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EDIFCIO EM

VERIFICAO

ANO LETIVO

CONSERVAO E

DIFCIO EM ALVENARIA DE PEDRA DO SC. XIX

ERIFICAO ESTRUTURAL E PROPOSTAS DE INTERVENO

DOCENTE HUGO F. RODRIGUES

AUTORES NGELA GRAZINA 2110599

NUNO ALMEIDA 2110760 SUSANA RIBEIRO 2110421

ETIVO 2013/2014 2 SEMESTRE

ONSERVAO E REABILITAO DE E

EDIFCIOS

2

NDICE 1| Introduo ................................................................................................................................................ 4

2| Objetivo .................................................................................................................................................... 4

3| Descrio dos Elementos Estruturais ....................................................................................................... 4

4| Condicionantes ......................................................................................................................................... 4

5| Verificao de segurana dos elementos estruturais .............................................................................. 5

5.1_Laje do 1 Piso .................................................................................................................................... 5

5.1.1_Quantificao de Aes .............................................................................................................. 5

5.1.2_Combinao de Aes ................................................................................................................. 6

5.1.3_Modelo de Clculo ...................................................................................................................... 7

5.1.4_Esforos ....................................................................................................................................... 8

5.1.5_Verificao da Segurana ............................................................................................................ 8

5.2_Parede Exterior .................................................................................................................................. 9

5.2.1_Quantificao de Aes .............................................................................................................. 9

5.2.2_Modelo de Clculo, Tenses e Esforos .................................................................................... 10

5.2.3_Verificao da Segurana .......................................................................................................... 10

5.3_Asna da Cobertura ........................................................................................................................... 11

5.3.1_Quantificao de Aes e Modelo de Clculo .......................................................................... 11

5.3.2_Esforos ..................................................................................................................................... 11


6| Proposta de interveno ........................................................................................................................ 13

6.1_Proposta Adotada ............................................................................................................................ 17

6.2_Verificaes ...................................................................................................................................... 17

6.2.1_Quantificao de Aes ............................................................................................................ 17

6.2.2_Combinaes de Aes ............................................................................................................. 17


7| Recomendaes ..................................................................................................................................... 21

8| Concluso ............................................................................................................................................... 21

9| Anexos .................................................................................................................................................... 22

9.1_Anexo 1_Relatrio de Inspeo ....................................................................................................... 22

10| Bibliografia ........................................................................................................................................... 23

11| Declarao de Originalidade ................................................................................................................ 24

3

NDICE DE FIGURAS

Fig. 1_Planta estrutural do Piso 1 Painel de pavimento selecionado ........................................................ 6

Fig. 2_Modelo de clculo do pavimento Viga e rea de influncia ........................................................... 7

Fig. 3_Seco considerada ............................................................................................................................ 7

Fig. 4_Momento mximo no pavimento ...................................................................................................... 8

Fig. 5_Influncia do Ksys ................................................................................................................................. 8

Fig. 6_Diagramas de tenses e esforos na parede exterior ...................................................................... 10

Fig. 7_rea de Influncia da asna e modelo de clculo simplificado ......................................................... 11

Fig. 8_Esforos axiais da asna de cobertura ............................................................................................... 11

Fig. 9_Reforo com elementos em madeira ............................................................................................... 13

Fig. 10_ Reforo com perfis metlicos ........................................................................................................ 14

Fig. 11_Reforo com viga transversal a meio vo ....................................................................................... 15

Fig. 12_ Reforo com tirante sob a viga ...................................................................................................... 16

Fig. 13_Reforo com perfis metlicos laterais ............................................................................................ 16

Fig. 14_Reforo com fibras ......................................................................................................................... 17

4

1| INTRODUO Esta Memria Descritiva e Justificativa apresenta o resultado da verificao da segurana aos elementos

estruturais resistentes (laje de piso, parede exterior e asna de cobertura) de um edifcio em alvenaria de

pedra, do final sculo XIX, situado na cidade do Porto, bem como apresenta uma proposta para a

reabilitao dos danos estruturais detetados. Para a realizao desta proposta foi-nos disponibilizado

um relatrio, que se encontra em anexo, onde exposto um diagnstico estrutural, acerca do estado de

conservao do edifcio, das patologias estruturais, materiais e elementos estruturais.

2| OBJETIVO O objectivo deste trabalho verificar a segurana dos elementos estruturais resistentes, aplicar medidas

de reforo caso alguns deles no a verifique, apresentando tambm medidas globais de interveno e

manuteno que consolidem a integridade e funcionamento do edifcio.

