem tipo Operacional. O dano ( Di ) para cada variação de tensão ( Ds ) é determinado
de forma independente, e considera-se que o dano total ( Dt ) da seção é a soma dos danos individuais. Da mesma forma, foram analisadas as outras seções da OAE 01. A tabela 6 mostra os resultados obtidos para a análise do dano para as seções da OAE 01. Na tabela 6, nota-se que a menor relação obtida entre ( D1ciclo
Dt
)
nas seções da OAE 01 foi de 90%. Desta forma, optou-se que 1 ciclo monotônico, proposto pelo método kf, representa 0,9 do dano total, referente a passagem do trem completo.
u Figura 10 Diagrama da área de aço em relação à tensão no aço Descarregado e Operacional Carrega-
2.4 Consideração de 1 ciclo operacional
do ( Ddes
Dcarreg
) foi de 29%. Isso quer
dizer que o trem Descarregado corresPara considerar um ciclo operacio-
ponde aproximadamente 30% do Trem
nal, ou seja, um trem-tipo de ida e volta
Operacional Carregado. Portanto para
na EFC foi feita uma análise de dano
considerar um ciclo operacional na
para o trem tipo Operacional Carregado
EFC, adotou-se um fator igual a 1,3.
e o Descarregado. A tabela 7 apresen-
3. DIMENSIONAMENTO DAS ARMADURAS À FADIGA
ta os valores dos danos totais obtidos para cada trem-tipo. Observa-se na tabela 7 que a maior
Para o dimensionamento das arma-
relação obtida entre o dano do trem
duras à fadiga foi feita uma estimativa do
u Tabela 5 – Análise do dano, referente ao trem-tipo operacional, na seção S2 da OAE 01 sa = Ds 2 (MPa)
sm = smáx. + smín. 2 (MPa)
Ds = 2 . sa (MPa)
ni
Ni
3.021
224.881
6.043
1
66.660
261.525
133.321
92.073
236.112
0.000
n1 M1
D1 Dt %
2.9E+19
3.49E-20
0%
1
2.3E+07
4.32E-08
5%
184.147
0.5
1.3E+06
3.95E-07
42%
144.345
0.000
1
4.0E+145
2.49E-146
0%
0.000
144.345
0.000
1
4.0E+145
2.49E-146
0%
93.424
234.762
186.847
0.5
1.1E+06
4.51E-07
48%
1.504
142.842
3.007
0.5
1.5E+22
3.27E-23
0%
0.000
144.345
0.000
0.5
4.0E+145
1.25E-146
0%
Dano total (Dt)
Di =
9.38E-07
CONCRETO & Construções | 97
Fct - fator de correção que representa
u Tabela 6 – Análise do dano para as seções da OAE 01
um trem de ida e volta;
Trens-tipo Operacional
Seção
Fcpas - fator de correção que represen-
D1 ciclo / Dt (%)
ta a passagem do trem para 1 ciclo Nt - Número de trens carregados que
Dt
D1 ciclo
1
–
–
–
2
9.38E-07
8.46E-07
90%
passam pela ponte durante 1 ano;
3
6.58E-07
6.15E-07
93%
Vd - Vida útil em anos do elemento es-
4
1.25E-06
1.15E-06
92%
trutural; (Ex: 100, 200, etc.).
5
1.49E-06
1.37E-06
92%
A tabela 8 mostra os números de
93%
ciclos operacionais determinados para
6
1.26E-06
1.172E-06
monotônico;
diferentes vidas úteis à fadiga.
u Tabela 7 – Análise de danos obtidos para os trens-tipo Operacional carregado e descarregado
3.2 Determinação da Dslim Segundo a ABNT NBR 6118:2014
Seção
Danos trens-tipo
para a determinação da variação de
Ddes / Dcarreg
Operacional carregado
Descarregado
1
–
–
–
2
9.38.E-07
1.98.E-07
21%
3
6.58E-07
1.59E-07
24%
4
1.25E-06
3.25E-07
26%
5
1.49E-06
4.25E-07
29%
6
1.26E-06
3.00E-07
24%
tensão limite à fadiga é usada a função de resistência à fadiga para o aço, que consiste em segmentos de reta na forma (Df
a equação 4, descrita a seguir.
tro estabelecido pelo projetista estrutural.
3.1 Determinação do número de ciclos operacionais (Nop)
re-
u Tabela 9 – Valores de Dslim para os números de ciclos operacionais
estará submetida ao longo de sua vida útil.
FCt × Nt ´Vd FCpas
)m × N = constante ,
forme figura 11.
clos operacionais é calculada conforme
Nop =
, fad
presentada em escala de log.log, con-
número de ciclos operacionais que a ponte Sendo a vida útil da estrutura um parâme-
sd
[4]
Onde: Nop - Número de ciclos operacionais
Nop
Dslim (Mpa)
949.000
191,00
1.898.000
176,02
2.372.500
171,71
2.847.000
168,27
3.796.000
162,97
que a estrutura estará submetida duA determinação do número de ci-
rante sua vida útil;
u Tabela 8 – Número de ciclos operacionais para diferentes vidas úteis à fadiga FCt . Nt x Vd FCpas
FCt
FCpas
Vd
Nt
1,30
0,90
100
6570
949000
1,30
0,90
200
6570
1898000
1,30
0,90
250
6570
2372500
1,30
0,90
300
6570
2847000
1,30
0,90
400
6570
3796000
98 | CONCRETO & Construções
Nop =
u Figura 11 Curva de resistência característica à fadiga para o aço (curva S-N), segundo a ABNT NBR 6118:2014
u Tabela 10 – Resultados do dimensionamento das armaduras longitudinais à fadiga, referente a 100 anos Vida útil à fadiga - 100 anos - trem operacional carregado Ni
n D= i Ni
1 D (pares de trens)
Nop em 1 ano
V anos
–
–
–
–
–
–
191.64
1.00
9.33E+05
1.071E-06
9.33E+05
9490.0
98.35
336.14
191.43
1.00
9.38E+05
1.066E-06
9.38E+05
9490.0
98.88
124.62
315.11
190.49
1.00
9.62E+05
1.040E-06
9.62E+05
9490.0
101.35
5
126.87
317.25
190.38
1.00
9.65E+05
1.037E-06
9.65E+05
9490.0
101.63
6
132.32
322.77
190.45
1.00
9.63E+05
1.039E-06
9.63E+05
9490.0
101.45
Seção
smín. (MPa)
smáx. (MPa)
Ds (MPa)
ni
1
–
–
–
2
150.06
341.70
3
144.71
4
V=
Vida útil média (anos)
A tabela 9 mostra os valores obtidos para as variações de tensões limi-
duras da seção, ocasionada pela va-
partir do cálculo do número de ci-
riação de momento.
clos operacionais que é função da
te à fadiga determinados em função do número de ciclos operacionais.
3.3 Vida útil das armaduras dimensionadas à fadiga
100.33
As tabelas 10 a 14 apresentam
vida útil à fadiga especificada em
os resultados obtidos do dimensio-
projeto, do número de trens car-
namento das armaduras longitudinais
regados que passam pela pon-
para várias vidas úteis, através da re-
te durante um ano, bem como
gra do dano de Miner e das curvas
dos
S-N da ABNT NBR 6118:2014.
FC pass . Em seguida, determina-
fatores
de
FCt e
correção
Para determinação da vida útil à
Observa-se nas tabelas 10 a 14
-se a variação de tensão limite
fadiga das armaduras longitudinais
que os valores das vidas úteis são
( Ds lim ) através da curva S-N da
da longarina, considerou-se, inicial-
próximos ao esperado no dimensio-
ABNT NBR 6118: 2014 em função
mente, a variação de momento fletor
namento das armaduras longitudinais.
do número de ciclos operacionais.
devido à carga permanente e à carga
A figura 12 mostra uma comparação
Do conhecimento dos valores de
total (permanente e móvel). A par-
feita entre as vidas úteis à fadiga, refe-
momentos máximos e mínimos na
tir da variação do momento fletor, é
rente as armaduras longitudinais.
seção, calcula-se a armadura à flexão e o valor do coeficiente de fa-
possível determinar as deformações seção. Com isso obteve-se a tensão
4. SÍNTESE DA METODOLOGIA PROPOSTA
inferior à unidade, mantêm-se as
mínima e a tensão máxima nas arma-
A metodologia proposta inicia-se a
armaduras de projeto, caso contrário
em tensões em um ponto qualquer da
diga kf mod . Se o valor de kf mod for
u Tabela 11 – Resultados do dimensionamento das armaduras longitudinais à fadiga, referente a 200 anos Vida útil à fadiga - 200 anos - trem operacional carregado Ni
n D= i Ni
1 D (pares de trens)
Nop em 1 ano
V anos
–
–
–
–
–
–
175.93
1.00
1.91E+06
5.244E-07
1.91E+06
9490.0
200.95
308.57
175.73
1.00
1.93E+06
5.192E-07
1.93E+06
9490.0
202.95
114.42
289.32
174.90
1.00
2.01E+06
4.975E-07
2.01E+06
9490.0
211.80
5
116.49
291.31
174.82
1.00
2.02E+06
4.953E-07
2.02E+06
9490.0
212.75
6
121.49
296.39
174.90
1.00
2.01E+06
4.975E-07
2.01E+06
9490.0
211.80
Seção
smín. (MPa)
smáx. (MPa)
Ds (MPa)
ni
1
–
–
–
2
137.78
313.71
3
132.84
4
V=
Vida útil média (anos)
208.05
CONCRETO & Construções | 99
u Tabela 12 – Resultados do dimensionamento das armaduras longitudinais à fadiga, referente a 250 anos Vida útil à fadiga - 250 anos - trem operacional carregado Ni
n D= i Ni
1 D (pares de trens)
Nop em 1 ano
V anos
–
–
–
–
–
–
171.43
1.000
2.41E+06
4.153E-07
2.41E+06
9490.0
253.74
300.66
171.23
1.000
2.43E+06
4.110E-07
2.43E+06
9490.0
256.38
111.49
281.92
170.43
1.000
2.54E+06
3.940E-07
2.54E+06
9490.0
267.44
5
113.51
283.86
170.35
1.000
2.55E+06
3.923E-07
2.55E+06
9490.0
268.60
6
118.39
288.81
170.42
1.000
2.54E+06
3.939E-07
2.54E+06
9490.0
267.54
Seção
smín. (MPa)
smáx. (MPa)
Ds (MPa)
ni
1
–
–
–
2
134.24
305.67
3
129.43
4
V=
Vida útil média (anos)
262.74
u Tabela 13 – Resultados do dimensionamento das armaduras longitudinais à fadiga, referente a 300 anos Vida útil à fadiga - 300 anos - trem operacional carregado Ni
n D= i Ni
1 D (pares de trens)
Nop em 1 ano
V anos
–
–
–
–
–
–
167.83
1.000
2.91E+06
3.432E-07
2.91E+06
9490.0
307.06
294.35
167.63
1.000
2.95E+06
3.394E-07
2.95E+06
9490.0
310.43
109.15
276.01
166.86
1.000
3.07E+06
3.257E-07
3.07E+06
9490.0
323.50
5
111.13
277.92
166.79
1.000
3.08E+06
3.245E-07
3.08E+06
9490.0
324.76
6
115.91
282.77
166.86
1.000
3.07E+06
3.257E-07
3.07E+06
9490.0
323.50
Seção
smín. (MPa)
smáx. (MPa)
Ds (MPa)
ni
1
–
–
–
2
131.43
299.26
3
126.72
4
V=
Vida útil média (anos)
317.85
u Tabela 14 – Resultados do dimensionamento das armaduras longitudinais à fadiga, referente a 400 anos Vida útil à fadiga - 400 anos - trem operacional carregado Ni
n D= i Ni
1 D (pares de trens)
Nop em 1 ano
V anos
–
–
–
–
–
–
162.30
1.000
3.94E+06
2.538E-07
3.94E+06
9490.0
415.17
284.65
162.11
1.000
3.98E+06
2.511E-07
3.98E+06
9490.0
419.60
105.57
266.94
161.37
1.000
4.15E+06
2.410E-07
4.15E+06
9490.0
437.20
5
107.48
268.8
161.32
1.000
4.16E+06
2.403E-07
4.16E+06
9490.0
438.46
6
112.10
273.5
161.40
1.000
4.14E+06
2.414E-07
4.14E+06
9490.0
436.46
Seção
smín. (MPa)
smáx. (MPa)
Ds (MPa)
ni
1
–
–
–
2
127.11
289.41
3
122.54
4
V=
Vida útil média (anos)
100 | CONCRETO & Construções
429.38
corrige-se a armadura pela equação 3. O fluxograma da metodologia proposta está apresentado na figura 13.
5. CONCLUSÕES Na 1ª hipótese do coeficiente de fadiga, é recomendado corrigir a variação de tensão por um fator de correção igual a 1,04, de acordo com os resultados obtidos. Por sua vez, na 2ª hipótese do método simplificado, o decréscimo de tensão não acompanha proporcional-
u Figura 12 Comparação das vidas úteis à fadiga, referente às armaduras longitudinais
mente o acréscimo de armadura. A relação entre a área de aço e a
de 300 e 400 anos. Além disso, essa
ro de ciclos superiores do proposto
tensão não é linear. Em função dis-
metodologia permitiu a utilização do
pelo EB-3/67 que é de 2.000.000
so deve-se corrigir a área de aço.
coeficiente de fadiga kf para núme-
de ciclos.
Para a determinação do número de ciclos operacionais (trem carregado na ida e trem descarregado na volta), é necessário aplicar um fator de correção (Fct) de 1,3. Além disso, foi verificado que um ciclo de carga, considerando o máximo esforço causado pelo trem, corresponde a um dano de 90% do dano total, provocado pela passagem do trem Operacional Carregado. A metodologia proposta neste trabalho permitiu o dimensionamento nas armaduras longitudinais à fadiga satisfatoriamente em relação à vida útil especificada no dimensionamento, sendo que as vidas úteis que tiveram maior divergência em relação ao valor estipulado foram a
u Figura 13 Síntese do dimensionamento das armaduras sujeitas à fadiga
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] [02] [03] [04]
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto e execução de obras de concreto armado. Rio de Janeiro, 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7187: Projeto de pontes de concreto armado e concreto protendido. Rio de Janeiro, 2003. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. EB-3: Barras para concreto armado. Rio de Janeiro, 1967. BARICHELLO, C. V. M.; Costa, F. I. B. da; Moreira, J. L. da R.; Neto, José A. de C.; Pureza, D. Q.; Sampaio, R. A. C.; Rodrigues Junior, S. J.; Veloso, L. A. C. M.. Desenvolvimento de metodologia para avaliação da integridade estrutural de pontes e viadutos ferroviários ao longo da Estrada de Ferro Carajás. Relatório Técnico Segunda etapa: Obra de Arte Especial n. 01 – Viaduto sobre a primeira travessia, Núcleo de Instrumentação e Computação Aplicada à Engenharia NiCAE, Brasil, 2009. [05] LEE, Y.-L. Fatigue Testing and Analysis. Boston: Elsevier Butterworth - Heinemann, 2001.
CONCRETO & Construções | 101
u mercado nacional
Desempenho e expectativas da indústria de pré-fabricados de concreto
P
elo terceiro ano consecutivo,
2015 revelaram que houve diminuição na
equipamentos e 8,8% do segmento de
a Fundação Getúlio Vargas
produção e no número de empregados,
fabricação de artefatos de concreto. Na
(FGV) realizou, por encomen-
repercutindo negativamente na decisão
comparação com 2013, a redução no
da da Associação Brasileira da Constru-
de investir das empresas. Na verdade, a
estoque de trabalhadores das empresas
ção Industrializada de Concreto (Abcic),
queda nos investimentos mostrou-se ain-
foi de 6,39%, maior do que a média da
uma sondagem entre as associadas da
da mais severa que a anunciada no final
indústria de materiais, que apresentou
entidade para verificar o desempenho e
de 2014. Indiscutivelmente, as empresas
queda de 2,39% no mesmo período.
sondar as perspectivas da indústria de
de pré-fabricados sofreram o impacto da
A produção de pré-fabricados no
pré-fabricados de concreto no Brasil.
retração da atividade do principal elo da
ano de 2014, que alcançou a marca de
cadeia e demandante de seus produtos:
1.035.628 m3, também encolheu (-3,2%)
o setor da construção.
na comparação com o ano anterior. A
Na sondagem deste ano, cuja coleta de dados foi realizada entre julho e
produção média foi de 25.891 m3 por
setembro de 2015, as empresas reportaram uma piora em seu desempenho,
EMPREGO E PRODUÇÃO
empresa. Em 2014, de acordo com o
com redução dos planos de investimen-
No que diz respeito ao total de em-
IBGE, a produção de materiais de cons-
tos. Vale lembrar que a sondagem reali-
pregos gerados pelas indústrias de pré-
trução registrou declínio de 5,9%. O de-
zada pela FGV junto aos associados da
-fabricados, a sondagem da FGV cons-
sempenho menos negativo da indústria
Abcic em 2014 mostrou uma frustração
tatou que, em dezembro de 2014, as
de pré-fabricado se deve à grande diver-
com os resultados de 2013 e já havia in-
associadas da Abcic registravam um
sidade de atuação do segmento, além
dicado uma queda na intenção de inves-
total de 11.295 funcionários, o que re-
da garantia de agilidade e qualidade, ca-
timento do empresário.
presentou 1,3% do contingente de tra-
racterísticas inerentes ao segmento das
balhadores da indústria de material e
estruturas pré-fabricadas.
De fato, os números apurados em
A capacidade de produção instala-
Produção 2013 4.9%
7.7%
17.1%
De 10,1 a 20 mil (m3)
39.0%
41.0% 12.8%
29.3%
concreto teve recuo de 2,6%, passanAté 10 mil (m3)
15.4%
9.8%
da das empresas de pré-fabricados de
Produção 2014
De 20,1 a 30 mil (m3) De 30,1 a 100 mil (m3)
23.1%
Acima de 100,1 mil (m3)
do de 1,678 milhão de m3, em 2013, para 1.635 milhão de m3 no ano passado. Em relação ao declínio, a sondagem faz uma observação, ao notar que as espessuras de lajes e seções de vigas variam de acordo com o projeto, a modularidade estabelecida e a tecnologia empregada. Por isso, é
Fonte: FGV / IBRE
possível ser observada uma diminuição ou um aumento no volume de
u Gráfico 1 Perfil da produção
102 | CONCRETO & Construções
concreto utilizando os mesmos recursos, o que dificulta o estabelecimento
centual de empresas que não conhece a ferramenta caiu de 20,9% para 4,9%. Vale destacar também o aumento das sinalizações das empresas que conhecem e já implantaram ou que pretendem fazê-lo nos próximos dois anos, que passou Fonte: FGV / IBRE
de 43,5% para 63,4%. Em 2014 o percentual de empresas
u Gráfico 2 Distribuição da produção – concreto protendido
que indicou produzir exclusivamente o concreto protendido retrocedeu para
de uma correlação direta entre o volu-
to e 131,2 mil toneladas de aço. Pelo
9,4% (Gráfico 2). Em 2011, nenhuma
me produzido e a capacidade instala-
segundo ano consecutivo, o consumo
empresa assinalou produzir apenas esse
da do segmento.
de cimento caiu (– 10,7%), enquanto o
tipo de concreto, percentual que chegou
No que diz respeito ao porte por
consumo de aço registrou crescimento
a 8% em 2012 e passou para 11,8%
empregados, predominam as empre-
de 12,6%. Como a produção total de
em 2013. Por sua vez, o percentual de
sas de tamanho médio: 29% das in-
pré-fabricados se reduziu, esse movi-
empresas com produção integral dedi-
dústrias de pré-fabricados possuíam
mento indica mudança tecnológica ou
cada ao concreto armado continua se
até 100 empregados, 61% registravam
de perfil da produção favorecendo a
reduzindo a cada ano: era de 26% em
entre 101 a 500 trabalhadores, e 10%
demanda de aço. Prevaleceu a mudan-
2011, passou para 22% em 2012, para
contavam com mais de 500 emprega-
ça tecnológica. De fato, em relação ao
20% em 2013 e 18,4% em 2014 (Gráfico
dos. Em relação à produção, houve au-
ano de 2013, a produção de concreto
3). Por outro lado, vale notar que a ampla
mento nas duas pontas: o percentual
armado, que utiliza mais aço, aumen-
maioria das empresas, 82,9% não pro-
de empresas com produção de até 10
tou, passando de 40,5% para 44,9%.
duz estrutura metálica. Em 2013, esse
mil m3 passou de 39%, em 2013, para
De todo modo, vale destacar que o
percentual era de 77%.
