O “MÉTODO DE CORTE DE ARMADURAS” NA AVALIAÇÃOESTRUTURAL DE PILARES DE BETÃO ARMADO

Branco*, F. A.; Santos**, 1. R. L.*professor Catedrático. DECivil, Insituto Superior Técnico, Lisboa - Portugal

**Engenheiro Civil, Mestre em Engenharia de Estruturas. Instituto Superior Técnico, Lisboa - Portugal

No processo de avaliação estrutural de uma estrutura em betão, a detenninação do estado detensão existente é fundamental para a quanttficação da capacidade resistente residual daestrutura e consequentemente para a optimização de uma eventual operação de reforço.Neste artigo apresenta-se uma técnica desenvolvida no Instituto Superior Técnico para aavaliação in situ do estado de tensão em pilares de betão armado, baseada na libertação dastensões num dos varões de aço do pilar através do corte do mesmo com disco apropriado,técnica designada de “Método de Corte de Armaduras”. Apresentam-se os resultados obtidosnos ensaios de calibração e as principais grandezas intervenientes na técnica.

1. INTRODUÇÃO

Nas estruturas de betão é frequentemente necessário proceder-se a uma avaliação estrutural sempre que existem sinais deanomalias (fissuração, deformações excessivas, deteriorações, etc.) ou quando sepretende aplicar cargas não previstas noprojecto original que possam levar aoreforço da estrutura principal.

A medição directa das tensões existentes é nestes casos particularmente importante para os engenheiros responsáveis peloprojecto de manutenção ou reforço daconstrução, já que o nível verdadeiro dastensões totais é um dos parâmetrosprincipais na avaliação da capacidadeestrutural residual.

O recurso alternativo aos métodosanalíticos / numéricos, utilizados no dimen

sionamento das estruturas, é uma técnicaaproximada, em que se omite frequentemente os efeitos das fases construtivas, ocomportamento termo-higrométrico do betão e as cargas efectivamente aplicadas.

Os métodos existentes para avaliaçãode tensões in situ em estruturas de betão,baseiam-se fundamentalmente em duas técnicas:• libertação parcial e local das tensões,

seguida por uma compensação de pressãocontrolada (método directo);

• alívio de tensões em redor, quer deinclusões cilindricas previamente instaladas, quer de carotes extraídas da estrutura (método indirecto).

O método directo temdesenvolvido em França porTambém conhecido porlibertação, fundamenta-se

RESUMO

vindo a serAbdunur [21.método da

na instalação

19

inicial de um campo de deslocamentos dereferência sobre a superfície e na posteriorintrodução de um macaco plano numaabertura feita num plano normal àsdirecções de tensões desejadas.

Os métodos indirectos para mediçãolibertação das

aplicação namecânica das rochas [8] e em estruturasmetálicas [7]. Coutinho [41 introduziu ométodo indirecto com o uso de inclusões,cujo módulo de elasticidade é bastantesuperior ao do betão, como método para adeterminação das tensões no betão.Mehrkar As! [3] estudou inicialmente emInglaterra um método indirecto baseado noalívio de tensões que ocorre na superfíciedo betão, em redor de uma carote extraídada peça. M. J. Ryall [1] [101 desenvolveutambém em Inglaterra um método baseadona introdução no betão de inclusõescilíndricas instmmentadas.

O “Método de Corte de Armaduras”destina-se à avaliação in situ do estado detensão em pilares de betão armado,limitando-se nesta fase inicial do desenvolvimento da técnica apenas o seu emprego apilares onde prevalecem tensões de compressão devidas a cargas axiais.

Isto justifica-se já que, na maioria dosedifícios com estrutura em betão armado,os pilares estão sujeitos, para as acções decarácter permanente, a tensões de compressão, prevalecendo nestas essencialmente acomponente devida ao esforço normal.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA

2.1 Considerações Gerais

A técnica proposta baseia-sefundamentalmente na determinação doesforço axial em pilares através dalibertação total e localizada das tensõesnum dos varões de aço do pilar. Estalibertação é feita abrindo-se um roço comdimensões apropriadas no betão, na regiãodo varão, deixando-se o mesmo exposto elivre de betão em seu redor. Posteriormente, corta-se, com o auxilio de um disco

apropriado, total e transversalmente ovarão de aço exposto. A variação deextensão no varão, decorrente do corte, éregistada através de um extensómetro deresistência eléctrica previamente colado nomesmo, numa posição próxima da secçãode corte. A tensão total existente no varãoé então avaliada pela variação de extensãono mesmo.