3| DESCRIO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Em relao laje do piso 1 (cobertura rs do cho), existem dois tipos: uma laje macia em beto

armado, possivelmente armada em duas direces, tendo como apoios as paredes exteriores, e outra

laje em vigamento de madeira (pinho), tarugado a meio com uma viga retangular com dimenses

semelhantes s vigas principais e apoiadas nas paredes de alvenaria exteriores e interiores. Toda a

estrutura foi concebida de modo a que o apoio das vigas de madeira se efetivasse nas paredes

exteriores de granito.

A estrutura de cobertura realizada por asnas tradicionais de madeira, com a particularidade de as

escoras serem substitudas por uma segunda linha (trapeira), que se desenvolve horizontalmente. O

lanternim apoia-se numas asnas semelhantes s anteriores que apresentam igualmente uma

particularidade, que o facto de os elementos estruturais serem realizadas em chapa metlica.

As paredes exteriores so de alvenaria de granito de duas folhas com uma espessura total de 0,70m.

Cada folha ter cerca de 0,28m de espessura, sendo o espao intermdio ocupado por material de

enchimento (que se desconhece qual ser).

4| CONDICIONANTES Uma das dificuldades da realizao deste trabalho foi a falta de oportunidade de ir ao local onde o

edifcio se encontra, uma vez que seria mais interessante e mais fcil perceber os danos existentes nele.

Teramos outra sensibilidade de propor a melhor soluo para a reabilitao do edifcio. Outra

dificuldade foi a falta de imagens de alguns pormenores importantes para a realizao da proposta e a

falta de clareza dos projetos em autoCAD.

5

5| VERIFICAO DE SEGURANA DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

5.1_LAJE DO 1 PISO

5555.1.1_Q.1.1_Q.1.1_Q.1.1_QUANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE AAAAESESESES

Considerou-se o painel de laje da Fig.1 para proceder verificao da segurana, considerando ser o que

apresentava um vo mais desfavorvel, e para tal consideraram-se as seguintes aes:

= g = 6 0.12 0.24 7.175 13 = 16.12[!"]

$%& = g = 6 0.08 0.22 5.41 = 0.57[!"]

()*( = g +, = 6 0.03 = 0.18[!"/.]

/01232456 = + $%&,9 +

()*( = 16.12 + 0.577.175 5.41 + 0.18 ;.

6

Fig. 1_Planta estrutural do Piso 1 Painel de pavimento selecionado

5555.1.2.1.2.1.2.1.2_C_C_C_COMBINAO DE OMBINAO DE OMBINAO DE OMBINAO DE AAAAESESESES

Combinao Fundamental:

>?@,BCD,B +?E +?F,GHD,G +>?F,IJ,HD,KGBLG

M = 1.35 0.65 + 1.5 3 = 5.4[!"/.]

Combinao Caracterstica (RARA):

>CD,B + +HD,G +>IJ,HD,KGBLG

Combinao Quase-Permanente

>CD,B + +>I.,HD,KGBLG

7

5555.1.3_M.1.3_M.1.3_M.1.3_MODELO DE ODELO DE ODELO DE ODELO DE CCCCLCULOLCULOLCULOLCULO

Adotou-se um modelo de vigas apoiadas, onde se considerou uma das vigas interiores para efetuar a

verificao, com a sua respetiva rea de influncia, conforme exemplificado na Fig.2 e a seco

considerada por simplificao (excluiu-se o soalho), a da Fig.3.

Fig. 2_Modelo de clculo do pavimento Viga e rea de influncia

Fig. 3_Seco considerada

8

5555.1.4_E.1.4_E.1.4_E.1.4_ESFOROSSFOROSSFOROSSFOROS

Colocando a carga em funo da largura de influncia, de forma a poder considerar um modelo de viga,

M = 5.4 0.39 = 2.11[!"/] O momento mximo obtido foi de aproximadamente 13.60 kN.m.

Fig. 4_Momento mximo no pavimento

5555.1.5_V.1.5_V.1.5_V.1.5_VERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA SSSSEGURANAEGURANAEGURANAEGURANA

E.L.U. Flexo

A verificao de segurana ser feita comparando a tenso atuante com a tenso resistente da madeira,

O$&P$Q O%Q$QP$Q A tenso atuante conforme pde ser visto anteriormente de 11.79 MPa.

Para calcular a tenso resistente da madeira, seguiu-se o preconizado no Eurocdigo 5 (verso

preliminar), onde:

O%Q$QP$Q =STD?U !V(W !X

Ksys Fator de resistncia do sistema, leva em conta a distribuio de esforos a elementos vizinhos,

Fig.4, considerado igual a 1.1.

Fig. 5_Influncia do Ksys

Kmod Fator de correo que leva em conta a durao das aes e o teor em gua, considerado igual a

0.60 (em funo da Classe de servio da madeira - Classe 1).