41% no fim de 2014, e o percentual
concreto protendido continua a repre-
com produção superior a 100,1 mil m3
sentar a maior parcela da produção.
alcançou 7,7% (Gráfico 1).
Na comparação com 2013, cresceram as sinalizações de uso do concreto
APORTE TECNOLÓGICO
auto-adensável – passou de 58,1% para
O levantamento realizado pela FGV
66,7%. No que diz respeito à plataforma
também constatou que, em 2014, as
BIM (Building Information Modeling), em
empresas de pré-fabricados consu-
2014 observou-se uma mudança mar-
miram 379,3 mil toneladas de cimen-
cante em relação ao ano anterior: o per-
RANKING DIVERSIFICADO DE OBRAS Em relação à demanda, em 2015 shoppings e indústrias se mantiveram como os principais destinos das vendas do setor: os shoppings aumentaram sua participação, passando de 20,3% no ano passado para 30,1% (Tabela 1). O segmento de infraestrutura, que vinha crescendo, voltou a cair várias posições e, em 2015, representou apenas 8,4% da demanda das indústrias de pré-fabricados – em 2014, essa participação alcançou 14,3%. A área de varejo ganhou várias posições e se colocou em terceiro lugar, com 11,9%, atrás de shopping e indústrias. Na sequência, vem centros de distribuição e logística, com 10,9% de participação. Por sua vez, o
Fonte: FGV / IBRE
u Gráfico 3 Distribuição da produção – concreto armado
segmento habitacional se manteve com a menor participação (5,3%). CONCRETO & Construções | 103
u Tabela 1 – Ranking por tipo de obra 2012
2013
2014
2015
1. Indústrias
1. Indústrias
1. Shopping Centers
1. Shopping Centers
2. Varejo
2. Shopping Centers
2. Indústrias
2. Indústrias
3. Shopping Centers
3. Centros de Distribuição e Logística
3. Infraestrutura e Obras Especiais
3. Varejo
4. Centros de Distribuição e Logística
4. Infraestrutura e Obras Especiais
4. Centros de Distribuição e Logística
4. Edifícios Comerciais
5. Infraestrutura e Obras Especiais
5. Varejo
5. Edifícios Comerciais
5. Centros de Distribuição e Logística
6. Habitacional
6. Edifícios Comerciais
6. Varejo
6. Infraestrutura e Obras Especiais
7. Edifícios Comerciais
7. Habitacional
7. Habitacional
7. Habitacional
Fonte: FGV / IBRE
Assim como nos dois anos anterio-
dústria de transformação. A sondagem
principalmente às incertezas da política
res, a sondagem incluiu perguntas rela-
da FGV realizada no 3º trimestre de
econômica, mas também teve desta-
cionadas aos investimentos realizados
2015 apontou que um maior número
que o baixo patamar da atividade da
pelas empresas no ano corrente (2015)
de empresas indicou ter diminuído seus
construção e, portanto, da demanda
e à intenção de investir em 2016. Dessa
investimentos nos últimos 12 meses –
por produtos do setor.
vez, foram introduzidas questões para
saldo negativo foi 11 pontos percentu-
A despeito dessas incertezas, um
captar a percepção das empresas em
ais. Entre as empresas da indústria de
maior número de empresas de pré-
relação ao desempenho da produção
materiais de construção pesquisadas
-fabricados ainda espera aumento da
em 2015, assim como as expectativas
essa diferença foi ainda maior, de 20
produção em 2016. A diferença entre
em relação a 2016. A percepção domi-
pontos percentuais.
as que esperam aumentar ou aumen-
nante é de que houve queda em 2015:
Os investimentos das empresas de
tar muito e as que acreditam que a
30% das empresas indicaram redução
pré-fabricados foram realizados princi-
produção vai cair ou cair muito é po-
na produção, enquanto para 12,5%
palmente na aquisição de equipamen-
sitiva, embora pequena – de 5 pontos
houve aumento.
tos para produção (58,3%), seguidos
percentuais.
Com a queda na produção, os pla-
pela ampliação da área de produção
No entanto, no que diz respeito aos
nos de investimentos se alteraram. De
(38,9%), ampliação da área de estoca-
investimentos, um maior número assina-
fato, houve uma mudança significativa
gem (33,3%) e ampliação de galpões
lou intenção de reduzi-los em 2016: dife-
na comparação com as intenções indi-
e obras civis (30,6%). As empresas
rença de – 17,5 pontos percentuais. Na
cadas na pesquisa realizada em 2014.
atribuíram as dificuldades de investir
sondagem da indústria transformação
O mesmo percentual de empresas
realizada em outubro, a intenção de re-
apontou elevação e redução dos in-
duzir os investimentos nos próximos 12
vestimentos em capital fixo, portanto, o
meses superou a de elevar em 14 pontos
saldo foi zero, o que significa que não
percentuais. Na indústria de materiais, a
deve ter ocorrido aumento dos investi-
diferença foi 13 pontos percentuais em
mentos para o conjunto das empresas
favor das empresas que reduziram seus
em 2015. Na pesquisa realizada no ano
investimentos.
anterior, mais empresas apontavam in-
A íntegra da sondagem está pu-
tenção de elevar seus investimentos,
blicada no Anuário Abcic 2015, que
resultando em uma diferença positiva
inclui ainda outros temas relevantes
de 15,5 pontos percentuais.
como as atividades institucionais da
Essa deterioração foi generalizada
entidade, as tendências internacionais
entre os diversos setores da economia,
e cases de aplicação das estruturas
tendo atingindo mais fortemente a in-
pré-fabricadas.
104 | CONCRETO & Construções
u inspeção e manutenção
Proposição de índices de avaliação de degradação para obras de arte especiais – Conceitos JOSÉ BENTO FERREIRA – Professor Doutor Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP/FEG/DEC)
JULIA WIPPICH LENCIONI – Professora Doutora Universidade de Taubaté (UNITAU/Departamento de Engenharia Civil)
cindível para o controle da degrada-
com o Departamento Nacional de
grande problema encon-
ção de uma estrutura de concreto,
Infraestrutura
trado em um sistema de
por permitir, quando executada de
DNIT (2004), as inspeções rotinei-
gerenciamento de Obras
forma ordenada no tempo, a deter-
ras são visuais, efetuadas a partir
de Arte Especiais (OAEs) é a defini-
minação da curva de degradação
do estrado, do terreno, do nível
ção de prioridades, pois sempre se
de cada estrutura vistoriada.
d’água ou de plataformas e cami-
1. INTRODUÇÃO
O
de
Transportes
–
trata de um número significativo de
No entanto, sem a atribuição
nhos permanentes, se existentes.
obras, normalmente com caracterís-
de notas objetivas, que permitam a
Equipamentos especiais e ensaios
ticas díspares, que possuem veloci-
definição do momento de interven-
in loco são empregados nessas ins-
dades de degradação diferenciadas.
ção preventiva, um programa de
peções somente quando constituí-
Como os recursos financeiros e
vistorias perde muito da sua efeti-
rem no único meio de inspecionar
técnicos são sempre limitados, defi-
vidade, pois não define prioridades
os trechos de interesse. As infor-
nir a sequência de obras a sofrer in-
ou estas se baseiam em elementos
mações verificadas no decorrer de
tervenções, com base não só no seu
subjetivos.
uma vistoria desse tipo devem ser
estado atual como também na veloci-
Dessa forma, a introdução de
registradas em planilhas (ou fichas
dade de degradação é essencial para
um programa de gerenciamento de
de inspeção) e complementadas
o correto emprego desses recursos.
OAEs baseado em vistorias perió-
por um documento fotográfico.
Dessa forma, a adoção de va-
dicas e em um sistema objetivo de
Dada a complexidade das re-
lores numéricos na avaliação de
avaliação, com o objetivo de garan-
lações entre as obras humanas e
OAEs permite uma análise mais
tir a condição de utilização de um
os ambientes naturais, que podem
precisa de suas reais condições e a
conjunto de estruturas permite que
levar a um processo de degrada-
priorização das intervenções.
esse objetivo seja atingido, mesmo
ção mútua, existe a necessidade
com recursos limitados para a sua
de um modelo gerencial adaptável,
2. A INSPEÇÃO ESTRUTURAL E SUA INSERÇÃO EM UM SISTEMA DE GERENCIAMENTO
manutenção ou recuperação.
que possa ser ajustado a partir da
A inspeção é o elemento impres-
As vistorias periódicas costu-
detecção de desvios nos objetivos
mam ser conhecidas também por
preconizados, em um processo de
inspeções rotineiras. De acordo
realimentação
do
sistema.
Essa
CONCRETO & Construções | 105
avaliação apresenta maior efetivida-
ressante no gerenciamento do
to importante, pois permite que
de se for integrada aos serviços de
sistema, pois a sua conjugação
um maior número de profissionais
manutenção, por esses serem feitos
com outros fatores permite a
participe das avaliações, dentro de
permanentemente, proporcionando
mudança de prioridades.
condições técnicas adequadas e
um fluxo constante de informações.
Após uma análise com a adequa-
confiáveis, um fator de grande im-
Assim, o sistema de gerencia-
da profundidade desses elementos
portância considerando o enorme
mento baseado em vistorias perió-
dentro do sistema, é feita a atribui-
volume de obras a serem vistoria-
dicas objetivas apresenta a necessi-
ção de pesos para os diversos fato-
das no Brasil.
dade de adoção de pesos, positivos
res que os compõem, para se obter
Também deve ser considerado
ou negativos, que denunciem pos-
valores indicativos de qual sequên-
que, com a publicação pela Asso-
síveis desvios do objetivo e apon-
cia de ações deve ser adotada.
ciação Brasileira de Normas Téc-
tem as prioridades de intervenção.
nicas da ABNT NBR 16230 – Inspeção e de estruturas de concreto
específico de colapso iminente de-
3. O PROBLEMA NA ADOÇÃO DE VALORES
tectado extrapola este modelo, por
Quando se adotam valores em
pessoal – Requisitos, é necessário
uma avaliação, é necessário consi-
estabelecer uma linguagem comum
são
derar que sempre deve existir uma
para que os exames de qualificação
elencados elementos que devem
conceituação lógica e clara a ser
previstos nessa norma apresentem
ser utilizados na determinação des-
transmitida para os avaliadores, de
uma homogeneidade de termos em
ses valores:
forma a que esses possam empre-
todo o território nacional, onde se
u Estimativa de vida útil de cada
gar a escala de valores de forma
prevê sua aplicação.
É importante ressaltar que o caso
exigir ações emergenciais. Dentro
desta
proposta,
estrutura: definido através da
– Qualificação e certificação de
correta.
4. PROPOSIÇÃO DE VALORES
análise, para cada estrutura, do
Outra consideração a ser feita é
conjunto de vistorias executadas
de que essa escala de valores e/ou
Dentro da lógica anteriormente
ao longo do tempo. É um forte
pesos não deve ser muito extensa e
exposta, pode-se considerar inicial-
condicionante de prioridades.
sempre ser baseada em determina-
mente uma escala de valores que
u Nível de serviço do sistema:
dos eventos relevantes, de forma a
situem o estado de degradação da
avaliação da importância (eco-
reduzir o grau de dúvida do avaliador.
estrutura dentro das fases pelas
nômica, social, etc.) do conjunto
A vantagem na adoção de uma
quais passa uma estrutura ao longo
de obras que compõe o sistema
escala de valores pouco extensa
da sua existência. São considera-
e análise do quadro com a sua
é que mesmo profissionais com
dos os seguintes níveis de degra-
possível degradação. Como o
pouca experiência prática, mas de-
dação da estrutura:
anterior, é um forte condicionan-
vidamente treinados, conseguem
u Nível 0: estrutura sem nenhuma ma-
te de prioridades.
executar uma avaliação correta,
nifestação patológica diagnosticável;
u Estimativa de custo: avaliação
como foi verificado em testes exe-
u Nível 1: estrutura apresentando ma-
do custo de intervenções ao lon-
cutados com alunos da disciplina
nifestações patológicas primárias;
go do tempo, considerando-se
optativa Patologia das Estruturas
u Nível 2: estrutura apresentando
ações imediatas ou proteladas.
de Concreto Armado, ministrada no
manifestações patológicas pro-
Não apresenta a mesma força
4º ano do Curso de Engenharia Civil
fundas, mas sem perda signifi-
para definir prioridades, em um
da Universidade Estadual Paulista
cativa de seção resistente;
sistema bem gerido.
“Júlio de Mesquita Filho”, Campus
u Nível 3: estrutura apresentando
de
de Guaratinguetá (UNESP-FEG), na
manifestações patológicas pro-
como essa atividade interfere
qual eles deveriam avaliar o estado
fundas, com perda significativa
com o desenvolvimento do qua-
de uma estrutura, após um treina-
de seção resistente, compro-
dro de degradação e os custos
mento com duração aproximada
metendo em todo ou em parte o
envolvidos. É um elemento inte-
de 20 horas. Esse aspecto é mui-
desempenho estrutural.
u Manutenção:
avaliação
106 | CONCRETO & Construções
u corrosão da armadura; u desagregação
superficial
do
concreto. Um exemplo de estrutura situada no Nível 0 pode ser visto na figura 2. Em relação ao Nível 0, no Nível 1 a estrutura pode apresentar: u carbonatação
superficial
(por
não apresentar sinais visíveis, a carbonatação pode ser verificada pela simples aspersão de uma solução de fenolftaleína so-
u Figura 1 Representação gráfica genérica da relação degradação/tempo, onde é assinalado o limite de desempenho da estrutura, ainda no Nível 2, e o momento da intervenção programada, sempre no limite superior do Nível 1. (Autor: Ferreira, J. B.)
bre o concreto, verificando-se a mudança de cor do material não carbonatado, e medida da espessura de carbonatação com o auxílio de uma régua ou paquí-
Na figura 1, observa-se um
u deformação sob carga superior
exemplo de uma curva de degrada-
ao prescrito também na ABNT
ção de uma obra comum, assina-
NBR 6118;
lando-se o momento de uma inter-
u desvios de geometria superio-
res aos prescritos na ABNT NBR
venção técnica. É importante ressaltar que, ape-
14931 – Execução de estruturas
sar do exemplo apresentado na Fi-
de concreto – Procedimento;
gura 1 representar a degradação
u fissuração anômala de qualquer
normal de uma estrutura, defeitos de projeto ou execução podem
amplitude; u lixiviação de hidróxido de cálcio;
metro); u lixiviação de hidróxido de cálcio; u corrosão da armadura em pon-
tos localizados, sem fissuração correlata. Um exemplo de estrutura no Nível 1 pode ser visto na figura 3. Em relação ao Nível 1, no Nível 2 a estrutura pode apresentar adicionalmente: u fissuração acima do prescrito na
gerar um gráfico que não tenha como ponto da partida o encontro das abscissas com as ordenadas, ou então apresente deformações abruptas, devido a acidentes durante sua vida útil. Nessa
classificação,
pode-se
verificar que no Nível 0, a estrutura vistoriada não deve apresentar: u fissuração acima do prescrito na
ABNT NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento, considerando-se a Classe de Agressividade Ambiental em que se insere a estrutura ou elemento estrutural analisado;
u Figura 2 Exemplo de estrutura no Nível 0, onde não se verificam manifestações patológicas significativas. (Foto: Ferreira. J. B.)
CONCRETO & Construções | 107
ABNT NBR 6118, considerando-
u as deformações são superiores
-se a Classe de Agressividade
ao estabelecido na ABNT NBR
Ambiental em que se insere a
6118 e na ABNT NBR 14931;
estrutura ou elemento estrutural
u neste nível são ultrapassados
analisado, sem corrosão da ar-
todos os Estados Limite estabe-
madura correlata;
lecidos na ABNT NBR 6118.
u carbonatação generalizada; u corrosão da armadura com fis-
suração correlata, sem perda significativa de seções de aço e
u Figura 4 Estrutura com fissuração excessiva, corrosão da armadura associada com fissuração e pequena perda de seção de concreto. (Foto: Ferreira, J. B.)
108 | CONCRETO & Construções
da no Nível 3 pode ser visto na figura 5. Nessa classificação, como em
concreto.
toda avaliação de estruturas de
Um exemplo de estrutura situa-
concreto, é muito importante que
da no Nível 2 pode ser visto na fi-
sejam consideradas duas condi-
gura 4.
ções de fissuração: a fissuração
No Nível 3, considera-se que:
u Figura 3 Exemplo de estrutura no Nível 1, onde se verifica uma forte lixiviação do concreto. Pela quantidade de material alcalino retirado do concreto, é possível afirmar que a matriz cimentícia sofreu uma diminuição do seu pH. (Foto: Ferreira, J. B.)