Para se obter a tensão no varão apenasdevida às cargas aplicadas (componenteexterna) é ainda necessário quer umaavaliação, em paralelo, das tensões devidasao comportamento visco-elástico do betão,as quais são internas e auto-equilibradas nasecção transversal, quer das que resultamda perturbação devida à abertura do roço.

A técnica será completada, apósensaio, pela soldadura do varão cortado epelo refechamento com argamassa nãoretráctil do roço aberto, de modo a garantira manutenção da resistência última do pilaranalisado.

2.2 Hipóteses de Base

No desenvolvimento da técnica, admitiram-se as seguintes hipóteses fundamentais da teoria da elasticidade:1) as secções planas e normais ao eixo

longitudinal do pilar mantêm-se planas enormais, após ocorrerem as deformações devidas ao esforço axial aplicado(hipótese de Bernoulli);

2) as tensões são directamente proporcionais às deformações (Lei de Hooke).

A hipótese 2) é válida nas situaçõestipo em que o ensaio aqui preconizado éfeito. De facto, os pilares das estruturasnuma situação de serviço estão praticamente em compressão simples e têm tensõesinstaladas que correspondem aos troçosiniciais, praticamente lineares, das respectivas relações constitutivas.

Com base nestas hipóteses e naequação geral de equilíbrio de um pilar debetão armado sujeito a esforços axiais decompressão, pode-se escrever a seguinteequação:

de tensões a partir damesmas, têm tido grande

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NEEA +EeA

onde N - esfoço normal aplicado;- módulo de elasticidade do betão;

E - módulo de elasticidade do aço;- área da secção transversal de be

tão;A- área da secção transversal de aço;

- deformação longitudinal dos varões de aço.

Designando a extensão no varão deaço instrumentado devida à retracção e àfluência respectivamente por e Ei, avariação de extensão no mesmo decorrenteda abertura do roço por Esr, e a extensãototal registada pelo extensómetro colado aovarão por £st, pode-se reescrever a equação(1) na forma:

N=E(Et sr srt —Esfl)Ac +

Es(Est sr Esrt —Esfl)As (2)

onde N é o esforço normal aplicado,avaliado in situ pelo método de corte dearmaduras.

3. ENSAIOS DE LABORATÓRIO

3.1 Calibração da Posição de Corte doVarão

Inicialmente, para optimizar a posiçãode corte nos varões, previamente instrumentados em relação à localização do extensómetro, bem como para verificar se oaquecimento do varão durante a operaçãode corte alterava o valor registado peloextensómetro, foram efectuados ensaios detracção axial sobre varões de aço de 16 mmde diâmetro.

Com o varão tensionado sob cargaconstante, colou-se nele um extensómetrode resistência eléctrica para registo davariação de extensão que ocorre durante ocorte com disco.

Cada extensómetro colado ao varãofoi ligado a uma ponte extensiométricanuma ligação de tipo quarto de ponte,sendo o sinal emitido pelo mesmo registado

(1) por um registador x-t do tipo Yokogawanuma escala previamente aferida.

Comparou-se o valor obtido nosensaios com o obtido analiticamenteatravés da Lei de Hooke, concluindo-seque para uma distância entre a secção decorte do varão e o eixo do extensómetro apartir de 7 cm, as diferenças máximasalcançadas entre os valores experimentais eos analíticos foram de 11%.

3.2 Ensaios do Método de Corte deArmaduras

A calibração da técnica propriamentedita constou em ensaiar modelos de betãoarmado, submetendo-os a uma força axialde compressão de valor conhecido paraposterior comparação com a força axialavaliada através da técnica.

Os modelos construídos tinhamgeometria cilíndrica, com secção transversal de 15 cm de diâmetro, e altura de 90cm. Foram colocados simetricamente, emcada modelo, quatro varões de aço de 12mm de diâmetro, sendo um deles instrumentado com um extensómetro de resistência eléctrica de 6 mm de comprimento.