9

gM Coeficiente parcial para as propriedades da madeira, considerado igual a 1.3.

fck tenso resistente da madeira, Classe C16, flexo, igual a 16 MPa.

O%Q$QP$Q =161.3 0.60 1.1 = 8.12Y

Ou seja,

O$&P$Q = 11.79Y 8.12Y = O%Q$QP$Q NO VERIFICA! F.S. = 0.69

Este elemento estrutural ter de ser reforado/substitudo, e tal ser abordado em captulo prprio tal

incumprimento elimina a verificao ao E.L.U. de Corte, bem como, o E.L.S. de Deformao, que sero

efetuados aps soluo de reforo.

5.2_PAREDE EXTERIOR

5555.2.1_Q.2.1_Q.2.1_Q.2.1_QUANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE AAAAESESESES

A parede exterior contm dois panos de alvenaria de granito e uma zona interior de aproximadamente

14 cm composta por um enchimento que se desconhece a composio. Como tal, considerou-se para o

efeito do clculo das aes a parede ser homognea, totalmente composta por alvenaria de granito e

com uma espessura total, uniforme em toda a altura do edifcio, de 70 cm.

Consideraram-se as respetivas reas de influncia da respetiva parede, de forma a contabilizar as cargas

que a parede recebe de cada piso, considerando ainda que no piso 1 a laje de beto. Esta considerao

conservativa e pretende simular a zona do edifcio que tem efetivamente uma laje de beto,

representando um acrscimo considervel de carga.

As cargas foram devidamente combinadas com a respetiva sobrecarga adotada e transformadas numa

carga vertical de compresso, por metro linear de parede. Por fim foram sendo adicionados, piso a piso

o peso prprio das paredes, e com esta informao construram-se um grfico com a evoluo das

tenses ao longo da altura da parede e da mesma forma um grfico de esforos axiais, que podem ser

consultados na Fig.5.

Resumem-se no Quadro 1 as aes consideradas.

Quadro 1_Aes na parede exterior

Elemento Peso [kN/m2] SC Larg.Infl. [m] Pd x 1m [kN]

Cobertura 1,10 0,4 3,45 7,21

Laje 3 Piso 0,65 3,0 3,45 18,56

Parede 2 Piso 18,00 0,0 1,00 129,52

Laje 2 Piso 0,65 3,0 3,45 18,56

Parede 1 Piso 18,00 0,0 1,00 133,41

Laje 1 Piso 4,00 3,0 3,45 34,16

Parede Piso 0 18,00 0,0 1,00 61,97

5555.2.2_M.2.2_M.2.2_M.2.2_MODELO DE ODELO DE ODELO DE ODELO DE CCCCLCULOLCULOLCULOLCULO,,,, TTTTENSES E ENSES E ENSES E ENSES E

Fig. 6_Diagramas de tenses e esforos na parede exterior

5555.2.3.2.3.2.3.2.3_V_V_V_VERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA SSSSEGURANAEGURANAEGURANAEGURANA

A verificao da segurana foi feita atravs do equilbrio de tenses, onde a tenso atuante foi calculada

pela expresso:

E a tenso admissvel:

OWV

Onde se considerou a tenso resistente da alvenaria de granito de 1.8 MPa (1.8

2013 ou 1 MPa a 2 MPa Segurado

E.L.U.

O$&P$Q = 0

Tenses [kPa]

ENSES E ENSES E ENSES E ENSES E EEEESFOROSSFOROSSFOROSSFOROS

_Diagramas de tenses e esforos na parede exterior


O$&P$Q "

Z

WVQ) O%Q$QP$Q)QP%%P$(

1.5

Onde se considerou a tenso resistente da alvenaria de granito de 1.8 MPa (1.8 MPa

Segurado 1908) apurando de seguida que:

O$&P$Q R O%Q$QP$Q

0.57Y R 1.2 G.\

G.] O%Q$QP$Q VERIFICA!

F.S. = 2.1

10


MPa Almeida, Celeste

VERIFICA!

Esforo Axial [kN]

5.3_ASNA DA COBERTURA

5555.3.1.3.1.3.1.3.1_Q_Q_Q_QUANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE AAAAESESESES E E E E MMMMODELO DE ODELO DE ODELO DE ODELO DE

Na quantificao de aes da asna de cobertura, considerou

(telhas, ripado) + o peso prprio da asna = 1.10 kN/m

de 0.4 kN/m2.

+W ^1.35

Fig. 7_rea de Influncia da asna e modelo de clculo simplificado

5555.3.2.3.2.3.2.3.2_E_E_E_ESFOROSSFOROSSFOROSSFOROS

Fig.