Um exemplo de estrutura situa-
normal e a fissuração anômala.
u o Estado Limite Último, con-
A fissuração normal compreende
forme prescrito na ABNT NBR
aquela prevista na ABNT NBR 6118,
6118, é o seu batente superior,
que considera que em áreas tracio-
por indicar o colapso estrutural
nadas o concreto apresenta fissura-
ou qualquer outra forma de ruína
ção distribuída de pequena amplitu-
estrutural;
de, tendo seus limites estabelecidos
u podem ocorrer perdas significati-
vas de seções de aço e concreto;
conforme a Classe de Agressividade Ambiental - CAA (tabelas 1 e 2).
u Figura 5 Exemplo de estrutura no Nível 3. Situada à beira-mar, apresenta perda de seção de concreto e aço e teve seu uso restrito apenas ao tráfego de pessoas. É interessante notar a forma desordenada como foram instaladas tubulações de água e eletricidade, colaborando com a deterioração estrutural. (Foto: Ferreira, J. B.)
u Tabela 1 – Classes de agressividade ambiental em função das condições de exposição. Adaptado da ABNT NBR 6118 (ABNT, 2014)
4.1 Considerações sobre a agressividade ambiental e a velocidade de degradação
Microclima
Macroclima
Dentro de um sistema de geren-
Ambientes externos e obras em geral
Ambientes internos
ciamento de OAEs, não é suficiente
Seco1 UR ≤ 65%
Úmido ou ciclos2 de molhagem e secagem
Seco3 UR ≤ 5%
Úmido ou ciclos4 de molhagem e secagem
Rural
I
I
I
II
Urbana
I
II
I
II
Marinha
II
III
–
III
Industrial
II
III
II
III
Especial 5
II
III ou IV
III
III ou IV
Respingos de maré
–
–
–
IV
Submersa ≥ 3m
–
–
–
I
conjunto de obras e a frequência das
Não agressivo I
Úmido e agressivo II, III ou IV
vistorias periódicas. Lencioni (2005)
Solo
–
–
estabelecer o atual estado de degradação de uma estrutura. Por se tratar de um conjunto de obras, é necessário também se definir o ambiente de exposição da estrutura, segundo a ABNT NBR 6118, conforme já citado no item 4, o qual irá influenciar na velocidade de degradação, permitindo a definição das prioridades dentro do
Salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura. 2 Vestiários, banheiros, cozinhas, lavanderias industriais e garagens. 3 Obras em regiões de clima seco, e partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos. 4 Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. 5 Macro clima especial significa ambiente com agressividade bem conhecida, que permite definir a classe de agressividade III ou IV nos ambientes úmidos. Se o ambiente for seco, deve ser considerada classe de agressividade II nos ambientes internos e classe de agressividade III nos ambientes externos. 1
apresenta um estudo sobre a influência de fatores ambientais e dos diferentes ambientes na degradação de OAEs, discutindo a importância de se considerar esses elementos nas inspeções estruturais. Os efeitos da agressividade am-
Observações:
cessiva do concreto ou por corro-
biental sobre as estruturas podem
u Quando o risco de contamina-
são da armadura de aço, entre ou-
ção por cloretos for alto, deve-se
tras. Também pode ser considerada
enquadrar esse trecho da estru-
aquela que, ocorrendo em zonas de
tura na classe IV. É o caso da
tração previstas em projeto, apre-
zona de respingos de maré.
sentam abertura excessiva ou distri-
res adotados para os níveis de dete-
buição irregular.
rioração descritos.
u O responsável pelo projeto es-
ser introduzidos no sistema de gerenciamento sob a forma de pesos, elementos multiplicadores dos valo-
trutural, de posse de dados relativos ao ambiente em que será construída
a
estrutura,
pode
considerar
classificação
mais
agressiva que a estabelecida na
u Tabela 2 – Classes de agressividade ambiental e fissuração admissível, para estruturas de concreto armado. Adaptado da ABNT NBR 6118 (ABNT, 2014) Classe de agressividade ambiental (CAA)
Agressividade
Risco de degradação da estrutura
Fissuração admissível (mm)
considerada aquela não oriunda da
I
Fraca
Insignificante
0,4
tração prevista em projeto, e que
II
Moderada
Pequeño
0,3
pode se dar por forças de tração
III
Forte
Grande
0,3
não previstas, por compressão ex-
IV
Muito forte
Elevado
0,2
tabela. Fissuração anômala deve ser
CONCRETO & Construções | 109
ciamento, é de se considerar que,
lhas construtivas ou exposição a ele-
ao invés de peso, pode ser intro-
mentos muito agressivos, que terão
duzido uma condição decisória, ou
como consequência a sua degrada-
marcador, em que a importância do
ção acelerada, serão detectados em
Além do estado de degradação e
elemento sobrepuja os valores nu-
uma sequência de vistorias, desde
da sua velocidade previsível, é neces-
méricos, a partir do Nível 2 de de-
que estas sejam adequadamente
sário considerar, para cada elemento
gradação estrutural, quando passa
programadas.
estrutural analisado, sua importância
a existir a real possibilidade de se
Dessa forma, dá-se a devida im-
para a estabilidade local e geral da
ultrapassar a condição de uso da es-
portância tanto às condições cons-
estrutura analisada.
trutura, e ao se atingir o Nível 3, o
trutivas como ao meio ambiente
possível colapso.
onde está inserida a estrutura avalia-
4.2 Considerações sobre a importância do elemento estrutural analisado
Em uma primeira aproximação,
da e a influência desses elementos
podem-se considerar duas condições:
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
sobre a velocidade de degradação
judica a estabilidade geral da es-
Considerando-se o elevado nú-
da mesma.
trutura ou não coloca em risco a
mero de OAEs existentes no Brasil
Da mesma forma, há de se con-
integridade física dos usuários;
e o avançado estado de degradação
siderar a importância dos elementos
u elemento cujo colapso prejudica a
de muitas delas, a proposição de um
estruturais afetados pelas patologias
estabilidade geral da estrutura ou
sistema de gerenciamento baseado
diagnosticas durante as inspeções,
coloca em risco a integridade físi-
em índices simplificados tem como
verificando-se as condições estrutu-
ca de seus usuários.
objetivo facilitar e agilizar o trabalho
rais desses elementos de forma isola-
Essa consideração é importante,
de inspeção das mesmas por pro-
da e em conjunto, definindo-se então
pois, durante uma vistoria, o acentua-
fissionais adequadamente treinados
a necessidade de uma intervenção
do estado de degradação de um ele-
e permitir a correta priorização dos
pontual (em um determinado elemen-
mento estrutural pode chamar mais a
serviços de manutenção e de recu-
to estrutural) ou da estrutura no todo.
atenção do vistoriador que a sua real
peração de acordo com as reais con-
Por fim, há de se considerar que a
importância para a estabilidade do
dições de cada estrutura avaliada.
u elemento cujo colapso não pre-
proposição de índices para avaliar a
conjunto, o que induz, de forma subli-
É interessante ressaltar que os
degradação de uma estrutura não é
minar, a uma falha na avaliação. Ao se
índices propostos apresentam pre-
aplicável apenas a OAEs, mas a todas
ter muito clara a necessidade dessa
cisão suficiente para que seja feita
as estruturas de concreto armado e
análise, por parte do profissional que
a avaliação da idade relativa da es-
protendido, que deveriam ser sempre
efetua a vistoria, esse efeito sublimi-
trutura, ou seja, a idade conforme
inspecionadas periodicamente, dada
nar tende a ser irrelevante.
o seu grau de degradação, evitan-
a real possibilidade de perda de fun-
Quanto à introdução de mais
do que uma obra seja bem avaliada
cionalidade ou mesmo colapso de es-
esse elemento no sistema de geren-
apenas por ter pouca idade, pois fa-
truturas mal conservadas.
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. 238 p. [02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR14931: Execução de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2004. 53 p. [03] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR16230: Inspeção de estruturas de concreto - Qualificação e certificação de pessoal - Requisitos. Rio de Janeiro, 2013. 19 p. [04] BRASIL. Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de inspeção de pontes rodoviárias. 2. ed. Rio de Janeiro, 2004. 253p. [05] LENCIONI, J. W. Proposta de manual para inspeção de pontes e viadutos em concreto armado – discussão sobre influência dos fatores ambientais na degradação de obras de arte especiais. 2005. 187 f. Dissertação (Mestrado em Infraestrutura Aeronáutica) – Programa de Pós-Graduação em Infraestrutura Aeronáutica, Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), São José dos Campos, 2005.
110 | CONCRETO & Construções
u inspeção e manutenção
Um método probabilístico de avaliação da segurança de pontes em concreto armado com base no monitoramento estrutural ALBERTO BELOTTI COLOMBO, ALFREDO PINTO CONCEIÇÃO NETO, LEILA CRISTINA MENEGHETTI, RAFAEL PETILE HUNE, TÚLIO NOGUEIRA BITTENCOURT Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica, Universidade de São Paulo
destrutivos são tecnologias que,
gas móveis é apresentada. Para a
obras
cada vez mais, surgem para comple-
aplicação em estruturas de concre-
de infraestrutura tem-se
mentar métodos tradicionais de ava-
to, optou-se por considerar a cur-
mostrado
em
liação estrutural como a inspeção
vatura medida na seção monitora-
diversas nações do mundo. Este
visual. As informações provenientes
da, devida às cargas móveis, como
problema tem sido agravado pela
do monitoramento estrutural podem
parâmetro principal da resposta da
insuficiência de recursos para a re-
ajudar a reduzir incertezas e, assim,
estrutura,
novação da infraestrutura existente.
melhorar os modelos utilizados nas
na equação:
A engenharia de estruturas tem fo-
análises. O objetivo deste trabalho
cado na avaliação e reabilitação das
é apresentar a aplicação de uma
estruturas existentes. Neste âmbito,
metodologia para a integração dos
o uso de técnicas de avaliação ba-
dados de monitoramento na ava-
Onde, g(s,t) é a equação de es-
seadas em métodos probabilísticos
liação da segurança de estruturas
tado limite em que o evento de falha
é uma área que tem recebido bas-
de concreto.
é dado por g(s,t)≤0, f(s,t) é a curva-
1. INTRODUÇÃO
A
degradação
das
presente
conforme
apresentado
[1]
tura máxima medida no instante de
tante atenção, principalmente devi-
2. METODOLOGIA
tempo t no ponto de coordenadas
estão presentes em grande parte
A metodologia apresentada é
espaciais s, e é o erro de leitura,
das atuais normas de projeto de
baseada na formulação apresentada
que pode ser assumido como tendo
estruturas (ELLINGWOOD, 1996).
por LIU et al. (2009) para a avaliação
distribuição normal com média 0,0
Abordagens probabilísticas também
da segurança de pontes utilizando
e desvio padrão s e, z(s,t) é a função
tem sido utilizadas na otimização do
dados da resposta estrutural obtida
de previsão, que pode ser utilizada
planejamento das inspeções e ma-
durante a monitoração de pontes
para estimar valores de f(s,t) no fu-
nutenções de pontes (FRANGOPOL;
submetidas a cargas móveis. Nes-
turo e f 0(s,t) é a curvatura limite, que
LIU, 2007).
te trabalho uma equação de estado
pode ser estabelecida como a maior
Além disso, técnicas como moni-
limite que considera a resposta da
curvatura esperada devido às car-
toramento estrutural e métodos não
estrutura devido aos efeitos de car-
gas móveis na ponte.
do ao fato de que esses métodos
CONCRETO & Construções | 111
O valor da curvatura limite f 0(s,t) pode ser considerado como a curvatura no estado limite último da seção, a curvatura máxima medida durante uma prova de carga para uma determinada seção ou, até mesmo, a curvatura máxima obtida através de simulação numérica utilizando os carregamentos acidentais de norma cabíveis. Para mais considerações sobre a definição da resposta limite considerada nesta equação o leitor pode referir-se a LIU et al. (2009). Quando a avaliação da segurança estrutural utilizando a eq. 1 é feita no instante t=0 (presente momento da medição), os valores de f(s,t) podem ser utilizados diretamente na
u Figura 1 Ponte sobre o rio Jaguari
análise, ou seja, z(s,t)=1,0. Para esDesta forma inserindo a eq. 4 na
timar a segurança no futuro, os valo-
lidade de ocorrência de um valor f
res de deformação podem se ajusta-
menor ou igual a fm(F(fm) = P[f ≤ fm,
dos utilizando a função de previsão,
f m é o valor extremo da variável ale-
z(s,t). LIU et al. (2009) propõem uma
atória f e l e h são os parâmetros
função baseada na estatística de va-
da distribuição, que podem ser ob-
lores extremos. Esta proposta se ba-
tidos através dos dados de medi-
Assim, conforme apresentado por
seia no fato de que, para um número
ção utilizando métodos estatísticos
LIU et al. (2009), a função de previsão
de medições k grande o suficiente,
(ANG; TANG, 2007).
pode ser escrita de acordo com a eq. 6.
a distribuição de valores extremos
Desta forma, o valor máximo
(máximo ou mínimos) tende a umas
dos dados medidos nos próximos
das três distribuições de probabili-
T anos, f max(T), pode ser estimado
dade: (1) Gumbel; (2) Fisher-Tippett;
invertendo-se a eq. 2 no seguinte
(3) Weibull, independentemente da
formato:
[5]
[6]
3. APLICAÇÃO EM UMA PONTE DE CONCRETO ARMADO
distribuição de probabilidades da
[3]
variável original.
3.1 Descrição da obra de arte
A função de previsão proposta no trabalho de Liu et al. é baseada na
Sendo f max(T) o maior valor em
distribuição de Gumbel, que apre-
N T ocorrências futuras, F(f max(T)) é
senta a seguinte expressão para a
dado por:
[4] [2]
Onde, F(f m) é a função cumulativa de distribuição que é a probabi-
A ponte sobre o rio Jaguari (Figura 1), localizada no km 946+300 da BR-381, no município de Extre-
função de probabilidade cumulativa:
112 | CONCRETO & Construções
eq. 3, é obtida a expressão:
ma (MG) sob concessão da Autopista Fernão Dias, foi seleciona-
Onde, N T é o número total espe-
da para ter seu comportamento
rado de passagens de veículos pe-
estrutural estudado por meio do
sados sobre a ponte nos próximos
monitoramento das deformações,
T anos.
deslocamentos e acelerações. A
completa.
Nesta
instrumentação
foram realizados ensaios com tráfego controlado (através de um veículo de teste) e tráfego livre. Foram empregados sensores de deformações, deslocamentos e acelerações, no entanto, neste estudo foram considerados apenas os resultados de deformação. Algumas seções transversais da ponte foram
u Figura 2 Corte longitudinal da ponte sobre o rio Jaguari
instrumentadas com extensômetros elétricos para a medição de deformações em alguns pontos. Estes
ponte é curva e em elevação, com
de transição. O eixo longitudinal da
extensômetros foram instalados em
superestrutura em viga contínua em
ponte possui declividade de 5,9%
três pontos ao longo da altura das
concreto armado (f ck = 20 MPa),
no sentido Belo Horizonte – São
duas vigas longarinas da ponte. A
sustentada por seis pares de pila-
Paulo. A Figura 2 mostra uma vista
Figura 3 ilustra o posicionamento
res (f ck = 18 MPa), sendo os vãos
longitudinal da ponte enquanto que
dos sensores nas seções.
de comprimento variável em 20 m,
a seção transversal típica do meio
26 m e 30 m. Nas regiões próximas
de vão pode ser vista na Figura 1.
os apoios. Os aparelhos de apoio
cia entre os sensores de deformação instalados nas extremidades superior
aos apoios, as vigas tem sua largura alargada, chegando a 100 cm sobre
Considerando d como a distân-
3.2 Análise dos dados de monitoramento
e inferior da seção, os valores de curvatura podem ser calculados em função das deformações nestes pontos
são em elastômero fretado. O tabuleiro é em laje contínua solidarizada
Em outubro de 2011 esta ponte
às vigas. Cada extremidade da es-
foi instrumentada de maneira a re-
trutura apresenta encontro com laje
alizar uma avaliação estrutural mais
(e sup, einf) de acordo com a eq. 7.
[7] O extensômetro localizado na região intermediária da viga é redundante e também foi utilizado para validar a hipótese de que a seção permanece plana durante o carregamento da estrutura. A Figura 4 mostra os sinais de deformação para a viga S1-A durante a passagem de um veículo e o perfil de deformações no instante de deformação máxima da armadura. O perfil deixa claro que a hipótese de permanência da seção plana durante o carregamento é de fato válida. Desta forma, utilizando a eq. 7
u Figura 3 Seções analisadas e localização dos extensômetros
e os dados coletados durante 30 horas de trafego livre sobre a ponte, foi possível detectar os picos de CONCRETO & Construções | 113
curvatura devidos às passagens de veículos sobre a ponte. Utilizando a ferramenta MATLAB ® e o método de Maximum Likelihood (ANG; TANG, 2007) foi possível ajustar os parâmetros das distribuições de Weibull, Fisher-Tippett (GEV), Gumbel e Lognormal para os dados obtidos. A Figura 5 mostra o resultado desses ajustes para cada uma destas distribuições para a seção S1-A e S1-B. Analisando os resultados dos ajustes da distribuições concluiu-se que, para as seções da viga A, a distribuição de Fisher-Tippett (GEV) é a mais adequada e, para as seções da viga B, a distribuição de Weibull se aproximou mais dos da-
u Figura 4 Deformações durante a passagem de um veículo sobre a ponte e perfil das deformações no ponto de deformação máxima para a seção S1-A
dos medidos. A Tabela 1 mostra os
a probabilidade de falha associada à
modelo analítico. A metodologia para
valores dos parâmetros encontra-
equação de estado limite estabeleci-
estimar esta curvatura a partir da re-
dos para cada uma das seções ana-
da pela eq. (1). Para isso, é neces-
lação momento x curvatura e do mo-
lisadas. Para melhor entendimento
sário determinar o valor de curvatura
delo analítico da ponte está ilustrado
dos parâmetros de cada distribui-
limite a ser utilizado. Neste trabalho
na Figura 7. Neste método é neces-
ção, as equações 8 e 9 mostram a
este valor foi obtido através da apli-
sário considerar o efeito das cargas
função de densidade de probabili-
cação das cargas de norma em um
permanentes na seção e avaliar qual
dade (PDF) para as distribuições de Fisher-Tippett e Weibull, respectivamente. Na Figura 6 estão plotadas as funções de densidade de probabilidade (PDF) que apresentaram melhor ajuste aos dados de campo coletados.
[8]
[9]
3.3 Avaliação da segurança utilizando os dados de monitoramento Utilizando os parâmetros das distribuições obtidos através dos dados de monitoramento é possível calcular 114 | CONCRETO & Construções
u Figura 5 Funções de densidade de probabilidade ajustadas para os dados de curvatura da seção S1
u Tabela 1 – Parâmetros das distribuições ajustados para os dados de medição Seção
Fisher-Tippett (GEV)
Weibull
que a precisão obtida com a plataforma de cálculo utilizada.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
k
s (x10 )
m (x10 )
l (x10 )
k
S1-A
0,015978
9,34753
17,8406
–
–
S1-B
–
–
–
3,02687
1,69307
S3-A
0,307376
4,47532
8,30104
–
–
em concreto armado utilizando dados
S3-B
–
–
–
1,07235
2,09033
de monitoramento estrutural. Dados
S5-A
0,153226
3,80527
6,54558
–
–
coletados durante uma empreitada de
S5-B
–
–
–
1,08796
1,80363
monitoramento foram empregados e
-6
-6
-6
Neste trabalho foi apresentada uma metodologia para a avaliação da segurança estrutural de uma ponte
a partir deles foram obtidas algumas é a variação máxima da curvatura
Foi empregado para este fim o mé-
distribuições probabilísticas. Através
devido às cargas acidentais de nor-
todo FORM (MELCHERS, 1999) e os
do uso de diagramas de momento x
ma sobre a mesma.
resultados obtidos encontram-se na
curvatura para as seções de concre-
Com esses valores de curvatura
Tabela 2. Nos campos da tabela que
to armado e de um modelo analítico
limite é possível calcular a probabi-
se encontram em branco, as proba-
linear para a estrutura da ponte, fo-
lidade de falha associada a eq. (1).
bilidades de falha foram menores do
ram obtidos valores de curvatura limite. Utilizando esses valores limites, foram calculadas probabilidades de falha associados a eles. A formulação apresentada é de fácil implementação e, quando modelada adequadamente, permite acompanhar o desempenho estrutural da ponte quanto ao seu comportamento à flexão. A interpretação dos valores de probabilidade apresentados na Tabela 2 deve ser feito de acordo com a definição do valor de curvatura limite. Por exemplo, caso a curvatura limite seja estabelecida com base na capacidade última da
u Tabela 2 – Parâmetros das distribuições ajustados para os dados de medição
u Figura 6 Funções de densidade de probabilidade obtidas para os dados de curvatura
Seção
f0 (x 10-5)
P [ g ≤ 0]
S1-A
13,204
1,57 x 10-5
S1-B
13,421
5,37 x 10-6
S3-A
8,2000
2,86 x 10-3
S3-B
8,4000
–
S5-A
9,5321
5,01 x 10-5
S5-B
9,6571
–
CONCRETO & Construções | 115
seção e as incertezas associadas às propriedades dos materiais e aos carregamentos sejam considerados adequadamente, esses valores de probabilidade poderão ser comparados a valores sugeridos nas normas cabíveis. Para a definição da curvatura limite adotada neste trabalho, os valores de probabilidades não podem ser comparados com os sugeridos nas normas de projeto pois existe a incerteza a respeito das cargas permanentes e das propriedades mecânicas da estrutura. De maneira geral, caso os valores obtidos durante o monitoramento apresentem probabilidade de exceder os valores limites estabelecidos para a carga móvel,
u Figura 7 Fluxograma para a obtenção do valor limite de curvatura através de modelo analítico
que sejam próximos dos valores de ção de momentos obtida pelo mode-
também foi apresentada, no entan-
neste
lo analítico não está compatível com
to, a quantidade de dados coletados
trabalho, as probabilidades de falha
os resultado obtidos em campo. Isto
não permite, ainda, o uso apropriado
mostram alguma variabilidade. O va-
mostra que os valores de probabili-
dessa formulação. Trabalhos estão
lor obtido para a seção S3-A é maior
dade obtidos nessas análises devem
sendo desenvolvidos pelos autores
do que 2,3263x10 , que é a proba-
ser interpretados com cautela. Estu-
para a utilização de dados provenien-
bilidade de falha associada a um ín-
dos para a calibração deste modelo,
tes de um sistema de monitoramento
dice de confiabilidade 3,5, o qual é
levando em consideração os dados
de longa duração que está instalado
sugerido, por exemplo, pela norma
de campo, estão em desenvolvimen-
nesta mesma estrutura. O estudo
AASHTO. No entanto, analisando os
to e poderão gerar melhores resul-
de mecanismos de degradação do
dados foi verificado que este valor
tados para esta análise. Além disto,
concreto, como corrosão das ar-
está ligado ao fato de que a curva-
trabalhos mais elaborados a respeito
maduras, e as influências desses no
tura limite obtida através do modelo
da interpretação dos resultados ob-
desempenho futuro da estrutura são
analítico é pequena quando com-
tidos com esta abordagem também
assuntos que devem ser abordados,
parada ao comportamento real da
estão em andamento.
pois podem alterar significativamente
norma, atenção deve ser dada. Nos
resultados
obtidos
-4
estrutura. As deformações medidas
A formulação para a previsão do
nesta seção indicam que a distribui-
desempenho da estrutura no futuro
os resultados das análises utilizando a metodologia apresentada.