Na construção ks modelos foiutilizada uma cofragem de aço, sendocolocado um estribo em redor de cadaextremidade dos varões para assegurar queos mesmos mantinham a sua posiçãooriginal durante a betonagem. A cofragemde aço, pronta para betonagem, pode serobservada na Fig. 1.

O extensómetro colado num dosvarões de aço de cada provete, antes dabetonagem, permitiu medir a variação deextensão no varão devida à retracção, bemcomo a devida à redistribuição de tensõesque ocorre durante a abertura do roço.

A retirada da cofragem foi feita 24horas após a betonagem. Imediatamenteapós a descofragem, o extensómetro previamente colado a um dos varões de aço,em cada provete, foi ligado a uma ponteextensiométrica, a qual foi ligada a umarmazenador de dados do tipo HBMUPM100. A partir deste instante foi então

21

registada pelo armazenador de dados, emintervalos de 1 hora, a extensão no varãode aço devida à retracção do betão.

Após um período mínimo de 28 dias,os cilindros foram individualmente levadosa uma prensa com capacidade de 5000 kN,para posterior aplicação da carga axial decompressão e para realização do ensaio.Nesta altura, o extensómetro previamenteinstalado foi desligado do armazenador dedados, estando a variação de extensão atéeste instante registada, enquanto que doisextensómetros de resistência eléctrica com10 mm de comprimento foram posicionados no betão em duas geratrizes do cffindro, paralelas e opostas.

A força de compressão foi aplicada emcada provete com um macaco hidráulico dedimensões apropriadas, sendo o mesmoligado a uma bomba automática quemantinha a carga constante durante oensaio.

A compressão axial foi garantida como auxflio de uma pequena rótula colocadana extremidade superior do cilindro, e umaoutra, com maiores dimensões, instalada naextremidade inferior, junto ao macaco. Paramelhor distribuição da força aplicada, foi

introduzida nas extremidades superior einferior do cilindro, entre os mesmos e asrótulas, uma chapa de aglomerado demadeira com 1 cm de espessura e secçãotransversal quadrada.

Antes da aplicação da carga axial decompressão, o extensómetro previamentecolado ao varão de aço, bem como os doisoutros colados exteriormente ao betão,foram ligados à ponte extensiométrica(ligação de tipo quarto de ponte).

Aplicou-se então ao cilindro umacarga axial de compressão de 150 kN. Separa este carregamento, as extensões registadas nos três extensómetros não apresentassem valores aproximadamente iguais,alterava-se levemente a posição da rótulasuperior até que tal ocorresse. Adeterminação gráfica das extensões foi feitaatravés do registador x-t, utilizando-se umaescala apropriada, previamente aferida.

O módulo de elasticidade do betão foiavaliado experimentalmente através daseguinte equação:

150— 210x106 x4,52x104 xE

0,Ol7xE(3)

fig.1 - Cofragem com os varões de aço posicionados pronta para betonagem (vista superior).

22

Fig.2 - Perfil do cilindro instaladopronto para receber o carregamento.

onde E é o valor médio das extensõesregistadas logo após a aplicação da cargade 150 kN pelos extensómetros instaladosno betão e no varão de aço e E é obtidoem kN / m2.

A Fig.2 apresenta um perfil docilindro, já posicionado para receber a forçaaxial de compressão, notando-se os extensómetros colados ao betão, as duas rótulasinstaladas nas extremidades do mesmo,bem como a região do varão previamenteinstrumentado.

Com o provete carregado, iniciou-seentão a operação de abertura do roço naregião do varão previamente instrumentado tomando-se os seguintes cuidados:

garantir que o roço intersecta a zona com

o extensómetro inicialmente colado aovarão (a posição do extensómetro emtermos de altura foi anotada antes dabetonagem), a fim de permitir que omesmo registe a variação de extensão novarão devida à abertura do roço;

• escarificar o roço de modo a não perder,durante a operação, o sinal do extensómetro;

• obter um roço com espessura mínima emtorno do varão, mas suficiente para tornaro mesmo livre de betão ao seu redor;

• garantir ao roço uma altura mínima emtorno do varão, mas suficiente para posterior colagem de um outro extensómetroe corte do varão numa secção distante deaproximadamente 7 cm da posição doextensómetro.