ODELO DE ODELO DE ODELO DE ODELO DE CCCCLCULOLCULOLCULOLCULO

da asna de cobertura, considerou-se o peso prprio total

peso prprio da asna = 1.10 kN/m2 e considerou-se uma sobrecarga regulamentar

^ 35 1.10 7 1.5 0.4_ 3.50 7.31!"/

_rea de Influncia da asna e modelo de clculo simplificado

3.50 m

A amarelo Trao A azul - Compresso

Fig. 8_Esforos axiais da asna de cobertura

11

se o peso prprio total da cobertura

se uma sobrecarga regulamentar

pd = 7.31 kN/m

12

Quadro 2_Esforo axiais na asna e respetivas tenses

Tenso Atuante

Compresso Trao [Mpa]

Perna inferior 43,97 2,89 (C)

Perna superior 17,09 1,12 (C)

Linha 39,53 1,37 (T)

Trapeira 23,90 1,57 (C)

Pendural 0,00 0,00 0

ElementoEsforos [kN]

5.3.35.3.35.3.35.3.3_V_V_V_VERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA SSSSEGURANAEGURANAEGURANAEGURANA

E.L.U. O$&P$Q R O%Q$QP$Q

Para o clculo da tenso resistente, seguiu-se a mesma metodologia que em 4.1.5, substituindo

fck por ft,0,k para a tenso de trao paralela ao fio, e por fc,0,k para a tenso de compresso

paralela ao fio. Os restantes coeficientes foram os mesmos.

Resulta que:

Quadro 3_Verificao segurana da asna

Tenso Atuante Tenso Resistente

[Mpa] [Mpa]

Perna inferior 2,89 (C) 8,63 (C) 3,0 VERIFICA

Perna superior 1,12 (C) 8,63 (C) 7,7 VERIFICA

Linha 1,37 (T) 5,07 (T) 3,7 VERIFICA

Trapeira 1,57 (C) 8,63 (C) 5,5 VERIFICA

Pendural 0 0

Elemento F.S.

13

6| PROPOSTA DE INTERVENO

A apresentao de uma proposta de interveno s possvel aps ter sido realizada uma anlise

completa da estrutura onde foram diagnosticados os principais problemas. Esta avaliao

determinante para que, a partir dos resultados obtidos, se possam projetar solues para os elementos

estruturais que apresentam anomalias, que podero assumir formas de restauro ou substituio das

peas.

Uma interveno num edifcio antigo ao nvel destas estruturas no deve interferir de forma destruidora

no edificado existente, pelo contrrio, uma boa soluo aquela que implica o menor nmero de

alteraes possveis.

usual existirem problemas de deformaes em elementos quando estes no tm seco suficiente

para as cargas que sobre si atuam. Frequentemente, so adicionadas novas peas que se encontram

ligadas ou intercaladas com as originais. Estas tornam-se, por vezes, difceis de aplicar, devido ao facto

de os elementos com problemas apresentarem j grandes deformaes permanentes ao passo que as

novas tm formas lineares.

Neste caso, os grandes problemas identificados no edifcio em estudo, residem no elemento estrutural,

laje de madeira do 1 piso, que no verificou as condies de segurana.

De entre as vrias solues possveis que se analisaram, apresentam-se de seguida algumas, para que se

possam perceber as alternativas e at para fundamentar o porqu da soluo escolhida.

Fixao de novos elementos de madeira aos existentes

Este um mtodo utilizado no reforo e na consolidao de elementos de estruturas de madeira com

seco reduzida, com deformaes excessivas, com fendas de grande dimenso, com degradaes

devido a incndios e/ou ataques biolgicos.

Fig. 9_Reforo com elementos em madeira

Na aplicao em elementos degradados ou com roturas, e para que a soluo seja eficaz, permitindo a

correta transmisso de esforos, necessrio que a pea nova seja fixada, atravs de pernos, pregos,

parafusos de ao inoxidvel, ao galvanizado ou protegidos contra a corroso, numa zona s da antiga.

um mtodo que apresenta algumas vantagens, nomeadamente o facto de ser pouso intrusivo. A grande

desvantagem prende-se com as dificuldades de implantao, devido ao facto dos elementos novos

terem deformaes e teores em gua diferentes dos antigos. Bem como, o aumento do peso da

estrutura.

14

Quando se pretende aumentar a inercia dos elementos, usual colocar as novas peas de madeira na

sua parte superior. Estas podem ter a largura das existentes, para o caso do pavimento ficar vista, ou

uma largura maior e assim, originar vigas em T. Se este facto ocorrer, devero ser previstos ligadores

de absoro de esforos de corte, que devem ter menor espaamento nas zonas dos apoios, devido ao

maior nvel de esforo de corte ai existente.