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] ANG, A. H.-S.; TANG, W. H. Probability Concepts in Engineering. 2nd Editio ed.John Wiley & Sons, Inc., 2007. [02] ELLINGWOOD, B. R. Reliability-based condition assessment and LRFD for existing structures. Structural Safety, v. 18, n. 2-3, p. 67–80, 1996. Disponível em: . . [03] FRANGOPOL, D. M.; LIU, M. Maintenance and management of civil infrastructure based on condition, safety, optimization, and life-cycle cost. Structure and Infrastructure Engineering, v. 3, n. 1, p. 29–41, 2007. Disponível em: . Acesso em: 10/6/2014. [04] LIU, M.; FRANGOPOL, D. M.; KIM, S. Bridge Safety Evaluation Based on Monitored Live Load Effects. Journal of Bridge Engineering, v. 14, n. 4, p. 257–269, 2009. [05] MELCHERS, R. E. Structural Reliability Analysis and Prediction. 2nd ed. Wiley, 1999.
116 | CONCRETO & Construções
u entidades da cadeia
ABNT – 75 anos de Normalização Técnica no Brasil ENGª INÊS BATTAGIN – Superintendente do ABNT/CB-18, Membro dos Conselhos Técnico e Deliberativo da ABNT e Diretora Técnica do IBRACON
saios de Materiais, com a finalidade de
1. INTRODUÇÃO
A
Associação Brasileira de Nor-
aprimorar pesquisas e criar novas tec-
mas Técnicas completou 75
nologias. Nesse encontro, que ocorreu
anos no último dia 28 de se-
no Instituto Nacional de Tecnologia
tembro, com uma trajetória marcada por
(INT), no Rio de Janeiro, ganhou força
desafios e conquistas que se revertem
a proposta de criação de uma entida-
em benefícios para a sociedade brasilei-
de nacional de normalização.
ra em, praticamente, todas as áreas de
Nesse contexto, a Associação Bra-
atividades. Com 224 Comitês Técnicos
sileira de Cimento Portland (ABCP) teve
(sendo 63 Comitês Brasileiros, quatro Or-
papel importante, pois defendia a neces-
ganismos de Normalização Setorial e 157
sidade de elaboração de normas técnicas
Comissões de Estudo Especiais) e um
brasileiras para a tecnologia do cimento e
acervo de mais de oito mil Normas Técnicas, a ABNT é um patrimônio nacional, por sua contribuição para o desenvolvi-
u Figura 1 Selo e carimbo comemorativos dos 75 anos da ABNT
do concreto. Na época, os vários laboratórios de ensaio do país não contavam com documentos padronizados, o que gerava condições para que a análise de
mento tecnológico, proporcionando qualidade e competitividade, promovendo a
(International Eletrotechnical Comission)
corpos de ensaio similares apontasse
cidadania e a defesa do consumidor e do
desde sua fundação. Por meio de seus
resultados diferentes. O posicionamento
meio ambiente.
Comitês Brasileiros, atua ativamente em
da ABCP foi logo endossado pelos dois
mais de 400 Comitês Técnicos da ISO e
laboratórios mais importantes do Brasil
em praticamente todos da IEC.
na época, o INT, do Rio de Janeiro, e o
Entidade privada, sem fins lucrativos, a ABNT foi reconhecida pelo governo brasileiro como de utilidade pública em
Para marcar a comemoração de
IPT, Instituto de Pesquisas Tecnológicas,
1962 e, trinta anos mais tarde, por Re-
seus 75 anos de ininterrupta atividade,
de São Paulo. A partir dessa iniciativa, já
solução do CONMETRO – Conselho
foi realizada uma cerimônia simples na
em 1937, por decreto do então Presiden-
Nacional de Metrologia, Normalização
sede da entidade, com o lançamento do
te Getúlio Vargas, foram publicados dois
e Qualidade Industrial, de 24.08.1992,
Selo e do Carimbo da Empresa Brasi-
documentos técnicos contendo especifi-
foi elevada à condição de Foro Nacional
leira de Correios e Telégrafos (Figura 1),
cações e métodos de ensaios de cimento
Único de Normalização.
contendo informações sobre o aniversá-
Portland (EB1 e MB1, respectivamente).
A ABNT representa o Brasil nos foros
rio da ABNT.
Nos anos 1938 a 1940, com o avanço do desenvolvimento industrial brasi-
internacionais de normalização técnica, tendo sido membro fundador da ISO
2. UM POUCO DE HISTÓRIA
leiro, ficou evidente a necessidade de se
(International Organization for Standardi-
Em 1937 começou a ser traçada a
dispor de normas técnicas para a padro-
zation), da COPANT (Comissão Paname-
história da ABNT, quando, por iniciati-
nização de processos e metodologias
ricana de Normas Técnicas) e da AMN
va do engenheiro Paulo Sá, considera-
de ensaios. O idealismo e empenho de
(Associação Mercosul de Normalização),
do o Patrono da entidade, foi realizada
representantes do meio técnico nacional,
além de tomar parte nos trabalhos da IEC
a 1ª Reunião de Laboratórios de En-
entre os quais figuram os engenheiros
CONCRETO & Construções | 117
Ary Frederico Torres e Francisco de Assis
a aprovação do seu primeiro Estatuto e
em outras partes do mundo, o Brasil teve
Basílio, que viriam a presidir a entidade,
a homologação de suas primeiras Nor-
também na tecnologia do concreto a raiz
geraram as bases para a criação de um
mas Técnicas:
da evolução da construção em todas as
organismo brasileiro de normalização.
u EB1 – Especificação de cimento
suas modalidades.
Em 28 de setembro de 1940, na sessão solene inaugural da 3 Reunião a
de Laboratórios Nacionais de Ensaios de Materiais, contando com a presença
Portland comum; u MB1 – Método de ensaio de cimento
Portland; u NB1 – Cálculo e execução de obras
A publicação da NB-1, em 1940, considerada “norma-mãe” das estruturas de concreto, gerou uma série de outros documentos, a partir dos requisitos e
de mais de 40 representantes da socie-
de concreto armado.
conceitos nela estabelecidos. Sua evolu-
dade brasileira, foi fundada a ABNT, com
Seguindo as tendências já delineadas
ção direta é a ABNT NBR 6118 Projeto
Ata da Reunião de Fundação da ABNT
Primeiras Normas Técnicas Brasileiras, homologadas pela ABNT em 1940
u Figura 2
118 | CONCRETO & Construções
de estruturas de concreto – Procedimen-
a Marca de Conformidade ABNT e hoje
to da atuação da ABNT nos Comitês da
to, que a cada revisão vem contemplan-
conta com o Selo de Qualidade ABCP.
ISO ao longo dos últimos anos.
do os avanços tecnológicos verificados
Nesse âmbito de atuação, a ABNT é hoje
Com a globalização da economia, que
no Brasil e no mundo.
um Organismo de Avaliação da Confor-
impôs exigências e desdobramentos na
Atualmente sete Comitês Brasileiros
midade acreditado pelo Instituto Nacional
gestão das empresas, refletindo-se nos
e 26 Comissões de Estudo Especiais
de Metrologia, Qualidade e Tecnologia
aspectos social e ambiental, a ABNT in-
da ABNT fazem parte do Macrossetor
(INMETRO), para certificação de pro-
tegrou-se prontamente ao novo cenário,
da construção civil, cujo acervo norma-
dutos, sistemas, pessoas e programas
conquistou postos estratégicos nos foros
tivo ultrapassa mil documentos técnicos,
ambientais, como o Rótulo Ecológico e
internacionais de Normalização e dina-
dos quais cerca de 300 são de concreto,
a verificação de inventários de gases de
mizou seu papel no Brasil, ampliando a
seus materiais constituintes, produtos e
efeito estufa.
disseminação da importância das normas
aplicações diversas, elaborados no âm-
Como Foro Nacional Único de Nor-
técnicas para o desenvolvimento do país.
bito dos ABNT/CB-18 (Comitê Brasileiro
malização, a ABNT é signatária do Có-
Uma das demonstrações do prestí-
de Cimento, Concreto e Agregados) e
digo de Boas Práticas em Normalização
gio da ABNT ocorreu em 2014, quando
ABNT/CB-02 (Comitê Brasileiro da Cons-
da Organização Mundial do Comércio;
a ISO escolheu o Brasil, pela primeira
trução Civil).
condição essencial para que o país parti-
vez, para sediar a sua 37ª Assembleia
cipe do comércio internacional, que tem
Geral. No ano anterior, ambas as orga-
3. RECONHECIMENTO NACIONAL E INTERNACIONAL DA ABNT
como base as Normas ISO e IEC. Dessa
nizações já haviam trabalhado juntas na
forma, a ABNT tem avançado em sua
Conferência das Nações Unidas sobre
Tendo sido declarada de utilidade
representação nos trabalhos internacio-
Desenvolvimento Sustentável, a Rio+20,
pública em 1962 pelo governo Brasileiro,
nais de normalização, participando dos
no Rio de Janeiro (RJ), para demonstrar
já em 1977 a ABNT lançou sua Marca
Comitês Técnicos dessas entidades e
a importância das normas técnicas como
de Conformidade às Normas Técnicas,
atuando de forma a influenciar no conte-
solução para os desafios globais. Gestão
numa época em que na Europa apenas
údo de normas internacionais com con-
ambiental, gestão da energia e diretrizes
se delineava o movimento de apoio e in-
tribuições técnicas, fruto da experiência e
sobre responsabilidade social foram te-
centivo à certificação de produtos e servi-
do conhecimento dos representantes do
mas tratados na ocasião, comprovando
ços; hoje amplamente praticada.
país, procurando garantir condições de
a sintonia da Normalização.
Vale salientar que o cimento Portland
competitividade aos produtos e serviços
A realização da 37ª Assembleia
brasileiro foi o primeiro produto a receber
brasileiros. A Figura 3 ilustra o crescimen-
Geral da ISO no Brasil possibilitou
u Figura 3 Crescimento da participação brasileira na normalização internacional ISO
CONCRETO & Construções | 119
vidades e interesses, como Construção
brasileiros em suas conquistas, como
Civil, Eletricidade, Gases Combustíveis,
produtores ou como consumidores de
Bebidas, Energia Nuclear, Tecnologia
produtos e serviços, de outro busca
Gráfica, Acessibilidade, Qualidade, Turis-
uma base sólida para o fortalecimento
mo, Café, Biodiesel, Siderurgia, Sistemas
de suas atividades, alcançando objetivos
de Saneamento, Informática em Saúde,
importantes para uma organização que
Metrologia, Gestão Ambiental, Nanotec-
precisa estar à altura do posto que ocu-
nologia, Responsabilidade Social, e mui-
pa no cenário da Normalização. É o caso
to mais, que pode ser conferido no site
da participação na normalização inter-
da entidade (www.abnt.org.br).
nacional, da abrangência das atividades
Cumprindo seus objetivos estatu-
de normalização nacional e, também, da
tários, a ABNT oferece, por meio das
recente conquista da entidade que ocu-
normas técnicas que publica, diretrizes e
pa novas instalações em São Paulo, em
suporte tecnológico para as ações exer-
sede própria, desde 2014.
cidas pelo Estado, seja na esfera federal,
u Figura 4 Brochura produzida pela ISO como incentivo à prática do ensino da normalização técnica na formação profissional
na estadual, ou na municipal. O Decreto nº 5.296, de 2004, pelo qual o Gover-
4. NORMAS BRASILEIRAS DE CONCRETO
no Federal estabeleceu oportunidades
A Normalização Brasileira de concre-
e condições para o desenvolvimento de
to, seus materiais constituintes, produtos
uma política nacional de acessibilidade,
e aplicações é desenvolvida pelas Comis-
por exemplo, enfatiza a importância do
sões de Estudo do ABNT/CB-18 Comitê
conhecer a realidade de países com as
atendimento às Normas Brasileiras, que
Brasileiro de Cimento, Concreto e Agre-
mais diferentes culturas, mas com desejos
tratam de espaços públicos e diferentes
gados, que divide com o ABNT/CB-02 o
e necessidades que podem ser traduzidos
modalidades de transporte.
trabalho de normalização no campo das
na busca pelo crescimento sustentável,
Se, de um lado, a ABNT auxilia os
estruturas de concreto, uma vez que as
onde a geração de valor deve ser incentivada e preservada. A profícua troca de ideias e experiências durante os cinco dias de realização do evento tornou possível o estabelecimento de diretrizes para o fortalecimento da atividade de normalização técnica, como valioso instrumento de popularização do conhecimento e de difusão das boas práticas, desmitificando antigos padrões, aproximando culturas e facilitando a comercialização de bens e serviços. Foi incentivada a inclusão da normalização na formação profissional, de forma a gerar um círculo virtuoso, que premia o consenso sobre as melhores escolhas de cada sociedade com forte embasamento técnico. A diversidade dos temas tratados pelos diversos Comitês Brasileiros atesta as demandas da sociedade por normas que atendam às mais variadas áreas de ati120 | CONCRETO & Construções
u Figura 5 Reunião de abertura da 37ª Assembleia Geral da ISO, Rio de Janeiro, setembro/2014. Na mesa, o Presidente da ISO em exercício, o Presidente e alguns Diretores da ABNT e autoridades convidadas
normas de projeto estrutural e execução
IBRACON e ABNT foi possível trazer para
da Construção Civil. Adicionalmente tem-
5. NORMA BRASILEIRA DE PROJETO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO É RECONHECIDA NA ISO
-se as Comissões de Estudo Especiais
Comemorando seus 75 anos de
Concrete), realizada em Salvador (BA),
de Inspeção de Estruturas de Concreto
fundação, a ABNT foi premiada com o
no período de 29.05 a 01.06.2007 e o
(ABNT/CEE 169) e do Uso de Materiais
reconhecimento de sua Norma Brasi-
ABNT/CB-18 assumiu os trabalhos de
Não Convencionais para Reforço de Es-
leira de Projeto de Estruturas de Con-
coordenação da representação brasileira
truturas de Concreto (ABNT/CEE193),
creto, ABNT NBR 6118, registrada
como membro P (participante) nesse Co-
que complementam o conjunto de Comi-
pela segunda vez consecutiva pela ISO
mitê Técnico Internacional.
tês Técnicos na área.
(International Organization for Stan-
O envolvimento de mais de uma
A representação brasileira na ISO nos
dardization) como documento de vali-
centena de profissionais e dezenas de
Comitês Técnicos de cimento e concre-
dade internacional conforme os crité-
empresas e entidades nos trabalhos de
to a seguir relacionados é realizada pelo
rios da ISO 19338 (Performance and
normalização técnica nacional, revisan-
ABNT/CB-18 (membro P, participante),
assessment requirements for design
do e adequando a Norma Brasileira de
contando com a colaboração do ABNT/
standards on structural concrete), que
Projeto de Estruturas de Concreto, pos-
CB-02 da ABNT/CEE 193 em alguns
avalia normas nacionais de países
sibilitou a primeira conquista internacio-
subcomitês do ISO/TC71:
membros da entidade.
nal, com o registro da ABNT NBR 6118
de estruturas, de qualquer material, são da responsabilidade do Comitê Brasileiro
u ISO/TC71 – Concrete, reiforced con-
crete and prestressed concrete u ISO/TC74 – Cement and lime u ISO/TC77
–
Products
in
fibre
o Brasil a reunião anual do ISO/TC71 (Internacional Committee of Concrete, Reinforced Concrete and Pre-stressed
Ressalta-se o fato de a precursora
pela ISO, cumprindo com as exigências
da ABNT NBR 6118 ter sido a NB-1
do ISO/TC71/SC4 (Performance require-
(Cálculo e execução de obras de con-
ments for structural concrete). Assim,
creto armado), primeira Norma publica-
em 2008, a nossa NB-1, como ainda
reinforced cement
da pela ABNT, já na data de sua funda-
é conhecida carinhosamente a ABNT
Ainda no âmbito internacional, o
ção, em 1940.
NBR 6118, passou a fazer parte do se-
ABNT/CB-18 participa como membro O
Tendo passado por processos de
leto grupo de Normas Técnicas que
(observador) dos trabalhos do ISO/TC24
revisão de forma a manter-se atualizada,
atendem às exigências internacionais e
(Particle characterization including siev-
em 1980 a NB-1 foi registrada pelo IN-
podem ser utilizadas em qualquer parte
ing) e auxilia o ABNT/CB189 na repre-
METRO como NBR 6118 e, a partir de
do mundo para o Projeto de Estruturas
sentação brasileira junto ao Subcomitê
2003, passou a tratar exclusivamente
de Concreto. Essa conquista foi reafir-
3 do ISO/TC189, no que diz respeito à
das etapas de projeto, contemplado todo
mada agora, na reunião realizada em
caracterização e ensaios de argamas-
o escopo do concreto estrutural.
28/10/2015, em Seoul, na Coréia, e vem
sas colantes para o assentamento de
O envolvimento do IBRACON e mais
confirmar a capacidade da engenharia
peças cerâmicas. No âmbito regional,
recentemente da ABECE nesse traba-
nacional, igualada às melhores do mun-
o ABNT/CB-18 responde pela secreta-
lho, por meio do Comitê Técnico de
do, e a tradição brasileira na construção
ria técnica do CSM 05 – Comitê Setorial
Projeto Estrutural (CT 301), tem possibi-
em concreto.