As Fig.3, 4, 5 apresentam a evoluçãoda abertura do roço, observando-se nasmesmas o pequeno martelo eléctricoutilizado. Na Fig.5, oberva-se que oextensómetro previamente colado ao varãoestá posicionado na extremidade superiordo roço, ou seja que o roço foi abertoaproximadamente para baixo da zona doextensómetro, facilitando assim a operaçãode abertura de modo a não perder o sinaldo extensómetro.

Após o fim da abertura do roço, foicolado um outro extensómetro ao varãopara posterior registo da variação deextensão decorrente da libertação dastensões no mesmo, estando tal realçado naFig.6. Para libertação das tensões no varão,utilizou-se um disco de corte apropriado,tomando-se o devido cuidado para que ovarão fosse transversalmente cortado porinteiro (Fig.7).

A secção de corte do varão localizou--se a uma distância de aproximadamente 7cm do eixo do extensómetro coladoposteriormente. A determinação gráfica davariação de extensão no varão, decorrentedo corte, foi feita utilizando-se o registadorx-t, numa velocidade de registo apropriadaà velocidade do corte e numa escalaconveniente, previamente aferida.

Nos ensaios de laboratório realizados,a deformação no varão instrumentado

na prensa,

23

Fig.3 - Início da abertura do roço.

Fig.4 - Desenvolvimento do roço em altura.

fig.5 - Aspecto final do roço, notando-se superiormente o extensómetro previamente colado ao varão.

24

devida à fluência do betão foi desprezadaem virtude do corte do varão ter-serealizado no máximo duas horas após aaplicação da carga.

Tendo em conta as características dasecção transversal dos provetes (constantes) e tomando-se para E o valor de 210GPa, pode-se escrever a equação (2) da

Fig.6 - Pormenor do roço com o varão instrumentado pronto para o corte com disco.

fig.7 - Serra eléctrica com disco apropriado posicionada na secção de corte.

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forma:

EEsrt,an

— E A1+

EA

provetes cilíndricos.No caso do provete 1, o valor obtido

N exp = 0,017E (e st — — Sf ) + para a partir de fcm dado pelo ensaio à

94920(E5 — E sr — E srt) (4)compressão de 3 cubos moldados durante abetonagem dos provetes, foi de 31,3 MPa.

onde Nexp [kNJ é o esforço normal aplicado(avaliado experimentalmente e desprezando 4.3 Efeito do Comportamento Diferidoo peso próprio do cilindro), do Betão

Utilizou-se a equação (4), entrando-sena mesma com um valor de E calculado A medição dos efeitos da retracção napela expressão (3), para a avaliação experi- variação de tensão do varão instrumentado,mental do esforço normal aplicado, através no provete 1, foi realizada experimental-do método de corte de armaduras, em mente através do extensómetro colado aotodos os provetes ensaiados. varão antes da betonagem. A título de

exemplo, apresenta-se na Fig.8, para oprovete 1, a variação com o tempo da

4. ANÁLISE DE RESULTADOS extensão no varão de aço devida àretracção, a partir da descofragem do

4.1 Resultados dos Ensaios cilindro e até a data do ensaio.A extensão no varão de aço devida à

A utilização do método de corte de retracção pode ser determinada analitiarmaduras obriga ao conhecimento, além camente através da seguinte expressão,do valor da libertação de tensão que ocorre válida para peças com distribuiçãono varão cortado, do módulo de elasticida- simétrica de armaduras na secção:de do betão (Es) e da variação das tensõesno varão devida à abertura do roço e aosefeitos da retracção e fluência do betão. (6)

Estes efeitos serão analisados tendocomo referência os resultados experimentais de um dos provetes ensaiados,designado por provete 1, os quais estão onde Es1t,an - extensão no varão de aço

apresentados na Tab. 1. devida à retracção avaliadaanaliticamente;

- extensão devida à retracção,

4.2 Módulo de Elasticidade do Betão calculada de acordo com o anexo 1do REBAP.

O módulo de elasticidade do betão Simplificadamente, considerou-se uma

pode ser avaliado analiticamente a partir da -condição de humidade relativa do ambiente

resistência do betão à compressão, utilizan- média (70%) e uma temperatura ambiente

do-se a seguinte expressão contida no de 20°C, no cálculo de para o provete

artigo 17° do REBAP: 1. O valor alcançado foi de 92,8 x 106.