Existe ainda a possibilidade de colar o soalho s vigas permitindo que o pavimento passe a funcionar

como um conjunto de vigas em T. Nestes casos possvel aplicar uma cola epoxdica para melhorar a

ligao. A vantagem da cola em relao a outro tipo de adesivo reside na sua aptido para preencher as

irregularidades existentes na superfcie da viga.

Naturalmente que esta soluo, no caso das peas aplicadas na face superior da viga, s pode ser

aplicada em algumas situaes, uma vez que aumenta a espessura do pavimento.

Colocao de perfis metlicos a meios vos

A introduo de novos perfis metlicos paralelos s existentes vigas, permite diminuir as cargas

exercidas sobre estas ltimas, contribuindo assim para a diminuio ao nvel de esforos a que esto

submetidas, garantindo um aumento da rigidez do pavimento e reduzindo, consequentemente, a sua

deformabilidade e nvel de vibraes. Esta soluo de reforo pode vir a acarretar problemas de

compatibilizao importantes, j que as caractersticas do ao, particularmente o mdulo de

elasticidade, so muito diferentes das da madeira. Esta situao origina comportamentos diferentes

entre os elementos metlicos e de madeira podendo inclusivamente levar ao carregamento apenas das

vigas metlicas. Sendo assim, importante que os perfis metlicos sejam dimensionados para uma

rigidez flexo idntica das vigas de madeira. Por outro lado, e como se referiu atrs, importante ter

em considerao que o nvel de deformao das vigas existentes, devido fluncia, no totalmente

recuperado aquando da transferncia da carga para os perfis, sendo necessrio aplicar peas ou calos

de madeira para nivelar as vigas de madeira com os perfis.

Fig. 10_ Reforo com perfis metlicos

15

Colocao de perfil metlico transversal a meio vo

Outra soluo com elementos metlicos consiste na instalao de perfis que dividam o vo do pavimento em dois ou mais - Fig.11. uma soluo prtica e eficaz uma vez que, com a colocao de uma viga de apoio a meio vo do pavimento, a deformabilidade deste se reduz com alguma significncia. Mas apesar de prtica em termos de execuo, tem associados vrios inconvenientes. O principal a

limitao arquitectnica, ou seja, o facto de a soluo aumentar a espessura do pavimento leva a que s

possa ser adoptada em alguns casos. Por outro lado, o facto da nova viga de reforo passar a receber

uma grande parte da carga do pavimento, leva a que as paredes resistentes em que est suportada

fiquem submetidas a um esforo muito elevado nos pontos de apoio, obrigando muitas vezes ao seu

reforo.

Por outro lado, s se pode aplicar esta soluo se o comprimento da nova viga no for demasiado

grande. Nos casos em que tal acontea, ou seja, em que o pavimento se encontra num local com uma

dimenso transversal s vigas existentes muito grande e no vivel dispor uma viga que divida o vo

sem apoios intermdios, existe a hiptese de introduzir um terceiro nvel de vigas para suportar as

novas colocadas perpendicularmente s existentes. Se o espao subjacente o permitir, a viga transversal

pode ser suportada por pilares de madeira, metlicos ou de alvenaria de pedra.

Fig. 11_Reforo com viga transversal a meio vo

Reforo com tirantes

Uma soluo menos comum consiste na instalao de um sistema de pr-esforo, executado com

tirantes de ao exteriormente s vigas de madeira, na sua parte inferior.

O objetivo principal desta tcnica a correo de deformaes excessivas da viga, normalmente devidas

a redues de seco resistente e fluncia, sendo um mtodo que no aumenta, pelo menos

consideravelmente, a capacidade resistente do elemento.

Aps colocado em tenso, o tirante, que se apoia e distancia da viga atravs de elementos metlicos

que esto comprimidos, fica a trabalhar trao, passando a viga de madeira a trabalhar flexo

composta (com compresso) mas com valores de momento fletores menores.

A colocao em tenso do tirante permite compensar parte da flecha da viga, funo do nvel de pr

esforo aplicado. No entanto, importante que a aplicao desta contra

cuidadosamente de forma a no originar roturas na viga.

conveniente proceder ao escoramento da estrutura para efectuar os trabalhos, sendo que s depois

se passa ao tensionamento do sistema de pr

de madeira so normalmente de difcil execuo podendo implicar o desmonte da viga.

uma soluo com alguma complexidade e com um custo elevado

solucionar grandes flechas. Por outro lado, exige uma verificao estrutural e um controle de

rigorosos, sendo que a estabilidade da estrutura tem que ser verificada ao longo das diferentes fases da

construo e na soluo final. Naturalmente, pelo espao que ocupa, no possvel de aplicar em todas

as situaes.