MERCOSUL de Cimento e Concreto e
litado o desenvolvimento de um estudo
representa o Brasil nos trabalhos de nor-
contínuo de aprimoramento dessa Nor-
malização desenvolvidos.
ma Brasileira, com a edição de cader-
O resultado de todo esse esforço tem
nos de comentários técnicos sobre seu
6. A IMPORTÂNCIA DA SOCIEDADE NO PROCESSO DE NORMALIZAÇÃO
gerado não apenas maiores possibili-
conteúdo que facilitam os processos de
As Normas Técnicas registram e ho-
dades de alinhamento do Brasil com as
revisão pela ABNT.
mogeneízam o conhecimento, padroni-
diretrizes internacionais e regionais, mas,
Por sua vez, a participação brasileira
zam produtos e serviços, estabelecem
principalmente, possibilitado influir nas
nos foros internacionais de normalização
requisitos de qualidade e limitações de
tomadas de decisão e buscar a aceita-
de cimento e concreto foi amplamente
uso, prescrevem metodologias de en-
ção dos padrões brasileiros nas normas
incentivada e ampliada a partir de 2007,
saios para comprovação de requisi-
regionais e internacionais.
quando num esforço conjunto entre
tos, além de dirimirem discordâncias e CONCRETO & Construções | 121
gerarem economia e boas práticas, indo
novas tecnologias e procedimentos,
ABNT, durante o período de dispo-
ao encontro dos almejados objetivos de
fruto de pesquisas, estudos e avanços
nibilidade dos Projetos para o recebi-
sustentabilidade. São grandes aliadas
da sociedade.
mento de sugestões.
dos consumidores, possibilitando com-
O processo de normalização técnica
As Comissões de Estudo da ABNT
parar diferentes soluções sob um único
brasileiro segue as Diretrizes Internacio-
são compostas por profissionais técni-
prisma, e também dos produtores, ge-
nais ISO/IEC, mas está estruturado de
cos, que representam empresas, enti-
rando um ambiente salutar para o cres-
forma a permitir que democraticamente
dades, órgãos governamentais e outros.
cimento organizado.
possam tomar parte dos trabalhos todos
Essas Comissões de estudo realizam
que tenham como contribuir com o tema
reuniões presenciais periódicas, para
objeto de normalização.
tratar dos temas de seu escopo. Infor-
Cada vez mais se torna imprescindível o uso das Normas Técnicas como ferramentas de trabalho, em função
Há dois momentos importantes para
mações a respeito podem ser obtidas
da complexidade crescente em todas
a participação nos trabalhos:
pelo e-mail [email protected] ou dire-
as áreas. Por essa razão, é imperioso
u como membro de uma Comissão
tamente junto aos respectivos Comitês
que sejam periodicamente revistas, de forma a estarem atualizadas com as
de Estudo; u na Consulta Nacional, pelo site da
Brasileiros ou Organismos de Normalização Setorial.
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, ABNT. História da Normalização Brasileira. Disponível em http://www.abnt.org.br/abnt/conheca-a-abnt. [02] ______. ABNT NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. [03] INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO, IBRACON. Comentários Técnicos e Exemplos de Aplicação da ABNT NBR 6118:2014, São Paulo, 2015.
122 | CONCRETO & Construções
u normalização técnica
Histórico das normas brasileiras para cargas móveis em projetos de pontes e viadutos JÚLIO TIMERMAN – Coordenador de Comissões de Estudos de Diversas Normas Brasileiras, dentre as quais está inclusa a ABNT NBR 7188
1. INTRODUÇÃO
O
presente artigo apresenta um
niência em se prever a passagem
do carregamento móvel a ser aplicado
de veículos pesados;
à estrutura em sua posição mais des-
histórico das normas técnicas
u Classe III: Pontes situadas em es-
favorável para cada seção de cálculo
nacionais relativas à conside-
tradas de ligação secundárias não
e combinação de carregamento. Os
incluídas na classe II.
trens-tipo compõem-se de compres-
ração das cargas móveis (que irão originar as ações acidentais) em projetos de pontes e viadutos. A primeira norma nacional foi
sores, caminhões e multidão, conforme
2.2 Trem-tipo
apresentado na Figura 1.
Denomina-se trem-tipo o conjunto
veículos de pequeno porte que pode
editada na década de 40 e tomou como referência as antigas normas alemãs DIN.
A multidão representa o tráfego de
2. PERÍODO DE 1946 A 1960 (NB6) No período compreendido entre 1946 e 1960, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias eram realizadas de acordo com a norma NB6*. Tais considerações são definidas nos itens (1.1) e (1.2).
2.1 Classes As pontes rodoviárias são agrupadas em três classes: u Classe I: Pontes situadas em estra-
das-tronco federais e estaduais ou nas estradas principais de ligação entre esses troncos; u Classe II: Pontes situadas em es-
tradas de ligação secundárias, mas nas quais, atendendo a circunstâncias especiais do local, haja conve-
u Figura 1 Compressor e caminhão utilizado no trem-tipo (ABNT NB6/1946))
* Em 1946 foi publicada a primeira versão da NB6, sendo revisada em 1950, de forma a contemplar os caminhões de 12t no trem-tipo da Classe I.
CONCRETO & Construções | 123
2.2.2 Trem – tipo para a Classe II
u Tabela 1 – Compressores, conforme NB6/1946 Tipo A
Tipo B
Tipo C
Unidades
Peso total
7
16
24
tf
porém, verificar-se ainda a resistência
Peso da roda dianteira
5
7
10
tf
da estrutura para um compressor Tipo
Peso da roda traseira
1
4,5
7
tf
B (Tabela 1), posto isolado sobre a pon-
Largura da roda dianteira
1
1
1
m
te, na posição mais desfavorável para o
Largura da roda traseira
10
40
50
cm
elemento estudado, mas sempre orien-
Distância entre os eixos diant. e traseiro
3
3
3
m
tado na direção do tráfego.
Distância entre os meios da rodas traseiras
160
160
160
cm
acompanhar a passagem do cami-
mento, cuja resultante é igual à soma
nhão e/ou do compressor. A multidão
das cargas concentradas.
é constituída por carga uniformemente distribuída cuja intensidade é dada em
2.2.1 Trem – tipo para a Classe III
kgf/m², em função do parâmetro go (definido nos itens 2.2.1 a 2.2.3).
O trem-tipo para pontes da Classe
Os valores de multidão devem ser
III é composto de multidão calculada
assim adotados, para o cálculo dos ar-
com go= 400 kgf/m² (4,0 kN/m²), de um
cos ou vigas principais:
compressor Tipo A (Tabela 1) e de tan-
u Com menos de 25 m de vão
tos caminhões Tipo A (Tabela 2) quan-
teórico = go;
u Com vão L, em metros, entre 25 e
125 m = go – (L – 25); u Com mais de 125 m de vão
O trem-tipo para pontes da Classe
Compressores
teórico = go – 100 ;
tas forem as faixas de tráfego, menos uma, todos orientados na direção do
elementos da construção = go.
veículo sobre cada faixa de tráfego,
A multidão distribui-se sobre os pas-
nem em posição que dê lugar a afasta-
seios e sobre a parte do tabuleiro não
mento de menos de 2,5 m entre eixos
ocupada pelos veículos. Para esse fim,
longitudinais de dois veículos.
a área ocupada por um veículo (com-
longitudinal do veículo e a igual distância dos eixos dianteiro e traseiro. No cálculo dos arcos ou vigas principais, com 30 m ou mais de vão, permite-se ainda substituir as cargas concentradas dos veículos (compressor ou caminhão) por carga uniformemente distribuída, sobre área retangular com 2,5 m de largura e 6,0 m de compri-
124 | CONCRETO & Construções
se I compõe-se de multidão com go = 450 kgf/m² (4,5 kN/m²), de um compressor Tipo B (Tabela 1) e de tantos caminhões tipo B (Tabela 2) quantas forem as faixas de tráfego, menos uma, e dispostos como no caso do item 2.2.1 A resistência da estrutura deve ainda ser verificada para um compressor Tipo C (Tabela 1), colocado como no caso do item 2.2.2.
3. PERÍODO DE 1960 A 1984 (NB6/60)
elemento, apenas com a seguinte res-
comprimento, com o centro sobre o eixo
O trem-tipo para pontes da Clas-
desfavorável para o cálculo de cada trição: nunca se colocará mais de um
gular, com 2,5 m de largura e 6,0 m de
2.2.3 Trem – tipo para a Classe I
tráfego e colocados na posição mais
u Para o cálculo dos demais
pressor ou caminhão) é suposta retan-
II é o mesmo do item 2.2.1, devendo,
No período de 1960 a 1984, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias foram realizadas de acordo com a norma ABNT-NB6/60. Tais considerações são definidas nos itens 3.1 e 3.2.
u Tabela 2 – Caminhões, conforme NB6/1943 Caminhões
Tipo A
Tipo B
Tipo C*
Unidades
Peso total
6
9
12
tf
Peso de cada roda dianteira
750
1500
2000
kgf
Peso de cada roda traseira
2250
3000
4000
kgf
Largura de cada roda dianteira
8
12
12
cm
Largura de cada roda traseira
18
24
24
cm
Distância entre os eixos diant. e traseiro
3
3
3
m
Distância entre os meios da rodas diant. ou traseiras
160
160
160
cm
* Introduzido na revisão de 1950.
u Tabela 3 – Valores para obtenção do veículo-tipo segundo a NB6/60 (ABNT, 1960) Veículo Classe da ponte
Carga uniformemente distribuída
Tipo
Peso total (tf)
p (kg/m²)
p’ (kg/m²)
36
36
36
500
300
24
24
24
400
300
12
12
12
300
300
3.1 Classes u Classe 36: Em rodovias de caracte-
rísticas da Classe I; u Classe 24: Em rodovias de caracte-
rísticas da Classe II; u Classe 12: Em rodovias de caracte-
rísticas da Classe III.
3.2 Trem-tipo
Disposição da carga – Carga p à frente e atrás do veículo. – Carga p’ no restante da pista e passeios.
Classe da rodovia Classe I Classe II Classe III
dispostos como mostrado nas Figuras
considerando a carga do eixo ou da
2 e 3.
roda que produza redução de esforços
Os veículos são de três tipos com
solicitantes. Para o cálculo de placas,
características apresentadas nas Tabe-
longarinas e transversinas junto às bor-
las 3 e 4. A área ocupada pelo veículo é
das do estrado, é obrigatório encostar
retangular, com 3,0 m de largura e 6,0
a roda do veículo-tipo no guarda-rodas.
m de comprimento. Tem-se dois tipos
A carga p deve ser aplicada na faixa
de cargas uniformemente distribuídas,
longitudinal correspondente ao veículo
com intensidade p e p’, como mostra
na parte não ocupada por este e a carga
a Figura 3.
p’ na parte restante da pista de rolamen-
O trem-tipo, sempre orientado na
to e nos passeios, como mostra a Figura
Os trens-tipo compõem-se de um
direção do tráfego, deve ser coloca-
3. Nos casos em que os guarda-rodas
veículo e de cargas uniformemente
do na posição mais desfavorável para
tiverem altura superior a 25 cm, conta-
distribuídas constantes da Tabela 3 e
o cálculo de cada elemento, não se
dos a partir da borda de pavimentação da pista, e ocuparem faixa de largura
u Tabela 4 – Valores característicos para os veículos segundo a NB6/60 (ABNT, 1960)
útil de, no máximo, 75 cm, não se deve dispor carga devido à multidão na faixa ocupada por ele. Nos outros casos, a
Unid.
Tipo 36
Tipo 24
Tipo 12
multidão deve ser considerada na faixa
Quantidade de eixos
Eixo
3
3
2
ocupada pelo guarda-rodas. Quando
Peso total do veículo
t
36
24
12
se tratar de ponte com refúgios centrais
Peso de cada roda dianteira
t
6
4
2
elevados, em rodovias de mais de uma
Peso de cada roda traseira
t
6
4
4
pista, é obrigatório o carregamento des-
Peso de cada roda intermediária
t
6
4
–
sa área, com carga p’.
Largura de contato b1 de cada roda dianteira
m
0,45
0,35
0,20
Largura de contato b3 de cada roda traseira
m
0,45
0,35
0,30
permite-se, ainda, substituir as cargas
Largura de contato b2 de cada roda intermediária
m
0,45
0,35
–
igual, mas uniformemente distribuída,
Comprimento de contato de cada roda
m
0,20
0,20
0,20
Área de contato de cada roda
m²
0,20 x b
0,20 x b
0,20 x b
Distância entre eixos
m
1,50
1,50
3,00
Distância entre os centros de roda de cada eixo
m
2,00
2,00
2,00
No cálculo dos arcos ou vigas principais com 30 m ou mais de vão, concentradas do veículo por carga disposta sobre área retangular ocupada pelo mesmo.
4. PERÍODO DE 1984 ATÉ 2013 (NBR 7188/84) No período de 1984 a 2013, as
CONCRETO & Construções | 125
u Figura 3 Veículo e multidão em planta (ABNT NB6/1960) Deve-se ressaltar que a carga p’ do trem-tipo da norma de 1984 não tem o mesmo significado da carga p’ do trem-tipo da norma de 1960 (a que se
a
Classes 36 e 24
b
Classe 12
refere o item 2.2). Nesta versão da norma (1984), a carga p’ é uma carga dis-
u Figura 2 Veículo-tipo para as classes 36 e 24 e classe 12 (ABNT NB6/1960)
tribuída relativa à multidão sobre passeios e não sobre a pista de rolamento.
4.3 Trem-tipo homogeneizado
considerações sobre carga móvel em
redução das solicitações. A carga dis-
pontes rodoviárias foram elaboradas
tribuída de intensidade p é aplicada em
de acordo com a norma ABNT NBR
toda pista de rolamento, nesta incluídas
No cálculo dos arcos ou vigas prin-
7188:1984. Tais considerações são de-
as faixas de tráfego, os acostamentos e
cipais, permite-se, ainda, homogeneizar
finidas nos itens 4.1 e 4.2.
os afastamentos. Deve ser descontada
as cargas distribuídas e subtrair das car-
apenas a área ocupada pelo veículo.
gas concentradas dos veículos as par-
Os passeios, independentemente de
celas correspondentes àquela homoge-
largura ou altura, são carregados com
neização, desde que não haja redução
a carga distribuída de intensidade p’,
dos esforços solicitantes. Assim, o car-
não majorada de impacto.
regamento móvel sobre essas peças
4.1 Classes u Classe 45: a base do sistema é um
veículo-tipo de 450 KN de peso total; u Classe 30: a base do sistema é um
veículo-tipo de 300 KN de peso total; u Classe 12: a base do sistema é um
veículo-tipo de 120 KN de peso total.
4.2 Trem-tipo Os trens-tipo são compostos de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas de acordo com a Tabela 5 e mostrado nas Figuras 4 e 5. A área ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de comprimento. A Tabela 5 reúne as características dos veículos-tipo representados nas Figuras 4 e 5. O veículo-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição mais desfavorável para a análise e o dimensionamento de cada elemento, não se considerando a porção do carregamento que provoque 126 | CONCRETO & Construções
a
Classes 45 e 30
b
Classe 12
u Figura 4 Veículo-tipo para as classes 45 e 30 e classe 12 (ABNT NBR 7188:1984)
u Tabela 5 – Carga dos veículos e cagas uniformemente distribuídas (ABNT NBR 7188:1984) Veículo Classe da ponte
Tipo
Carga uniformemente distribuída
Peso total
p
p’
KN
tf
KN/m²
kgf/m²
KN/m²
kgf/m²
45
45
450
45
5
500
3
300
30
30
300
30
5
500
3
300
12
12
120
12
4
400
3
300
pode ser simplificado como mostrado
p ×6 . na Figura 6, onde Ph = P − 2 3
5. PERÍODO DE 2013 ATÉ A PRESENTE DATA (ABNT NBR 7188:2013)
Disposição da carga
– Carga p em toda a pista – Carga p’ nos passeios
terou em relação a versão anterior da
te de impacto adicional, aplicado em
Norma e está apresentada na Figura 7.
elementos estruturais adjacentes a
A Norma ABNT NBR 7188/2013 es-
juntas de dilatação ou de encontro
pecifica uma majoração nas cargas aci-
das OAE’s, equivalente a:
dentais conforme abaixo apresentado:
u CIA = 1,25 para obras em concre-
to ou mistas; Q = P*CIV*CNF*CIA e q = p*CIV*CNF*CIA [1]
u CIA = 1,15 para obras metálicas.
No período de 2013 até a presenOnde:
te data, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias foram
P – Valor estático de uma roda do
elaboradas de acordo com a norma
trem-tipo;
ABNT-NBR 7188/13. Tais considera-
CIV – É o coeficiente de Impacto Verti-
ções são definidas nos itens 5.1 e 5.2.
cal, descrito no Quadro 1 (ABNT NBR 7188:2013);
5.1 Classes
CNF – É o coeficiente do número de faixas de rolamento, descrito no Qua-
u Classe 450: a base do sistema é um
dro 2 (ABNT NBR 7188:2013).
veículo-tipo de 450 KN de peso total;
E, finalmente, CIA – É o coeficien-
u Figura 5 Veículo e multidão em planta (ABNT NBR 7188:1984)
u Classe 240: a base do sistema é um
veículo-tipo de 240 KN de peso total.
CONVENCIONAL P
5.2 Trem-tipo
p1
P p2
HOMOGENEIZADO Ph
P p1
Ph
Ph
p2
Os trens-tipo são compostos de um veículo e de cargas uniformemente
u Figura 6 Simplificação para o carregamento móvel permitida pela ABNT NBR 7188:1984
distribuídas de acordo com a Tabela 6. A disposição do trem-tipo não se al-
u Tabela 6 – Carga dos veículos e cargas uniformemente distribuídas (ABNT, 2013) Veículo Classe da ponte
Tipo
Carga uniformemente distribuída
Peso total
p
p’
KN
tf
KN/m²
kgf/m²
KN/m²
kgf/m²
450
450
450
45
5
500
3
300
240
240
240
24
4
400
3
300
Disposição da carga – Carga p em toda a pista – Carga p’ nos passeios
CONCRETO & Construções | 127
u Quadro 1 CIV=1,35 para estruturas com vão menor do que 10,0m. CIV = 1 + 1,06*
( Liv20+ 50 (
para estruturas com vão entre 10,0 e 200,0m Onde: Liv: vão em metros para o cálculo CIV conforme o tipo de estrutura, sendo: Liv = L para estruturas de vão isostático.Liv: média aritmética dos vãos nos casos de vãos contínuos. Liv: comprimento do próprio balanço para estruturas em balanço. L: vão em metros.
u Figura 7 Veículo 450 e 240 e multidão em planta (ABNT NBR 7188:2013) Destaque-se também a introdu-
u Quadro 2 CNF = 1 - 0,05* (n-2) > 0,9
Onde: n: número (inteiro) de faixas de tráfego rodoviário a serem carregadas sobre um tabuleiro transversalmente contínuo. Acostamentos e faixas de segurança não são faixas de tráfego de rodovia. Este coeficiente não se aplica para o dimensionamento de elementos estruturais ao sentido do tráfego (lajes, transversinas, etc.).
ção, na mais recente revisão da nor-
ículo de 450KN de peso (45 ton), o que não corresponde a realidade.
ma, do Conjunto Transportador de
A correta capacidade de cada
Cargas Especial Indivisível, tornando-
elemento estrutural constituinte da
-se necessária a verificação adicional
Ponte ou Viaduto deverá ser de-
das estruturas para este veículo.
terminada
considerando-se
Outro aspecto importante a ser
combinação de ações, levando-se
abordado refere-se à capacidade re-
em consideração o trem-tipo, além
sistente da Ponte ou Viaduto. Existe
das cargas uniformemente distribu-
uma interpretação errônea de que a
ídas, ações estas
ponte dimensionada para o trem-tipo
respectivos coeficientes constantes
450 tem capacidade restrita a um ve-
na norma.
Esta versão da Norma também traz como grande novidade no seu Anexo A (Normativo) a obrigatoriedade de verificação das estruturas para Conjuntos Transportadores de Cargas Especiais Indivisíveis, cuja configuração é apresentada na Figura 8.
6. CONCLUSÃO O presente artigo procurou apresentar os principais aspectos das versões das normas nacionais sobre cargas móveis em pontes e viadutos rodoviários. Os valores numéricos contidos nas normas procuram representar as ações advindas do tráfego de veículos sobre as estruturas das pontes e viadutos. 128 | CONCRETO & Construções
uma
u Figura 8 Conjunto transportador de carga especial indivisível (ABNT NBR 7188:2013)
majoradas dos
u normalização técnica
Qualificação profissional: mais um diferencial positivo da pré-fabricação em concreto no Brasil ENGª INÊS BATTAGIN – Superintendente do ABNT/CB-18, Membro dos Conselhos Técnico e Deliberativo da ABNT e Diretora Técnica do IBRACON
tir de processos industriais com contro-
ções, favorecendo seu crescimento em
pré-fabricação em concreto
les rigorosos e mão de obra qualificada.
bases sustentáveis.
no Brasil tem experimenta-
Essa já é a realidade de algumas indús-
Como a padronização é um dos mais
do expressivo crescimen-
trias brasileiras e a tendência que se
expressivos requisitos para a fabricação
configura para o setor.
controlada e a perfeita montagem das
1. INTRODUÇÃO
A
to e, em seu campo de atuação, tem elevado a construção civil a padrões
Na pauta de investimentos do seg-
estruturas pré-fabricadas, a normalização
industriais, seguindo tendências inter-
mento estão os processos de gestão
técnica é uma das bases de seu desen-
nacionais dos países mais adiantados
ambiental, que pela própria característi-
volvimento, a exemplo do que se pratica
do mundo.
ca da indústria estabelece um diferencial
internacionalmente.