Num pilar de betão armado, a exten

9,5 /cm,j (5) são no varão de aço devida à fluência do

betão (Efl) deve também ser considerada,

estimando-se o seu efeito analiticamente aonde - valor médio do módulo de

partir da formulação do anexo 1 doelasticidade do betão aos j dias de

REBAP.idade expresso em GPa;

fcm,j - valor médio da tensão de rotura

à compressão do betão, à mesmaidade, expresso em MPa e referente a

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Tab. 1 - Resultados obtidos experimentalmente no provete 1.F Provete £ (xlO-6) E (GPa) £srt (xlO-6) £sr (x10-6) Est (x106) Nexp (kN) Nexp / 150

1 fl 273,2 26,7 95 252,9 671,1 J 177,4 1,18

100908070

£srt (xl 06) 60

4•t__40302010

—

o —

1 6 11 16 21 26 31

t (dias)

Fig.8 - Variação com o tempo da extensão no varão de aço devida à retracção (provete 1).

4.4 Efeito do Roço

_____

Foi construído um modelo de elementos fmitos para o provete 1, recorrendo-seao programa de cálculo automático “SAP90”, a fim de proporcionar uma verificaçãoindependente do resultado obtido experimentalmente para a variação de extensãono varão devida à abertura do roço.

O betão foi simulado no modelo comelementos fmitos tridímensionais de $ nós,enquanto que os varões de aço foramdiscretizados em elementos de barra(“ftame”). O vazio na zona do roço foitambém devidamente simulado no modelo.A Fig.9 representa a malha de elementosfinitos, estando os nós referentes aoselementos de barra em destaque. A Fig. 10,apresenta em alçado um pormenor dametade do cilindro modelada.

A variação da extensão no varão deaço devida à abertura do roço foideterminada analiticamente, submetendo-seo modelo numérico a uma tensãocorrespondente a uma força de 150 kN(igual à aplicada nos ensaios delaboratório), através da seguinte expressão:

anEsran

A Esi s

onde E5 - variação de extensão no varãode aço devida à abertura do roçocalculada analiticamente;LNan - variação de esforço normal novarão de aço calculada analiticamentepor intermédio do programa decálculo automático “SAP 90”;A1 - área da secção transversal dovarão de aço localizado na região doroço.

x

Fig.9 - Malha de elementos finitos utilizada nomodelo numérico.

27

As curvas representadas na Fig. 11 sãopolinómios do 2° grau que interpolam ospontos obtidos através da análise numérica.No diagrama da Fig. 11 observa-se que osvalores de ANa11 para E entre 25 e 40 GPasão aproximadamente iguais num intervalode Ar / A entre O e 0,12. A aplicação datécnica na prática dificilmente permitirá aobtenção de uma relação Ar / A fora dointervalo entre O e 0,12, mesmo no caso deum pilar de edifício com dimensõesmínimas.

Tomou-se para exprimir a lei devariação de Nan com A / A a seguinteequação:

ANan = 28926-]c

- 0,1536

Ar+15329—

(8)

O termo LNan, utilizado na equação(7), é determinado subtraindo-se o esforçonormal, para o modelo com o roço discretizado, numa secção qualquer do varão localizada na região do roço, do esforçonormal, para o modelo sem o roço discretizado, na secção acima descrita.

Com base no modelo numérico podeconcluir-se que, para uma mesma geometria do roço, a variação do esforço normalno varão (ANan) diminui com o aumento domódulo de elasticidade do betão (Es). Poroutro lado, um aumento da área da secçãotransversal do roço (Ar), aumenta tambéma variação de esforço normal.

Desenvolveu-se então uma análise paramétrica, tendo em vista a obtenção deuma formulação que permita a avaliação de

ANan em função de Ar / A e de E, o quefacilita a aplicação da técnica na prática. AFig. 11 apresenta um diagrama variação deesforço normal no varão (ANan) X Ar / Ac,no qual os pontos foram determinadosfazendo variar, para quatro valores domódulo de elasticidade do betão, a área dasecção transversal do roço, obtendo-se,através do modelo numérico de elementosfinitos, valores correspondentes de AN.