Colocao de perfis metlicos em vigasMais uma soluo que envolve perfis metlicos, desta feita afixados ao longo

madeira, permitindo desta forma ter um aumento da rigidez do conjunto e reduzir as

deformaes. Ter de haver um cuidado acrescido na relao entre a rigidez de flexo do ao e

o da madeira, sendo recomendvel homogeneizar a seco composta em funo dos mdulos

de elasticidade e escolher o perfil a partir da.

Fig.

Reforo com fibras Este reforo utiliza um material comp

neste caso so as fibras (apresentam elevada resistncia e mdulo de elasticidade) e por uma

matriz polimrica (resina Epoxy, por norma), que serve para envolver as fibras permitindo a

A colocao em tenso do tirante permite compensar parte da flecha da viga, funo do nvel de pr

esforo aplicado. No entanto, importante que a aplicao desta contra flecha seja acompanhada

de forma a no originar roturas na viga.


se passa ao tensionamento do sistema de pr-esforo. De referir que as ancoragens do tirante na viga

normalmente de difcil execuo podendo implicar o desmonte da viga.

uma soluo com alguma complexidade e com um custo elevado, mas com bastante eficcia para

solucionar grandes flechas. Por outro lado, exige uma verificao estrutural e um controle de


Naturalmente, pelo espao que ocupa, no possvel de aplicar em todas

Fig. 12_ Reforo com tirante sob a viga

Colocao de perfis metlicos em vigas

Mais uma soluo que envolve perfis metlicos, desta feita afixados ao longo


maes. Ter de haver um cuidado acrescido na relao entre a rigidez de flexo do ao e


de elasticidade e escolher o perfil a partir da.

Fig. 13_Reforo com perfis metlicos laterais

Este reforo utiliza um material compsito que constitudo por um material de reforo, que


limrica (resina Epoxy, por norma), que serve para envolver as fibras permitindo a

16

A colocao em tenso do tirante permite compensar parte da flecha da viga, funo do nvel de pr-

flecha seja acompanhada


esforo. De referir que as ancoragens do tirante na viga

normalmente de difcil execuo podendo implicar o desmonte da viga.

, mas com bastante eficcia para

solucionar grandes flechas. Por outro lado, exige uma verificao estrutural e um controle de execuo


Naturalmente, pelo espao que ocupa, no possvel de aplicar em todas

Mais uma soluo que envolve perfis metlicos, desta feita afixados ao longo da viga de


maes. Ter de haver um cuidado acrescido na relao entre a rigidez de flexo do ao e


que constitudo por um material de reforo, que


limrica (resina Epoxy, por norma), que serve para envolver as fibras permitindo a

17

transferncia de tenses entre elas. Habitualmente utilizam-se fibras de carbono e as de vidro.

Claramente que as vantagens residem no aumento de resistncia, mas tambm se trata de um

material extremamente leve quando comparado com as solues anteriores. No entanto uma

soluo que se torna bastante dispendiosa, requer aplicao especializada e face a altas

temperaturas as caractersticas das resinas podem alterar bastante.

Fig. 14_Reforo com fibras

6.1_PROPOSTA ADOTADA

De entre as vrias possibilidades de reforo, todas com suas vantagens e desvantagens, aquela que se

adotou, face s qualidades demonstrada, mas tambm por ser uma soluo que j tinha sido utilizada

no edifcio, portanto no causaria nenhuma estranheza ao conjunto, pela hipottica facilidade de

aplicao (ter que se remover o soalho, mas no implica escoramentos, contenes ou outras obras

perifricas de maior monta), pelo seu custo, por no requerer mo-de-obra especializada, foi a soluo

de colocar perfis metlicos entre cada viga de madeira Fig.10.

6.2_VERIFICAES

Aps escolhida a soluo de reforo, foram refeitas as verificaes de segurana para o pavimento (viga

de madeira e perfil metlico escolheram-se para j um IPE120 e um HEA120) e por fim, dado o

aumento de peso no pavimento, fez-se nova verificao s paredes exteriores.