Produtos certificados, obtidos a par-
competitivo com relação a outras solu-
Este artigo informa e comenta as iniciativas de qualificação profissional do setor
CRÉDITO: BANCO DE IMAGENS DE ABCIC – FOTÓGRAFO: ALEXANDRE ONDIR
da pré-fabricação em concreto no Brasil, com base na Norma Brasileira em vigor, a ABNT NBR 15146-3 Controle tecnológico de concreto – Qualificação de pessoal. Parte 3 – Pré-moldados de concreto.
2. AS BASES DO CRESCIMENTO SUSTENTÁVEL O crescimento da pré-fabricação em concreto no Brasil se justifica pelas características desse sistema construtivo e se sustenta nos parâmetros de qualidade exigidos, alguns dos quais a seguir relacionados: u projetos detalhados de arquitetura,
estrutura e sistemas complementa-
u Figura 1 Montagem de lajes alveolares em canteiro de obras em São Paulo
res, considerando as fases de produção dos elementos e montagem das estruturas;
CONCRETO & Construções | 129
u fabricação dos elementos estruturais
u inspetor de produção e montagem
em ambiente industrial, com rigorosos
de pré-moldado de concreto: profis-
controles de processos;
sional apto a analisar e avaliar os resul-
u controle da qualidade dos materiais
tados dos ensaios, nos limites de acei-
utilizados na produção com base em
tação estabelecidos pelas respectivas
certificação e ensaios laboratoriais;
normas técnicas, e a realizar todas as
u controle da qualidade dos produtos
inspeções abrangidas na gestão dos
prontos, com verificação dimen-
processos de produção e montagem
sional dos elementos estruturais,
de elementos pré-moldados de concreto, conforme a seguir:
ensaios do concreto (resistência,
módulo de elasticidade) nas etapas
pré-moldados: recebimento e
de desforma, movimentação e montagem, além de ensaios específicos conforme o produto; u treinamento dos profissionais en-
volvidos nas atividades de controle
– materiais para a produção de armazenamento de insumos e
u Figura 2 Montagem de pilares pré-fabricados de concreto na obra
elementos que serão utilizados na produção dos elementos pré-fabricados;
tecnológico, produção dos elemen-
– desenvolvimento de traços, preparação de concreto, cura, execu-
tos pré-fabricados e montagem das
profissionais envolvidos com esse tra-
3. A NORMA BRASILEIRA DE QUALIFICAÇÃO DE PROFISSIONAIS DA PRÉ-FABRICAÇÃO EM CONCRETO
balho e que é aprimorado e atualizado
A ABNT NBR 15146-3 faz parte de
estruturas. Na base desse crescimento encontra-se um acervo normativo que reflete a seriedade das empresas e
ção de fôrmas, execução de armaduras passiva e ativa, execução de alças, insertes e afins, controle tecnológico da produção e do produto acabado;
– estoque e montagem: armaze-
um conjunto de documentos que possibi-
namento, transporte, manuseio,
Vale lembrar que data de 1985 a
litam qualificar e certificar profissionais que
acabamento, identificação, loca-
primeira edição da norma brasileira es-
atuam no controle tecnológico e na cons-
ção de fundações, montagem,
pecífica para o projeto e a execução de
trução em concreto. A Parte 3, específica
ligações, controle dos elementos
estruturas pré-moldadas de concreto, a
para pré-fabricados de concreto, trata de
ABNT NBR 9062, cuja versão em vigor é
quatro categorias profissionais:
de 2006, estando em fase final de revisão
u auxiliar de pré-moldados: profis-
cação da quantidade, dimensões
um projeto que prevê diversos avanços,
sional apto a realizar coleta, redu-
(diâmetros e comprimentos), po-
especialmente no campo dos cuidados
ção de amostras de campo e en-
sicionamento e cobrimentos de
na montagem das estruturas, suprindo la-
saios básicos;
armaduras, detalhes de ligações,
constantemente.
montados;
– especificações e projetos: verifi-
laboratorista de pré-moldados:
localização das alças de içamen-
Normas específicas de alguns produ-
profissional apto a realizar ensaios e
to, volume e peso dos elementos,
tos pré-fabricados, como as lajes alveola-
a efetuar cálculos, tendo sua atuação
verificação das especificações de
res (ABNT NBR 14861), as estacas (ABNT
na produção dos elementos pré-fabri-
montagem, verificação do controle
NBR 16258) e os painéis (norma em fase
cados e nas concretagens de monta-
de atualização cronológica de do-
gem, quando aplicável;
cumentos de projetos (desenhos,
cunas da legislação existente no País.
final de aprovação), completam o quadro
u
de requisitos para os produtos e seu uso.
u tecnologista de pré-moldados: pro-
Adicionalmente o setor da pré-fabri-
fissional apto a realizar ensaios, definir
cação em concreto conta com uma fer-
procedimentos executivos de inspe-
Como se verifica, cresce a complexi-
ramenta normativa para a qualificação
ção e amostragem, discernir sobre os
dade das funções desenvolvidas com a
de profissionais da área, a ABNT NBR
limites de aceitação e efetuar cálculos
ampliação do escopo de cada categoria
15146-3:2012, publicada em 2012.
com avaliação e emissão de relatórios;
profissional, exigindo profissionais mais
130 | CONCRETO & Construções
especificações, instruções de serviço, memorial de cálculo).
insumos utilizados na produção (cimen-
nadas atividades.
to, agregados, aditivos, água, insertos,
O Quadro 1 mostra as exigências
aço de armadura passiva e/ou ativa),
de escolaridade e tempo de experiên-
bem como para a aprovação do con-
cia profissional estabelecidas na ABNT
creto a ser utilizado (ensaios no estado
NBR 15146-3. Como é possível cons-
fresco e endurecido) e para a aprovação
tatar, não apenas a demonstração de
do produto pronto (verificação dos ele-
capacitação técnica em exame teórico
mentos pré-fabricados).
de avaliação dos candidatos é suficien-
Todo esse conjunto de exigências
te para garantir a certificação, pois o
deve ser cumprido de forma real, con-
profissional deve também demonstrar
siderando não apenas a coleta e a rea-
formação e experiência compatíveis
lização dos ensaios, mas especialmen-
com as funções previstas na Norma.
te sua correta interpretação, visando o
Como se observa, as exigências relativas à escolaridade e à experiên-
CRÉDITO: LEONARDI ATIBAIA
experientes e qualificados para determi-
u Figura 3 Rompimento de corpo de prova em laboratório de ensaios
aprimoramento dos processos e a qualidade dos produtos.
cia profissional crescem à medida que
No caso do Inspetor de Estruturas de
a responsabilidade da função exercida
Concreto, os requisitos da ABNT NBR
aumenta. Com isso, a Norma prevê um
15146-3 abrangem também itens relati-
u noções básicas de matemática/cál-
programa básico de treinamento, que
vos ao projeto e à execução das estrutu-
culo (média, desvio-padrão, volume,
pode ser ministrado em escolas de for-
ras. O Anexo A dessa Norma detalha os
área, densidade e consumo);
mação e aperfeiçoamento, cursos téc-
conhecimentos específicos exigidos nas
nicos ou na própria unidade fabril, des-
áreas de capacitação técnica de cada
de que contemple os tópicos exigidos
uma das categorias profissionais.
na ABNT NBR 15146-3.
u metrologia e calibração de equipa-
mentos;
u manuseio de equipamentos de me-
dição em laboratório; u noções de acreditação de labo-
ratório
Além do exposto, o programa de
Os conhecimentos requeridos para
treinamento deve conter noções básicas
os candidatos em cada categoria profis-
relativas aos itens a seguir relacionados:
sional incluem uma base normativa que
u segurança do trabalho conforme legis-
compreende os principais documentos
lação vigente (Normas Regulamenta-
relacionados a cada uma das funções.
doras - NR 04, NR 05, NR 07, NR 18);
Assim, devem ser atendidas as Normas
u uso de equipamentos de proteção
Brasileiras para a coleta e os ensaios de
de
ensaio,
conforme
a
ABNT NBR ISO/IEC 17025; u termos básicos do Vocabulário Inter-
nacional de Metrologia (VIM); u regras para arredondamento e alga-
rismos significativos; u gestão ambiental e responsabilidade
individual (EPI);
social;
u Quadro 1 – Requisitos mínimos de escolaridade + experiência profissional
Categoria
Alternativa A (soma da formação e experiência)
Alternativa B (soma da formação e experiência)
Alternativa C (soma da formação e experiência)
Formação
Experiência na função
Formação
Experiência na função
Formação
Experiência na função
Tecnologista e Inspetor
Superior 1
≥ 1 ano
Técnico 2
≥ 2 anos
Ensino médio
≥ 3 anos
Laboratorista
Técnico 2
≥ 6 meses
Ensino médio
≥ 1 ano
Ensino fundamental
≥ 2 anos
Auxiliar
Ensino médio
≥ 6 meses
Ensino fundamental
≥ 1 ano
Ensino fundamental incompleto
≥ 18 meses
Estudantes e graduados em engenharia civil, arquitetura e tecnologia em construção civil. Técnico em edificações (ensino profissionalizante técnico em construção civil). Os candidatos devem apresentar comprovação de conclusão das disciplinas “Resistência dos Materiais” e “Materiais de Construção”. 3 4ª série do ensino fundamental. 1 2
CONCRETO & Construções | 131
u elaboração de relatórios;
exercício efetivo das atividades por um
Concreto, que sendo reconhecido
u interpretação de textos (contratos);
período contínuo de 12 meses.
pelo INMETRO – Instituto Nacional
u catalogação e gestão da informação
de Metrologia, Qualidade e Tecno-
(controle de documentos, registros e
4. CONCLUSÕES
logia como Organismo Certificador
documentações);
Colocar em prática todo o escopo
de Pessoas (OPC) na área do con-
u administração geral básica (definição
da ABNT NBR 15146-3 seria bastante
trole tecnológico do concreto, tem já
de funções e cargos, atribuições e
complexo, não fosse um conjunto de
um programa em desenvolvimento
responsabilidades);
iniciativas de duas entidades que con-
visando a certificação dos profissio-
sideram a normalização técnica uma
nais da indústria da pré-fabricação
importante ferramenta para estabelecer
nas atividades referidas na ABNT
requisitos e métodos de avaliação para
NBR 15146-3.
técnica).
produtos e serviços com base nas boas
Essas ações são exemplos a serem
Para a obtenção da qualificação, o
práticas e nas exigências internacionais:
seguidos por outros setores da cons-
candidato deve ser aprovado em exa-
u a ABCIC – Associação Brasileira da
trução civil, pois valorizam os profissio-
mes técnicos teóricos (geral e específi-
Construção Industrializada de Con-
nais da área, premiam a qualidade e as
co) e práticos, além de demonstrar acui-
creto, que trabalha no sentido de
boas práticas construtivas, melhoraram
dade visual e apresentar documentação
exigir que as empresas associadas
a relação entre as partes envolvidas no
que comprove escolaridade e experiên-
detentoras do Selo de Excelência
processo da construção e valorizam o
cia profissional, de acordo com as exi-
certifiquem seus profissionais com
controle tecnológico dos produtos, for-
gências da Norma. A qualificação deve
base na Norma Brasileira;
talecendo a construção industrializada
u noções de medições de qualidade
(pesquisa de satisfação); u direito do consumidor (assistência
ser atualizada no caso da interrupção do
132 | CONCRETO & Construções
u o IBRACON – Instituto Brasileiro do
de concreto no Brasil.
u mantenedor
Abcic anuncia vencedora do Prêmio Obra do Ano
A
Associação Brasileira da Construção Industrializada de Concreto (Abcic) realizou no dia 26
de novembro a solenidade de entrega do Prêmio Obra do Ano em Pré-Fabricados de Concreto 2015, em sua quinta edição. O vencedor do Prêmio foi a Universidade Federal do ABC, localizada na cidade de Santo André, no estado de São Paulo. Constituída de diversos blocos, o escritório Aluizio A. M. d’Avila & Associados, responsável pelo projeto estrutural, inscreveu para participar da premiação os projetos dos blocos A e B. O primeiro possui uma área de 54 mil m² aproximadamente e é constituído de quatro pavimentos comuns e três torres com sete, cinco e seis pavimentos, respectivamente, acima dos pavimentos comuns. O bloco B é formado por uma torre única, com área de 13.400 m², divida em treze pavimentos. Para a construção dos blocos A e B da UFABC, foram empregados 16.800
Vista da fachada do Bloco A da Universidade Federal do ABC
m³ de concreto pré-fabricado, distribuí-
fechamento
dos em vigas e lajes armadas e proten-
acabamento. A obra foi executada pela
didas compondo a arquitetura, peitoris,
Construtora Augusto Velloso e contou
rampas, lajes e escadas pré-fabricadas,
com o projeto arquitetônico de Cláudio
pilares moldados no local e painéis de
Libeskind, e projeto estrutural de Luís Mi-
pré-fabricados,
já
com
guel Casella Barrese, com apoio do engenheiro José Luis Varela e do projetista Paulo Cezar Cavalcanti, além do envolvimento do engenheiro Aluizio d’Avila. A CPI Engenharia foi a empresa responsável pelo fornecimento das estruturas pré-fabricadas da obra. Os painéis de fechamento foram fornecidos pela Stamp. Segundo Íria Doniak, presidente executiva da Abcic, o Prêmio recebeu inscrições de obras de todos os segmentos – centro de distribuição, shopping center, infraestrutura, deck parking, habitacional e indústria –, além de áreas em que o setor de pré-fabricado de concreto está começando a atu-
Vista aérea dos Blocos A e B (ao fundo) em fase de construção
ar, como na infraestrutura energética e CONCRETO & Construções | 133
u Tabela 1 – Ficha técnica das obras premiadas OBRA DO ANO: UFABC – Universidade Federal do ABC
mineração. “Isso ressalta que a solução
Localização: Santo André, São Paulo
de engenharia vem avançando em ou-
Construtora gerenciadora: Augusto Velloso S/A
tros nichos de mercado, diversificando,
MENÇÃO HONROSA – Fábrica de Escolas do Amanhã – Lote 1
Arquitetos: Cláudio Libeskind
ainda mais, sua atuação”.
Localização: Rio de Janeiro, Rio de Janeiro
O Prêmio Obra do Ano prestigia as
Projeto estrutural: Luís Miguel Casella Barrese (Aluizio A. M. d’Avila & Associados)
Construtora gerenciadora: Construtora OAS
empresas pré-fabricadoras e confere
Empresa pré-fabricadora: CPI Engenharia
Arquiteto: João Pedro Backheuser
DESTAQUE DO JÚRI – Sustentabilidade: Torre Eólica de Tubarão
Projeto estrutural: João Luis Casagrande
destaque aos arquitetos e engenheiros projetistas que usam o sistema construtivo em seus projetos. Criado em 2011, no ano de comemoração de 10 anos de atividades da Abcic, o Prêmio conta com o apoio de mídia da Revista CONCRETO & Construções e da Revista Grandes Construções, e com o apoio institucional da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural (Abece), Instituto de Arquitetos do Brasil (IAB), Instituto Brasileiro do Concreto (IBRACON) e Associação Brasileira de Tecnologia para Construção e Mineração (Sobratema).
134 | CONCRETO & Construções
Localização: Tubarão, Santa Catarina Construtora gerenciadora: WEG Energia Concepção e Engenharia: Murilo Cassol Empresa pré-fabricadora: Cassol Pré-Fabricados DESTAQUE DO JÚRI – Inovação: Espessadores de Rejeito Localização: Itabira, Minas Gerais Construtora gerenciadora: Construtora Barbosa Mello Arquiteto: ECM S.A. Projetos Industriais Projeto estrutural: Isnar Maia de Freitas Empresa pré-fabricadora: Precon Engenharia
Empresa pré-fabricadora: Incopre e CPI Engenharia MENÇÃO HONROSA – Super Muffato Localização: São José do Rio Preto, São Paulo Construtora gerenciadora: J3 Administradora de Bens Ltda Arquitetos: Ricardo Bragaglia e Umberto João Bragaglia Projeto estrutural: Eriton Nunes Costa Empresa pré-fabricadora: Marna Pré-fabricados
u industrialização da construção
New opportunities with post-tensioned masonry David T. Biggs Biggs Consulting Engineering
BACKGROUND
is to fill the interstitial space within
asonry construction has
Most engineers are familiar with
the ducts with a special grout that
been around for millen-
the concepts of prestressed con-
bonds the tendon to the duct and pro-
nia.
But, it continues
crete (pre-tensioned versus post-ten-
vides further corrosion protection to
to evolve and offer new opportuni-
sioned). For pre-tensioning, tendons
the tendons.
ties for architects and engineers to
composed of wire strands or bars are
create magnificent masonry struc-
stretched lengthwise between the
tensioned
tures.
Post-tensioned masonry is
ends of the concrete formwork. Next,
compressed from the force of the
a relative newcomer to the world of
the tendons are stressed and the con-
tendons. However, each method has
masonry.
While early uses of post-
crete is cast around the tendons. As
distinct ways it affects the design and
tensioning masonry extend back to
the concrete cures, the tendons bond
performance of the member.
the late 1800s, the methods we use
to the concrete. When the formwork
INTRODUCTION
M
So, both pre-tensioned and post-
Often,
concrete
masonry
members
are
conferences
now have been developed since the
is released, the prestressed force is
and literature will refer to either pre-
1960s.
released and transferred into the con-
stressed masonry or post-tensioned
crete member.
masonry. Unlike with concrete where
The theoretical background
for modern post-tensioned masonry has as its basis the development of
For post-tensioning concrete, two
there is a distinction between pre-
post-tensioned concrete that resulted
types of tendons are used.
For one
tensioned and post-tensioned, the
from research by Frenchman Eugene
type, the tendons are in greased sleeves.
terminology for masonry (prestressed
Freyssinet in the 1930s and was ad-
They are placed, aligned and then en-
and
vanced by German engineers during
cased in concrete. Once stressed, the
used synonymous since the masonry
the 1940s.
end anchorages impart the force through
is always built first and then post-ten-
Using masonry criteria developed
bearing into the end of the element. The
sioned afterward. There are no known
in Great Britain and Switzerland, the
greased sleeve keeps the tendon un-
cases of prestressing tendons and
United States building code has its
bonded from the concrete and provides
building masonry around them. Until
own post-tensioned masonry pro-
corrosion protection.
then, we use the terms prestressed
post-tensioned
masonry)
are
masonry and post-tensioned masonry
visions that currently address only
In the second, tendons of strand
post-tensioned masonry walls. These
or bars are installed loosely inside
provisions first made it into our coun-
corrugated sleeves or ducts that are
try’s standards in 1999. Since then,
aligned and positioned within the con-
POST-TENSIONING CONCEPT
creative engineers have found vari-
crete formwork.
The ducts provide
Simply put, post-tensioned ma-
ous opportunities to use this tech-
long-term corrosion protection for the
sonry uses induced precompression
nology. Now there are nearly 35,000
tendons. Once the concrete is placed
to compensate for the possible ten-
structures in the United States that
and cured, the ducts are fully bonded
sile stresses that may develop from
have used post-tensioned masonry,
to the concrete.
Next, the tendons
structural loads. In conventionally re-
the majority being residences in the
are anchored to the ends of the mem-
inforced masonry, engineers account
southwest part of the country.
ber and post-tensioned. The final step
for the mass of structure to provide
interchangeably.