Substituindo-se (8) em (7):

Fig. 10 - Alçado com o elemento de barra e os elementos finitos tridimensionais na região do roço

tA2 A+15329—-

Ae =sr,an

A1E

O 1536

- A1E. (9)

Na expressão (4) substituindo-se Esr3Of Esr,an e entrando com (9) obtém-se parao esforço normal aplicado Napi,an:

Napi,an = (EcAc +E5A5)(e5—-

—e&

tEA A-I c c+si (10)LEA5i Agi)

Ar+15329—

Ac

A equação (10) é a indicada na práticapara avaliar o esforço normal aplicado numpilar de betão armado utilizando-se atécnica proposta.

2$

LNan (kN)

15

10

5

o

__

—--

0 0,05 0,7 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

Ar/Ac

•Ec=25 GPa

• Ec =30 GPa

ÀEc=35GPa•Ec=4OGPa

Fig.1 1 - Diagrama ANan X A, / A (E =25, 30, 35 e 40 GPa).

1,6

1,46

1,4 ,45

1 ,28

1,2 .1271,18

N/150 1

• experimental 0,890,8 analítico (com E e Esrt experimentais) 0,85

O aflalítïco (com E e analíticos)O 69• analítico (com E analítico e experimental)

0,6 • analítico (com E experimental e analítico) 0,57

1 0,460,4

O 1 2

n2 do provete

Fig.12 - Diagrama N / 150 X n° do provete.

Tab. 12 - Esforço normal avaliado no provete 3 com a introdução na equação (10)de E avaliado in situ ou por via da expressão (5).

Provete 3 (com E determinado in situ)

de um valor

E (kN/m2) ( Esr (xlO-6) ( (xlO-6) A (m2) [ A1 (m2) Ar (m2) [ Napi,an (kN) Napi,an/150

25,5x106 ( 107,4 [ 661,4 4,52x10-4 1,13x104 36,25x10-4 [ 194 1,29

Provete 3 (com E avaliado em função da resístência do betão à compressão)

E (kN/m2) rt (x106) 1 Et (xlO-6) } A (m2) A1 (m2) 1 Ar (m2) Napi,an (kN) 1 Napi,an/150

32,8x106 107,4 661,4 ] 4,52x10-4 1 1,13x10-4 ] 36,25x10-4 239,5 ] 1,6

4.5 Comparação de Resultados

Com os resultados obtidos na avaliação analítica do módulo de elasticidade dobetão (por via de sua resistência à compre-

ssão) e da extensão no varão de aço devidaà retracção, variou-se o valor de entrada de

e (experimental ou analítico) naequação (10).

A Fig.12 apresenta um diagrama

29

N / 150 X n° do provete, no qualpontos a partir de valores de Nexperimentalmente através dos(Nexp) e analiticamente através da(10).

A análise dos resultados apresentadosna Fig. 12 permite concluir que o erro ao seempregar a técnica diminui introduzindo-sena equação (10) um valor para o módulode elasticidade do betão (E) obtidodirectamente in situ.

5. EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Para a aplicação da técnica utilizando--se a equação (10), foi moldado umprovete de betão armado idêntico emtermos de dimensões, geometria e secçãotransversal, àqueles construídos durante acalibração da técnica no laboratório. Oprovete foi submetido a uma carga axial de150 kN, da mesma forma utilizada nosensaios de calibração do método. A extensão no varão de aço devida à retracção foideterminada através do REBAP, enquantoque o módulo de elasticidade do betão foiavaliado in situ, seguindo a forma utilizadadurante o trabalho experimental, e indirectamente através da equação (5).

Para a determinação da extensão novarão de aço devida à retracção, porintermédio do REBAP, foi feito umacompanhamento desde a descofragem doprovete, até o momento da colocação domesmo na prensa (28 dias), da humidaderelativa e da temperatura ambiente.

O valor médio da tensão de rotura àcompressão (fcm,j) foi avaliado através doensaio à compressão de nove cubosmoldados durante a betonagem do provete.