6.2.1_Q6.2.1_Q6.2.1_Q6.2.1_QUANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE UANTIFICAO DE AAAAESESESES Quadro 4_Pesos dos perfis metlicos

Peso (kg/m) Comp. (m) N perfis Peso (kg) rea piso Peso (kN/m2)

IPE 120 10,4 7,175 12 895,44 38,82 0,23

HEA 120 19,9 7,175 12 1713,39 38,82 0,44

6.2.2_C6.2.2_C6.2.2_C6.2.2_COMBINAES DE OMBINAES DE OMBINAES DE OMBINAES DE AAAAESESESES

M`abG.J 1.35 ^0.65 + 0.23_ + 1.5 3 = 5.69 0.392 = 1.11[!"/]

Fibras

18

McbdG.J 1.35 ^0.65 + 0.44_ + 1.5 3 = 5.97 0.392 = 1.16[!"/]

MeE`abG.J = ^0.65 + 0.23_ + 0.6 3 = 2.68 0.392 = 0.52[!"/]

MeEcbdG.J = ^0.65 + 0.44_ + 0.6 3 = 2.89 0.392 = 0.56[!"/]

MT%T$`abG.J = ^0.65 + 0.23_ + 3 = 3.88 0.392 = 0.76[!"/]

MT%T$cbdG.J = ^0.65 + 0.44_ + 3 = 4.09 0.392 = 0.80[!"/]

6.2.3_V6.2.3_V6.2.3_V6.2.3_VERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA ERIFICAO DA SSSSEGURANAEGURANAEGURANAEGURANA

O$&P$Q O%Q$QP$Q E.L.U. Flexo

Quadro 5_Novos esforos de clculo

Vsd [kN/m]

Comb. Fundam. Comb.Quase Perm Comb. Caract. ELU EI (kN.m2)

Viga Madeira 7,14 3,36 4,87 3,98 1105,92

IPE 120 7,14 3,36 4,87 3,98 667,38

Viga Madeira 7,49 3,63 5,13 4,18 1105,92

HEA 120 7,49 3,63 5,13 4,18 1273,02

Momento mximo [kN.m/m]

Quadro 6_Verificao da segurana

Tenso atuante [Mpa] Tenso Resistente [Mpa] F.S.

Viga Madeira 6,2 8,12 1,31 VERIFICA

IPE 120 269 275 1,02 VERIFICA

Viga Madeira 6,51 8,12 1,25 VERIFICA

HEA 120 148 275 1,86 VERIFICA

19

E.L.U. Corte (elementos de madeira)

fW R SW

fW 1.5

Wg = 1.5

4.180.12 0.24 = 217.71! = 0.22Y

SW = ijklm !V(W !X =G.\G.n 0.6 1.1 = 0.91Y VERIFICA

F.S. = 4.14

(verificando consequentemente a situao com Vsd = 3.98 kN)

E.L.S. Deformao

Para a verificao da deformao da madeira, considerou-se a flecha instantnea, mas tambm a flecha

a longo prazo. Utilizou-se para o efeito a combinao caracterstica e quase-permanente,

respetivamente. Comparativamente, calculou-se a flecha instantnea do perfil. Foi necessrio utilizar

um parmetro (kdef) que leva em conta a deformao ao longo do tempo devido combinao do efeito

de fluncia com a variao de gua.

Duplo Clique para ver a deformao

P$ onJJ e iP) o

.]J e kdef = 0.6 para madeira macia

20

- VIGA MADEIRA

P$ ]e)p

n\qb`

]J.rsr.Gr]pn\q\bsJ.JJJGn\ = 0.0238 0.0239 =

onJJ VERIFICA

iP) = P$t1 + !WQiu = 0.0163 ^1 + 0.6_ = 0.0260 0.0287 = o.]J VERIFICA

Nota: Para o clculo de ufinal, utilizou-se uinst com a carga obtida pela combinao quase-permanente.

- IPE120

P$ = ]e)p

n\qb` =]J.rsr.Gr]p

n\q.GJbsnGr.\bv\ = 0.0393 0.239 =o

nJJ NO VERIFICA

- HEA120

P$ = ]e)p

n\qb` =]J.\Jr.Gr]p

n\q.GJbssJs..bv\ = 0.0216 0.239 =o

nJJ VERIFICA

iP) = P$t1 + !WQiu = 0.0163 ^1 + 0.6_ = 0.0243 0.0287 = o.]J VERIFICA

Nota: Para o clculo de ufinal, utilizou-se uinst com a carga obtida pela combinao quase-permanente.

Verificao da Parede

Aps adotar um perfil, decidiu-se refazer a verificao da parede exterior devido ao aumento de peso

provocado pela introduo dos perfis metlicos, obtendo-se o seguinte resultado:

O$&P$Q = 0.58Y 1.2 = G.\G.] = O%Q$QP$Q VERIFICA!

F.S. = 2.1

Ou seja, o valor praticamente no alterou, podendo concluir-se que o aumento de peso no foi

significativo.