CONCRETO & Construções | 135
compression in walls. Engineers also
from Switzerland (SIA 177, now SIA
masonry based upon how they are in-
rely on the reinforcement to further
266) require a determination of the
stalled. Dependent upon the post-ten-
accommodate tension. In post-ten-
possible tension crack size as its
sioning design, the cells may be later
sioned masonry, the structural mass
serviceability check. The New Zea-
grouted or left hollow, but that choice
of the structure is taken into account
land code (NZS 4230:2004), controls
will effect the strength characteristics
along with the compressive effects
flexural strength through a stress
and performance of the masonry.
of the tendons to provide the overall
check, stiffness and deflections at
The tendons can be categorized
compression in the masonry. Based
service loads. In the United States
as bonded or unbonded, as well as
upon this explanation, you realize that
code (TMS 402, Building Code Re-
laterally-restrained or laterally-unre-
a non-loadbearing exterior masonry
quirements Masonry Buildings), ser-
strained. Bonded tendons are encap-
wall will require more post-tensioning
viceability is checked by controlling
sulated in a corrugated plastic duct
than an exterior loadbearing masonry
tension and compressive stresses
much like post-tensioned concrete
wall when both have the same out-of-
developed by service level loads.
tendons.
plane lateral loads. The loadbearing
Thus each code’s serviceability
The duct is later filled with
a special grout (prestressing grout)
wall derives benefit from the added
check is similar, but different.
How
after the tendons are post-tensioned.
compression of the structural mass
can it be that each is different yet still
The masonry space around the duct
which therefore reduces the required
meets the intended purpose for their
is filled with masonry grout. The ma-
amount of post-tensioning to achieve
respective codes?
Could it be that
sonry grout interlocks with the duct
the same compression.
we don’t monitor our structures for
corrugations to create the bonded
performance at service load condi-
condition; simply using masonry grout
DESIGN
tions and don’t really know if they are
around the tendon in the cell of the
Internationally, theory and code
performing appropriately? Are we not
masonry does not cause the tendon
provisions for post-tensioned ma-
accurate with our service loads con-
to be sufficiently bonded to transfer
sonry have developed similar to those
ditions? While we all check the ser-
stress.
for prestressed concrete. Today most
vice limit state in some form, are the
Unbonded tendons are not perma-
countries, including the United States,
real controlling conditions the ultimate
nently bonded to the masonry. They
utilize a limit state methodology for
limit state? This topic of serviceability
can be placed in a greased sheath-
their post-tensioned masonry provi-
could use some more research; per-
ing or a smooth duct to create the
sions. This methodology includes a
haps our standards need to change.
bond separation with the masonry.
check for the ultimate limit state for
In 1998, a comparison using one
Unbonded tendons are usually used
total capacity as a well as a check for
design example was done between
in an ungrouted cell, but they can be
a service load (safety) limit state.
the prestressed masonry standards
used in a grouted cell of the masonry
for five countries (Biggs and Ganz ).
provided the tendon can slip.
While the ultimate limit check
1
consistent
The variability in answers was sig-
For most walls, tendons are placed
between country codes, the service-
nificant. Perhaps it’s time to update
in the center of the walls to accom-
ability checks take several forms. For
the comparison using many examples
modate out-of-plane loads in both di-
example, Eurocode 6 (BS EN 1996-
and all the current country codes and
rections. When the wall deflects due
1-1: Rules for Reinforced and Un-
standards.
to out-of-plane loadings, laterally-re-
procedure
is
relatively
reinforced masonry: 2005) requires
strained tendons are not free to move
CONSTRUCTION
laterally in the masonry. This restraint
masonry be checked for allowable
Masonry post-tensioning is applied
is accomplished by grouting the ten-
stresses using service level loads us-
through the use of tendons, usually
dons in the cells of the masonry or
ing flexural effects only, no axial ef-
steel bars or strands, within the hol-
by utilizing tendon positioners at the
fects.
low cells of the masonry units.
An-
quarter points over the length of the
effects are evaluated under the ul-
chored top and bottom for walls, these
tendon. By keeping the tendon cen-
timate limit state. Earlier standards
tendons affect the performance of the
tered in the wall, the post-tensioning
that walls designed with prestressed
Combined axial and flexural
136 | CONCRETO & Construções
TENDON DEFLECTS WITH WALL
Grouting is always a major en-
States standards require the tendon
deavor and expense for masonry con-
design include up to 35% losses
struction. It also contributes largely
when used in concrete masonry and
to the carbon footprint of a masonry
up to 25% losses in clay masonry.
building. So, eliminating grout when-
Other international codes have similar
ever possible has a desirable environ-
requirements.
mental and cost impact. Since most UNDEFLECTED WALL
DEFLECTED WALL
u Figura 1a Laterally restrained
post-tensioned masonry walls are
TENDON PROTECTION
designed and constructed as partially
Corrosion protection is essential
reinforced walls, the system naturally
for tendons exposed to moisture wet-
has these benefits.
ting or high humidity.
In single leaf
While using post-tensioning has
walls, unbonded tendons are most
the ability to reduce the grout re-
susceptible to corrosion due to a lack
force always remains concentric to
quired, that benefit sometimes comes
of grout protection in the masonry unit
the section (Figure 1a).
at a cost to performance. Research-
cells. Therefore, tendon protection is
tendons
ers are continuing to evaluate post-
usually supplied by coating the ten-
are free to move sideways in the wall
tensioned masonry shear walls for
dons with a material that will perform
as the masonry deflects (Figure 1b).
lateral effects due to seismic forces.
under tension, encapsulating the ten-
The movement results in an eccentric
Many buildings codes, such as those
don in a smooth sleeve, or both.
force on the section. This eccentric
in the United States, require mild-
force reduces the section capacity
reinforcement grouted in place to
and decreases the buckling capacity
supplement the post-tensioning to
USES OF POST-TENSIONING IN MASONRY
of the wall. So for the same amount
enhance seismic performance. That
While
of post-tensioning, a laterally-unre-
supplemental reinforcement and grout
was first developed for the construc-
strained tendon will not be as efficient
add cost and time. The goal of future
tion of new walls, the technology has
in strengthening a wall as a laterally-
research should be to minimize the
been extended to other applications.
restrained tendon.
need for grouted reinforcement.
In the following section, we will dis-
Laterally-unrestrained
For some designs, it is beneficial
post-tensioned
masonry
cuss various applications of post-
to place the tendons eccentric to the
TENDON LOSSES
tensioned masonry that have created
section.
For eccentric designs, the
Since the tendons are the primary
many new opportunities for masonry
engineer must evaluate both out-of-
reinforcement for the masonry, engi-
plane directions.
neers must be able to count on their
The discussion re-
garding tendon restraint still applies.
CENTER OF TENDON DOESN’T SHIFT
UNDEFLECTED WALL
DEFLECTED WALL
u Figura 1b Laterally unrestrained
construction.
ability to maintain the post-tensioning
WALLS - OUT-OF-PLANE EFFECTS
force over time.
Therefore, building
Post-tensioning is an ideal system
codes require that engineers design
for designing new masonry walls for
post-tensioning with a reduced ten-
out-of-plane loadings whereby flex-
don capacity that accommodates
ural effects are dominant. Greater
long-term losses. These losses can
economy is derived for designs that
be attributed to such effects as creep
are wind-dominated versus those that
of the masonry, anchorage seating
are seismically-dominated. Hopefully,
losses, thermal changes on tendons
greater research will find new meth-
and masonry, and moisture changes
ods for improving the performance of
within the masonry.
seismic designs.
Only moisture
growth of clay masonry has a com-
In new construction, it is relatively
pensating effect on the tendon losses.
easy to construct walls with laterally-
When using post-tensioning, United
restrained tendons using high strength CONCRETO & Construções | 137
bars or strands. Laterally-restrained tendons are generally preferred for walls exposed to out-of-plane loadings because the walls have a better flexural performance compared to walls utilizing unrestrained tendons. Figure 2 shows a school building that was first designed using conventional reinforced masonry and later re-designed at the request of the masonry contractor to use post-tensioned masonry. The contractor was a first-time user of post-tensioning and found significant economy in the construction from reduced grouting.
u Figura 2 School with post-tensioned masonry walls
Based upon successes with new construction,
post-tensioning
has
also been extended for use in rein-
both the interior face of the walls and
to access the existing open cells of
the roof edge.
the hollow masonry.
forcing existing masonry walls for out-
Most will recognize this last repair
of-plane loadings. Figure 3 shows a
method to be a variation on the center
WALLS - IN-PLANE EFFECTS
building with concrete masonry (CMU)
core method. For that method, a core
Post-tensioned
structural walls and a clay brick ve-
hole is drilled from the top down into
walls present an opportunity for more
neer that was strengthened using
the center of solid masonry.
After-
research. Similar to conventionally re-
post-tensioning to resist high winds.
ward, mild reinforcement is inserted
inforced masonry walls that are partially
In the design, it was decided to use
and grouted into the core to provided
grouted, post-tensioned masonry walls
unbonded, laterally-unrestrained ten-
added strength for out-of-plane and
have some challenges to be overcome.
dons.
possibly in-plane loads.
However,
Researchers do not yet fully agree on
cells of the CMU through cuts made
some creative engineers have also
the effects of partial grouting under
into the CMU. The tendons were
used post-tensioning techniques with
seismic loading on reinforced masonry.
placed in short sections, spliced, and
the center core method with good
Adding post-tensioning compounds
anchored top and bottom. This repair
success. In the previous repair meth-
the shear problem associated with
process is well suited to one-story
od, there was no need to drill a core
partial grouting by adding compres-
buildings where there is access to
hole. Instead the contractors needed
sion and increasing toe pressures due
They were placed into open
u Figura 3 Existing building (a); Interior view of access ports for post-tensioning (b); top of wall anchor (c) (Photographs: Scott Walkowicz, Walkowicz Engineers)
138 | CONCRETO & Construções
masonry
shear
u Figura 5 Arched roof and multi-leaf walls with eccentric post-tensioning (Photograph and figure: Malcolm Phipps)
u Figura 4 Sound barrier wall being post-tensioned (Photograph: David Woodham, Atkinson Noland Assoc.) to overturning effects. Some researchers have expressed a concern that the post-tensioning force increases the chance of buckling on the ends of the partially grouted shear walls. So, current US standards in high seismic zones currently require that post-tensioned shear walls also be fully grouted with supplemental mild reinforcement until new research provides a better solution for the performance of partially grouted walls.
RETAINING WALLS AND SOUND BARRIER WALLS
must be properly waterproofed on the
leaf units that are rectangular, multi-
earth side.
leaf walls can be created with variable
While most building walls are
section profiles to utilize the geometry
post-tensioned concentrically, that
of the wall section to greater effect.
need not be the case for all walls. It
Figure 5 shows a project in England
is more reasonable to post-tension
where an historic roof structure was
a retaining wall to better accommo-
saved and placed on new brick walls.
date the overturning of the wall due
The outward thrust at the top of the
to earth loads.
sidewalls that was produced by the
Figure 4 shows one highway bar-
arch-shaped roof structure is resisted
rier wall under construction. The ten-
by the eccentric tendons in the multi-
dons are concentric due to wind and
leaf wall. That eccentricity of the ten-
seismic loads. Vehicle impact loads
dons coupled with a geometric cross-
need to accounted for in only one
section with an eccentric centroid was
direction.
used for structural advantage.
This
highlights a significant advantage of
GEOMETRIC WALLS
masonry over other materials in being
While most masonry post-tension-
able to create geometric sections with
ing is used in walls built with single
multi-leaf walls.
These walls are again ideal for post-tensioning because they are primarily flexure-dominated with little concerns for in-plane shear. They are found on retaining walls, wing walls of bridges and sound barriers. The design is relatively straightforward. However, the corrosion protection of the tendons is most important. The walls must be properly flashed and drained. In addition, retaining walls
u Figura 6 Prefabricated wall panel with vertical post-tensioning
CONCRETO & Construções | 139
u Figura 7 4 Dry stack CMU with vertical post-tensioning (Photograph: Dominic Cerrato, Cercorp)
PREFABRICATED WALLS
units as a formwork to fill the cells with
only for mortared systems. Currently,
World-wide, prefabrication is on
grout and reinforcement.
However,
The Masonry Society is developing a
this rise throughout the construction
not all dry stack systems require full
“Design Guidelines for Dry Stack Ma-
industry.
The masonry segment of
grouting. For example, Figure 7 shows
sonry” that will be a useful tool but will
the prefabrication market is still in its
a residence that was constructed in a
not be code. Engineers will have to
infancy. There have been regional at-
high wind zone in the United States
request special permission from the
tempts at prefabrication in the United
with a dry laid masonry system that
local building official to use a dry stack
States since the 1960s. In the past
uses vertical post-tensioning without
masonry system until codification is
decade, we have seen several new at-
grouting the cells.
developed.
tempts inventive ways to prefabricate
shaped unit are fabricated to provide
masonry wall panels.
lateral restraint to the tendons once
The patented A-
HORIZONTAL POST-TENSIONING
Figure 6 shows a building brick
the wall is completed. Supplemental
In the United States in the 1950s
wall panel with two windows be-
vertical mild reinforcement and grout-
and 1960s, the use of concrete ma-
ing moved. The panel is convention-
ing are minimized.
sonry panels using mild reinforce-
ally reinforced in the top and bottom
Dry stack systems are not in-
ment and special masonry units was
course and at the edges. It also has
cluded in the US masonry standard
popular. These prefabricated panels
vertical post-tensioning in the pier ar-
(TMS 402) because that standard is
were used as floor and roof systems.
eas to minimize stresses during lifting and handling as seen in the sketch of a three window panel. Some panels are prefabricated with horizontal posttensioning near the bottom course to again facilitate lifting and handling. So, we have seen post-tensioning primarily being used in prefabricated masonry panels as an aid to improve handling the panels without causing cracking.
DRY STACK WALLS Mortarless masonry (dry stack) is used in various regions of the world to construct walls. Many of the available mortarless systems use the dry laid 140 | CONCRETO & Construções
u Figura 8 Cross-section of Dox plank (Credit historical data)
LESSONS LEARNED FROM DEVELOPING A MASONRY STANDARD FOR POST-TENSIONING 1 – Producing any new masonry standard by committee is difficult. An excellent series of state of-the art papers on prestressed masonry was prepared by Schultz and
u Figura 9 Roof plank with horizontal post-tensioning (Photograph: Dave Muirhead)
Scolforo 2, 3, 4. These papers gave the committee the resources to begin its work in the 1990s.
They could be constructed either with
During the damage assessment,
2 – The code development process
a composite concrete topping or not.
it became clear that the original Dox
in the United States (American
Constructed flat, the mild reinforce-
planks sagged due to creep deflec-
National Standards Institute pro-
ment was set into channels on the
tion.
The planks were 20cm thick,
cedures) requires consensus and
lower face of special blocks or in the
had no topping, and spanned 7.6m.
adds a lot of time compared to
head joints of standard units.
Ge-
So, the challenge was to provide the
some countries where standards
nerically, prefabricated panels were
appearance of the existing planks, but
are developed by a committee of
known as Dox planks taken from the
with a stronger, stiffer section.
scholars and then adopted direct-
name of the most popular system.
choice was made to use a prefabri-
Dox planks were discontinued in the
cated panel reinforced with post-ten-
3 – Research on the topic of post-
1970s with the introduction of prefab-
sioning. The masonry units selected
tensioned masonry has occurred
ricated, prestressed concrete planks.
were 25cm thick with a 5cm topping
in several countries by only a few
Figure 8 shows a cross-section of a
slab. See the recess in Figure 9 for
published researchers. Because
Dox plank.
the topping.
In addition, the panel
those international researchers
On occasions, there is still a need
was cambered for dead load. The ten-
were willing and able to share
to recreate masonry Dox planks. Fig-
dons were placed near the bottom of
their work, the US masonry com-
ure 9 shows a prefabricated roof panel
the CMU cells and laterally-restrained
mittee was able to obtain enough
being lifted. One photograph is inside
with grout plugs. Since there are no
data to develop a standard.
the fabrication shop and the other is
standards in the United States for hor-
That professional cooperation is
at the site. The panel is a replacement
izontally post-tensioned elements, the
continuing.
for a roof section of Dox planks from a
design used aspects of the current
4 – Acceptance by American engi-
school that was originally constructed
masonry standard wall provisions,
neers to post-tensioned masonry
in the 1960s.
precast concrete slab provisions, and
has been slow since few univer-
first principles.
sities teach masonry, in general,
The overhang of the
building is constructed with AAC.
The
ly by agencies.
The structural portion of the plank is
Currently in the United States, the
and almost none teach masonry
CMU. The replacement is to repair
Prestressed Masonry Subcommittee
post-tensioning. Therefore, few
a roof section damaged by a falling
of the Masonry Standards Committee
projects are ever designed as
tree during a wind storm. Since the
(TMS 402) is developing code provi-
post-tensioned masonry for pub-
Dox planks in the building are archi-
sions for post-tensioning horizontal el-
lic bidding.
tecturally exposed showing the CMU
ements. New research from Medellín,
5 – The limited amount of post-ten-
jointing on the underside, the decision
Columbia is providing some useful data
sioned masonry designs by engi-
was made to replicate the appear-
helpful in the development of design
neers results in limited opportuni-
ance of the original Dox planks for the
criteria for post-tensioning masonry ele-
ties for contractors as well. A few
replacement.
ments including beams and panels.
industrious masonry contractors CONCRETO & Construções | 141
have discovered the benefits of
tool to solve some unique engineer-
The Masonry Society’s Masonry De-
using post-tensioning and pro-
ing projects where precast concrete
signers Guide has similar design infor-
mote its use with their privately
might otherwise be used as a second
mation (www.masonrysociety.org).
negotiated clients. However with-
choice alternative.
ACKNOWLEDGEMENTS
out many publicly bid projects,
For more technical information and
there is no concerted effort to
example calculations on post-ten-
Hans R. Ganz of VSL Corpora-
train masons in the technology.
sioned masonry in the United States,
tion for his research and guidance
refer to NCMA TEK Notes “14-20A ,
throughout the US code development
Post-tensioned Masonry Wall Design”
for post-tensioned masonry. Profes-
SUMMARY Post-tensioning
masonry
has
and “3-14, Post-tensioned Concrete
sor Arturo Schultz of the University of
many benefits and many opportuni-
Masonry Wall Construction”.
These
Minnesota for his review and thought-
ties to expand the overall use of ma-
documents are available free as down-
ful comments, and his on-going re-
sonry.
loads at www.ncma.org. In addition,
search on prestressed masonry.
It also is useful as a design
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FSB
[01] Biggs, D.T. and Ganz, H.R., “The Codification of Prestressed Masonry in the United States”, Proceedings, Fifth International Masonry Conference, London, UK, October 1998, pp. 363-366 [02] Schultz, A.E. and Scolforo, M.J., “An Overview of Prestressed Masonry,” TMS Journal, Vol. 10, No. 1, pp. 6-21, The Masonry Society, Longmont, CO, 1991. [03] Schultz, A.E. and Scolforo, M.J., “Engineering Design Provisions for Prestressed Masonry, Part 1: Masonry Stresses,” TMS Journal, Vol. 10, No. 2, pp. 29-47, The Masonry Society, Longmont, CO, 1992. [04] Schultz, A.E., and Scolforo, M.J., “Engineering Design Provisions for Prestressed Masonry, Part 2: Steel Stresses and Other Considerations,” TMS Journal, Vol. 10, No. 2, pp. 48-64, The Masonry Society, Longmont, CO, 1992.
para escrever a história de um país, é preciso cuidar dele.
Para um país crescer, é preciso investimento. Mas é necessário também pensar no meio ambiente, na sociedade e nas futuras gerações. A indústria do cimento investe em qualidade e utiliza as tecnologias mais avançadas para promover um desenvolvimento sustentável. Colabora ainda para tornar o meio ambiente mais limpo com o co-processamento: a destruição de resíduos industriais e pneus em seus fornos. Onde tem gente tem cimento.