A Tab. 2 apresenta os resultadosalcançados, concluindo-se da mesma que adiferença entre o esforço normal avaliadoin situ (por intermédio da equação (10)) e aforça axial aplicada de 150 kN nãoultrapassou 30% para um valor de Eintroduzido na expressão (10) avaliado insitu, e que a mesma diferença aumentoupara 60% com o emprego na mesmaequação de um valor de E obtido por

intermédio da equação (5).

6. CONCLUSÕES

No presente trabalho, apresenta-seuma técnica desenvolvida no IST para aavaliação in situ do estado de tensão empilares de betão armado, baseada nalibertação das tensões num dos varões deaço, designado Método de Corte deArmaduras. Apresentam-se todo o trabalhoexperimental executado, os resultadosobtidos experimentalmente, as principaisgrandezas intervenientes na técnica e umacomparação dos resultados experimentaiscom os obtidos por intermédio de umarelação empírica proposta.

Em relação ao Método de Corte deArmaduras, as principais conclusões são:1) O valor da tensão total libertada no

varão é sempre um majorante do valorda tensão devida as cargas aplicadas.

2) O erro ao se aplicar a técnica diminui namedida que se empregue na formulaçãoproposta um valor para E obtidodirectamente in sim.

3) A variação de tensão no varão devida àabertura do roço diminui, para umamesma geometria do roço, com oaumento do módulo de elasticidade dobetão. No entanto para valores usuais domódulo de elasticidade do betão (entre25 e 40 GPa) e para uma relação Ar / Aentre O e 0,12, a variação de tensão novarão devida a abertura do roço é poucoinfluenciada pelo valor de E.

4) A grande vantagem desta técnica é asimplicidade em termos tecnológicossem perda de eficiência.

As principais recomendações para arealização do ensaio in situ são asseguintes:1) as dimensões do roço devem ser as mais

reduzidas possível;2) o roço deve ter uma secção transversal

aproximadamente rectangular, com umaespessuar mínima mas suficiente paradeixar o varão, a ser instrumentado,livre de betão em seu redor;

3) a largura do roço deve ser em função do

surgemobtidosensaios

equação

30

espaçamento da armadura longitudinaldo pilar, não devendo ultrapassar $ cm;

4) o roço não deve ser aberto na região deum varão localizado no canto do pilarpara reduzir possíveis efeitos de flexãodesviada;

5) o roço deve ter uma altura de aproximadamente 12 cm, para permitir que ocorte do varão de aço se faça numasecção distante aproximadamente 7 cmdo eixo do extensómetro.

Sugere-se, para que o erro cometidona avaliação da tensão devida às cargasaplicadas seja menor, que o módulo deelasticidade do betão seja avaliado atravésde ensaios à compressão de carotesextraídas in situ.

Em relação à quantificação do esforçoaxial a partir dos resultados do ensaiosugere-se que a extensão no varão de açodevida à retracção e à fluência sejamavaliadas por intermédio do REBAP.

7. REFERÊNCIAS

[1] Abdul-Rahman, A.; Ryall, M. J. -

“Assessment of in situ stresses inprestressed concrete bridges” - 2’’ Int.Conference on Bridge Management,University of Surrey, Guilford, 1993.

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[3] Brookes, C. L.; Buchner, 5. H.;Mehrkar-Asl, S. - “Assessment ofstresses in post-tensioned concretebridges” - 1st Int. Conference on BridgeManagement, University of Surrey,Guilford, 1990.

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[5] Coutinho, A. S.; Gonçalves, A. -

“Fabrico e propriedades do betão, Vol.

III” - LNEC, 2 edição, 1994.[61 Nevilie, A. M. - “Propriedades do

Concreto” - Ed. PINI, 1982.

[71 Padilha, M. A. C. - “Medição detensões residuais pelo método do furo”- Curso de especialização emengenharia da soldadura, I$Q, 1993.

[8] Rocha, M.; Silvério, A. - “A newmethod for the complete determinationof the state of stress in rock masses” -

Memória 329, LNEC, 1969.[9] REBAP - “Regulamento de estruturas

de betão armado e pré-esforçado” -

Decreto-Lei n° 349-C/83[lOJRyall, M. 1. - “A stressmeter for

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[11]Santos, J. R. L. - “Avaliação in sítu doestado de tensão em pilares de betãoarmado” - Dissertação de mestrado,IST/UTL, 1997.

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