21

7| RECOMENDAES

Aquando da interveno existem vrios procedimentos que devem ser respeitados, entre os quais:

- Limpeza e tratamento de todos os elementos de madeira de forma a garantir a sua integridade futura.

- Verificao do estado real dos elementos (ligaes, entregas das vigas, problemas de caruncho,

podrido)

- Utilizar os materiais definidos nas peas desenhadas e na ausncia adotar materiais similares aos

existentes, de modo a respeitar o enquadramento histrico existente.

- Recomenda-se a substituio das varas e ripas do telhado, aproveitando para fazer uma verificao

cuidada dos apoios das asnas e possivelmente reforar.

- Delinear um apropriado plano de manuteno a mdio/longo prazo.

8| CONCLUSO

No processo de reabilitao de edifcios antigos deve entender-se que as fases de inspeo e

diagnsticos, nas quais ocorrem a interpretao estrutural e, consequentemente, se consegue entender

o funcionamento estrutural das construes, demonstram ser fases fundamentais para o desenrolar de

uma boa metodologia construtiva, ou seja, inicialmente mais importante garantir a segurana global

das estruturas que os elementos associados a um material especifico. Neste sentido, a procura do

conhecimento construtivo e enquadramento histrico, assim como a realizao de uma completa

descrio arquitetnica e estrutural, procedendo a uma vasta recolha de informao, atravs da

elaborao de levantamentos geomtricos e construtivos do edificado, so fundamentais, para que

melhor se entendam as causas dos problemas existentes.

Neste estudo, determinaram-se os principais problemas ao nvel da segurana das estruturas de

madeira do edifcio analisado, que consistiam na verificao da estabilidade de um pavimento, de uma

parede exterior e de uma asna da cobertura.

22

9| ANEXOS

9.1_ANEXO 1_RELATRIO DE INSPEO

23

10| BIBLIOGRAFIA Eurocdigos 0, 1, 2, 5, 7 e 8 BS EN 338-2003 RSA e REBAP Tabelas tcnicas A. Correia Reis Diversas tabelas tcnicas de fornecedores Apontamentos tericos da Unidade Curricular Dissertao de Tiago Ilharco de Moura Pinho Dias Pavimentos de madeira em edifcios

antigos. Diagnstico e interveno estrutural

Dissertao de Joana Raquel Farias Roseiro Causas, Anomalias E Solues De Reabilitao Estrutural De Edifcios Antigos

Dissertao de Celeste Maria Nunes Vieira de Almeida Paredes de Alvenaria do Porto Tipificao e Caracterizao experimental

Reabilitao Estrutural de Edifcios Antigos, Vtor Cias ARGUMENTUM | GECoRPA Reabilitao de Edifcios Gaioleiros, Joo Guilherme Appleton, Edies Orion Guio de Apoio Reabilitao de Edifcios Habitacionais Vol.1 e 2, Jos Aguiar, A.M.Reis

Cabrita, Joo Appleton - LNEC

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11| DECLARAO DE ORIGINALIDADE

DECLARAO DE ORIGINALIDADE

CONSERVAO E REABILITAO DE EDIFCIOS TRABALHO 1 TORRE DE PRESSO

Os autores deste relatrio/trabalho/ projeto declaram que o contedo do mesmo da sua autoria e no

constitui cpia parcial ou integral de trabalhos de outro(s) autor(es).

(Assinatura do 1 autor)

_____________________________________ ngela Filipa Barros Grazina N. 2110599


_____________________________________ Nuno Miguel de Figueiredo Almeida N 2110760


_____________________________________ Susana Isabel Rosa Ribeiro N 2110421

O no cumprimento est sujeito a sano disciplinar conforme previsto no artigo 134 do Estatutos do IPL

1| INTRODUO2| OBJETIVO3| DESCRIO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS4| CONDICIONANTES5| VERIFICAO DE SEGURANA DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS5.1_LAJE DO 1 PISOQUANTIFICAO DE AESCOMBINAO DE AESMODELO DE CLCULOESFOROSVERIFICAO DA SEGURANA

5.2_PAREDE EXTERIORQUANTIFICAO DE AESMODELO DE CLCULO, TENSES e ESFOROSVERIFICAO DA SEGURANA

5.3_ASNA DA COBERTURAQUANTIFICAO DE AES E MODELO CLCULO ESFOROSVERIFICAO DA SEGURANA

6| PROPOSTA DE INTERVENO6.1_PROPOSTA ADOTADA6.2_VERIFICAESQUANTIFICAO DE AESCOMBINAES DE AESVERIFICAO DA SEGURANA

7| RECOMENDAES8| CONCLUSO9| ANEXOS10| BIBLIOGRAFIA11| DECLARAO DE ORIGINALIDADE

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Engineering

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