142 | CONCRETO & Construções
u entendendo o concreto
Projeto e cálculo de uma viga isostática de concreto protendido – Parte II EVANDRO PORTO DUARTE ANDRÉ REIS BRUNO GUIMARÃES Portante Engenharia
GERALDO FILIZOLA Cerne Engenharia
N
a edição anterior foi mostrado como se calcula as tensões e as perdas imediatas de protensão, são elas: perda por atrito, perda por acomodação da ancoragem e perda por deformação imediata do concreto. Nesta segunda etapa serão apresentadas as perdas lentas (fluência, retração e relaxação do aço), quadro de tensões para o ELS e verificação da ruptura para flexão e cisalhamento.
f c ( t0 )
@ b1 = 0,82
ì
Eci 28
1
ü
ì
û ïþ
ïî
1
ü
b1 = e ïís éê1-(28 t ) 2 ùú ïý = e ïí0,2 éê1-(28 7 ) 2 ùú ïý = 0,82
Onde:
Ep
[86]
[82] ïî ë
ap =
[85]
Sendo:
fc ( t¥ )
e) Perda por deformação lenta ou fluência do concreto
D s c (t , t0 ) = α p ´ j (t , t0 )´ s c , p 0 g
é f (t ) ù ja = 0,8 ê1 - c 0 ú = 0,8 [1 - 0,82] = 0,144 êë f c (t¥ )úû
ë
û ïþ
[87]
(t=7dias e s=0,2, para concreto de cimento CPV-ARI, de
=
200000 = 6,52 5600 30
[83]
acordo com o item 12.3.3 NBR 6118:2014).
j f ¥ = j1c ´ j2c = 2,5 ´ 1,37 = 3,425
ϕ(t ,t0 ) – coeficiente de fluência do concreto no instante t para protensão e carga permanente, aplicados no instante t 0 ; s c , p 0 g – tensão no concreto, adjacente ao cabo equivalente, provocado pela protensão e pela carga permanente mobilizada no instante t0 , sendo positivo se for de compressão. De acordo com o item A.2.2.3 da NBR 6118:2014,
[88]
Sendo (Figura 11):
j1c = 2,5
[89]
tem-se a admissão da fluência. (Para 70% de umidade e abatimento de 10-15cm - Tabela
j (t , t0 ) = ja + j f ¥ ëé b f (t ) - b f (t0 )ûù + jd¥ b d
[84]
A1, NBR 6118:2014).
CONCRETO & Construções | 143
[98]
[99]
[100]
u Figura 11 Perímetro da peça em contato com o ar [101]
j2c =
42 + h fic 20 + h fic
h fic = g
=
42 + 40 = 1,37 20 + 40
[90] Para
2 Ac 2 ´ 0,61 = 1, 45 ´ = 0, 40m uar 4,38
t = 10000 dias [102]
[91] Para
t = 7 dias
70 ö æ uar = ç 20 + 47,8 + 55 + 31,3 + 30 + ÷ ´ 2 = 438cm = 4,38m [92] 2ø è
[103]
Esses parâmetros também podem ser obtidos através do
g = 1+ e
(-7,8+ 0,1u )
= 1+ e
(-7,8+ 0,1´70 )
= 1, 45
[93]
ábaco da figura A2 da NBR6118:2014.
[104]
Ac = 0,61m ²
[94] [105] [95] [106]
b f (t ) - b f (t0 ) = 0,98 - 0,19 = 0,79
[96] Para a seção 1:
Sabendo que:
[107] [97]
144 | CONCRETO & Construções
Para a seção 3:
[108] [119]
[109] [120]
[110] [121]
[111] [122]
[112] [123] Para a seção 2:
[124]
[113]
Para a seção 4:
[114] [125]
[115] [126]
[116] [127]
[117] [128]
[118] [129]
CONCRETO & Construções | 145
[130]
[141]
Para a seção 5:
[142] [131]
f) Retração
[132] [143]
[133] [144]
[134] [145]
[135] [146]
[136]
(Baseado na tabela A1 da NBR 6118:2014, considerando umidade=70% e abatimento de 10-15).
Para a seção 6:
[147] [137] [148] [138] [149] [139]
[140]
146 | CONCRETO & Construções
Sabendo que:
[150]
g) Relaxação do aço
[151] [161]
[152]
Admitindo-se:
[162] [153]
Para o aço CP190RB,
[163] [154] De acordo com tabela 8.4 da NBR6118:2014,
[164]
[155]
Para
t = 10000 dias
[165] [156]
Para
[166]
t = 7 dias [157]
Seções de 1 a 6,
[167]
Esses parâmetros também podem ser obtidos através do ábaco da figura A3 da NBR6118:2014.
[158]
h) Perdas em conjunto
[168] [159] [169] Seções de 1 a 6,
[160] [170]
CONCRETO & Construções | 147
[171]
[182]
Para a seção 2:
[172] [183]
[173] [184]
[174] [185]
αp =
Ep Eci ,28
=
200000 = 6,52 5600 30
[175] [186]
[176] [187] Para a seção 1:
[177]
[188]
Para a seção 3:
[178] [189]
[179] [190]
[180] [191]
[181] [192]
148 | CONCRETO & Construções
σf
Perdas lentas
Perdas imediatas
u Quadro 13 – Resumo das perdas S1 (MPa)
S2 (MPa)
S3 (MPa)
S4 (MPa)
S5 (MPa)
S6 (MPa)
Após perda por atrito
1406
1398
1390
1382
1371
1355
Após perda por cravação
1286
1294
1302
1310
1321
1337
Após perda por def. imed.
1265
1272
1278
1282
1285
1297
Perda por fluência
152
150
151
161
190
212
Perda por retração
-96
-96
-96
-96
-96
-96
Perda por relaxação
88
88
88
88
88
88
∑ (fluên. + retr. + relax.)
-336
-334
-335
-345
-374
-396
Perda em conjunto
-291
-288
-282
-281
-292
-303
σp imediata + ∆σ perda conjunto
974
984
996
1001
993
994
Para a seção 5:
[193] [201]
[194] [202] Para a seção 4:
[195]
[203]
[196]
[204]
[197]
[205]
[198]
[206]
Para a seção 6:
[199] [207]
[200]
CONCRETO & Construções | 149
[208]
[217]
[209]
[218]
Seção 3:
[210] [219]
[211] [220]
[212] [221] Logo, os valores das tensões depois das perdas imediatas e a queda devido às perdas lentas nas seções são as do
Seção 4:
Quadro 13.
[222]
i) Tensões de protensão
i 1) Depois das perdas imediatas e valores provenientes das perdas lentas
[223]
Seção 1:
[213]
[224]
Seção 5:
[214] [225]
[215] [226] Seção 2:
[216]
150 | CONCRETO & Construções
[227]
Seção 6:
[238] [228]
[239] [229] Seção 3:
[230]
[240]
Dados da seção:
[241] [231]
[242]
Valores das tensões:
Seção 1:
[232]
[243]
Seção 4:
[233] [244]
[234] [245]
[235] [246] Seção 2:
[236]
[247]
Seção 5:
[237] [248]
CONCRETO & Construções | 151
u Quadro 14 – Quadro de tensões S1 (MPa)
S2 (MPa)
σi
Σσi
σs
Σσs
σi
Σσi
σs
Σσs
pp
0,00
0,00
0,00
0,00
-2,58
-2,58
2,21
2,21
proti
7,26
7,26
7,26
7,26
10,51
7,93
4,54
6,75
sp
0,00
7,26
0,00
7,26
-1,35
6,58
1,16
7,91
sa
0,00
7,26
0,00
7,26
-3,38
3,20
2,90
10,81
perdas
-1,67
5,59
-1,67
5,59
-2,38
0,82
-1,03
9,78
σi
Σσi
σs
Σσs
σi
Σσi
σs
Σσs
pp
-4,59
-4,59
3,94
3,94
-6,03
-6,03
5,17
5,17
proti
14,04
9,45
1,58
5,52
17,08
11,05
-0,98
4,19
sp
-2,41
7,04
2,06
7,58
-3,16
7,89
2,70
6,89
sa
-6,01
1,03
5,15
12,73
-7,89
0,00
6,76
13,65
perdas
-3,10
-2,07
-0,35
12,38
-3,75
-3,75
0,21
13,86
S3 (MPa)
S4 (MPa)
S5 (MPa)
S6 (MPa)
σi
Σσi
σs
Σσs
σi
Σσi
σs
Σσs
pp
-6,89
-6,89
5,91
5,91
-7,18
-7,18
6,16
6,16
proti
20,12
13,23
-3,55
2,36
21,57
14,39
-4,66
1,50
sp
-3,61
9,62
3,09
5,45
-3,76
10,63
3,22
4,72
sa
-9,01
0,61
7,72
13,17
-9,39
1,24
8,05
12,77
perdas
-4,57
-3,96
0,81
13,98
-5,04
-3,80
1,09
13,86
[249]
[254]
[250]
[255]
[251]
j) Quadro final de tensões
Assim, apresentam-se no Quadro 14 os valores finais Seção 6:
de tensões. Lembrando que a classe de agressividade ambiental
[252]
considerada foi CCA II e a protensão é pós-tração. Então, de acordo com tabela 13.4 (NBR6118:14), a exigência de durabilidade relacionada à fissuração e a proteção da armadura é ELS-W wk≥0,2mm. Sendo este verificado pela
[253]
152 | CONCRETO & Construções
combinação frequente.
Os carregamentos são classificados pelas ações da se-
As tensões de protensão no bordo inferior na fase
guinte forma:
21MPa , pp + 1,1× prot i devem estar limitadas a 0, 7 × fck =
u Peso próprio (permanente direta);
onde a maior compressão nesta etapa foi para seção S6:
u Sobrecarga permanente (permanente direta); u Protensão (permanente indireta);
[257]
u Sobrecarga acidental (variável direta); u Perda de protensão (permanente indireta).
Com os dados obtidos do quadro de tensões, analisa-se para a combinação.
[258]
Quase permanente (Quadro 15).
[256] [259] Como pode se observar, o menor valor encontrado é Fd ,ser = 1,5 MPa . Ou seja, a peça encontra-se comprimida para tal combinação. O maior valor encontra-
[260]
do é de Fd ,ser = 14,39 MPa , que é inferior ao valor de
0,5 fck = 0,5 × 30 = 15 MPa .
u Quadro 15 – Quadro de tensões para combinação quase permanente S1 (MPa)
S2 (MPa)
σi
Σσi
σs
Σσs
σi
Σσi
σs
Σσs
pp
0,00
0,00
0,00
0,00
-2,58
-2,58
2,21
2,21
proti
7,26
7,26
7,26
7,26
10,51
7,93
4,54
6,75
sp
0,00
7,26
0,00
7,26
-1,35
6,58
1,16
7,91
sa
0,00
7,26
0,00
7,26
-1,01
5,57
0,87
8,78
perdas
-1,67
5,59
-1,67
5,59
-2,38
3,19
-1,03
7,75
σs
Σσs
S3 (MPa)
S4 (MPa)
σi
Σσi
σs
Σσs
σi
Σσi
pp
-4,59
-4,59
3,94
3,94
-6,03
-6,03
5,17
5,17
proti
14,04
9,45
1,58
5,52
17,08
11,05
-0,98
4,19
sp
-2,41
7,04
2,06
7,58
-3,16
7,89
2,70
6,89
sa
-1,80
5,24
1,55
9,13
-2,37
5,52
2,03
8,92
perdas
-3,10
2,14
-0,35
8,78
-3,75
1,78
0,21
9,13
S5 (MPa)
S6 (MPa)
σi
Σσi
σs
Σσs
σi
Σσi
σs
Σσs
pp
-6,89
-6,89
5,91
5,91
-7,18
-7,18
6,16
6,16
proti
20,12
13,23
-3,55
2,36
21,57
14,39
-4,66
1,50
sp
-3,61
9,62
3,09
5,45
-3,76
10,63
3,22
4,72
sa
-2,70
6,92
2,32
7,77
-2,82
7,81
2,42
7,14
perdas
-4,57
2,35
0,81
8,57
-5,04
2,77
1,09
8,22
CONCRETO & Construções | 153
u Figura 12 Seção simplificada Atende à compressão para combinação rara, já que
17, 6 MPa ≤ 21 MPa .
u Figura 14 Tensão (MPa) x deformação do aço de protensão usuais de flexão no ELU para fazermos a verificação desta peça, já que o predimensionamento foi feito no ELU de utilização. ELU: combinação última normal
k) Estados limite último para flexão
[261]
No estado da arte atual as peças de concreto armado e de concreto protendido têm o mesmo tratamento no estado limite último, sendo tratadas como concreto estrutural. Podemos fazer o mesmo dimensionamento através deste estado limite último, porém admitimos que didaticamente é
Como só há uma ação variável, a 2ª parcela entre colchetes é destacada. De acordo com a tabela 11.1 da NBR 6118:2014, a carga permanente para peças pré-moldadas pode ser reduzida para 1,3. Portanto, temos a seguinte combinação:
mais visível fisicamente, para os iniciantes no tema, o modo de predimensionar a peça de concreto protendido no estado elásti-
[262]
co. A partir desta visão poder-se-á percorrer o dimensionamento de uma peça qualquer em um estado qualquer de fissuração no ELU com uma visão melhor deste comportamento. No caso presente de uma viga normalmente armada po-
[263]
demos de um modo prático tirar partido imediato das tabelas
Para este exemplo viabilizar vamos adotar um f ck = 35MPa . Cálculo do pré-alongamento da armadura:
[264]
Deformação para a seção s6 (Figuras 12, 13 e 14). Tentativa de giro da seção: Escolha de x = 22,5cm :
u Figura 13 Deformada última da seção
154 | CONCRETO & Construções
[265]
[274]
[275]
u Figura 15 Seção Tê
[276]
Deformação final do aço:
[266]
[277]
[267]
[278]
Logo, precisa-se de aço doce:
[268] [279] Tentativa para x = 30, 0cm (Figura 15). Deformação final do aço: Adotar armadura mínima de aço CA-50.
[269] [280]
[270] [281] Sendo:
[271]
[282]
então,
[283] [272] Adotamos:
[273]
[284]
CONCRETO & Construções | 155
Na prática, podemos fazer o cálculo simples, da cunha de tração, para verificar se os resultados obtidos são coerentes (Figura 16). Os dados considerados foram do quadro final de tensões.
[285]
[286]
u Figura 16 Cunha de tração
Equivale à:
Cortante de protensão:
[287] [294] l) Estados limite último para cisalhamento
Seção s1:
[295] [288]
[296]
[289]
[290]
[297]
- Cortante de protensão: Inclinação do lado médio:
[298] [291]
Tensão média nos cabos após todas as perdas:
[299] [292] Verificação compressão biela:
[293]
156 | CONCRETO & Construções
[300]
Admitindo 1 cabo
[301] [311]
[302] [312]
[303]
Não é necessário armadura aço doce,mas é sempre recomendável. Cálculo da armadura:
[313]
[304] Logo,
[305]
[314]
Quando,
[315]
[306] No apoio:
, devem ser descontadas as bainhas
[307]
[316]
[308]
[317]
[309]
[318]
Condição atendida! É lícito usar altura no meio do vão. Deve-se verificar se existe armadura na borda tracionada que atende o item 17.4.1.2.2 da NBR 6118:2014.
[319]
Item 17.4.1.2.2.
[320] [310]
CONCRETO & Construções | 157
Adotamos:
[321] [331]
[322]
Seção s2:
[332]
Adotando:
[323] [333] , para calcular a armadura necessária, então:
[334]
[324]
- Cortante de protensão:
[325]
Inclinação do lado médio:
[335]
Para estribos verticais,
[326]
Tensão média nos cabos após todas as perdas:
[336]
logo:
[327] [337] Cálculo da armadura mínima: Cortante de protensão:
[328] [338]
[329] [339]
[330] [340]
158 | CONCRETO & Construções
[341]
[352]
[342]
[353]
Condição atendida!
[343]
É lícito usar altura no meio do vão. Deve-se verificar se existe armadura na borda tracionada que atende o item 17.4.1.2.2 da NBR 6118:2014.
Verificação compressão biela:
Item 17.4.1.2.2
[344]
[354]
Admitindo 1 cabo,
[345] [355]
[346] [356]
[347]
Não é necessário armadura aço doce,mas é sempre recomendável. Cálculo da armadura:
[348]
[357]
Logo,
[349] [358] Quando
[350]
[359]
, devem ser descontadas as bainhas
[360] [351]
CONCRETO & Construções | 159
[361]
[373]
[362]
[374]
[363]
[375]
Adotando
[364] [376]
[365]
para calcular a armadura necessária, então:
[377] [366] [378] [367]
Para estribos verticais:
[379] [368] logo:
[369]
[380]
Adotamos:
[370] [381]
[371]
m) Armadura de pele
Segundo ítem 17.3.5.2.3 da NBR6118:2014, a armadura
[372] 160 | CONCRETO & Construções
lateral mínima deve ser 0,10% da área de concreto da alma.
u Quadro 17 – Resumo dos ferros Ø
Comprimentototal (m)
Peso total (Kg)
16,0
196
309
10,0
652
402
8,0
1076
424
6,3
336
82
Peso total
1.217 kg
n) Índices da peça de concreto protendido
– Volume de concreto:
u Figura 17 Detalhamento da armadura
[386]
As pele =
0,10 ´ Ac ,alma 100
[382]
– Fôrma:
[387] [383] – Aço duro:
[384]
[385]
[388]
– Aço doce (Figura 17 e Quadros 16 e 17) – Fôrma:
[389]
u Quadro 16 – Lista de ferros
CA-50
Aço
Ø
Q
10,0
Comprimento Un. (cm)
Total (m)
6
2800
168
8,0
10
2800
280
16,0
7
2800
196
6,3
12
2800
336
8,0
173
260
450
10,0
173
280
484
8,0
173
200
346
– Aço duro:
[390]
– Aço doce:
[391]
CONCRETO & Construções | 161
o) Conclusão
do cálculo do Esforço Cortante no ELU, ainda assim a resposta final de armação, bitola e espaçamento
A seguir iremos efetuar algumas conclusões relati-
não ficou diferente.
vas ao trabalho ora apresentado, tendo em vista que
u O grande “intuito deste trabalho“ foi o de dar ao usu-
o intuito principal foi o de atualizar um trabalho ante-
ário de programas de cálculo automático de vigas
riormente realizado à luz da antiga Norma Brasileira de
protendidas a noção de como internamente funciona
20 anos atrás. Adotamos os mesmos carregamentos e
tal dimensionamento. Podendo o usuário efetuar cál-
a mesma viga, apenas melhorando um pouco a capa-
culos parciais e verificar ao longo do desenvolvimen-
cidade resistente do concreto, a fim de poder também
to do programa os resultados e suas coerências.
comparar a evolução de dimensionamento tanto no
u No caso da necessidade de entendimento e da for-
ELS quanto no ELU ao longo do tempo de modificação
ma de cálculo das peças, o leitor poderá avaliar, en-
da Norma.
tender e questionar os passos a serem utilizados no
u Tendo em vista este trabalho ter sido realizado em
cálculo de uma viga isostática de concreto proten-
função de nossa Norma ter sido atualizada ao longo
dido, aproveitando esta sequência para o comple-
destes últimos 20 anos, podemos avaliar que o di-
to entendimento do comportamento dos programas
mensionamento das armaduras de aço duro e de aço
existentes no mercado, já que no presente momen-
doce modificaram-se pouco.
to não faz mais sentido o cálculo manual de peças
u Tendo sido razoavelmente modificada a verificação
em concreto.
u REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento, NBR6118, ABNT, Rio de Janeiro, 238p, 2014.
ǧ
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CONCRETO & Construções | 163
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