Laudo Técnico de Engenharia - Teste de Prova de Carga - Brasília - DF.

Bem vindo ao meu blog Rudini Rodarte Arquitetura e Construção de engenharia e aqui utilizo uma linguagem de simples compreensão para fins de entendimento daqueles que são neófitos (leigos) no assunto e possam assim aprender de maneira mais fácil.

 

Quero agradecer a participação e a presença especial  do Engenheiro Civil Dr. Lenildo Santos da Silva.

 

 

Assunto de hojeTeste de Prova de Carga Não destrutivo com o uso de água.

Em nosso cotidiano de engenharia e também de pessoas comuns, surgem situações necessidades e também de dúvidas relacionados a resistência de algum elemento estrutural, seja pilar, viga ou até mesmo uma laje, sendo de maneira comum, escutarmos aquela velha pergunta – será quanto de peso eu posso colocar nessa laje “doutor”? Por vezes, vemos essa situação principalmente quando temos um caso aonde a arquitetura e projeto da residência, é de arquitetura térrea e o proprietário quer realizar um acréscimo construindo um andar acima do existente, há também outros exemplos como no caso de um comercio e o comerciante deseja colocar uma carga diferente em determinada laje, como um carro, alimentos ou etc, ou quando também possuímos um local e queremos fazer de auditório ou salão de festas. Enfim, diversas situações do cotidiano.

 

 

 Foto 01 - Estrutura de residência na região do Jardim Botânico em Brasília - DF.

 

 

Para tanto, diante da situação, podemos realizar algumas verificações no local com fins de verificação da estrutura existente e quando possível, analise do projeto de estrutura e de fundações para assim estipularmos uma carga possível para aquela área a ser utilizada a carga. Entretanto, esse método ele é de pouca segurança e servindo apenas para uma possível mensuração de carga pelo simples fator de desconhecermos como foi construído a edificação, os materiais utilizados e como foram aplicados.

 

 

 

Galeria de fotos diversas em Brasília - DF.

 

 

Não se desespere... Há sempre a uma luz no fim do túnel!

 

 

 

 

 

Para isso a engenharia civil possui diversos testes de verificação e hoje, nos ateremos ao teste de prova de carga não destrutivo utilizando a água como carga em piscinas de vinil sobre a laje utilizando como balizamento a norma NBR 6120.

 

 

Para isso precisamos de:

 

Piscinas de Vinil;

Deflectômetro;

Notebook;

Prancheta;

Engenheiro Civil especializado na área;

Caminhão pipa de água;

Tempo (muitas horas acompanhando os dados do lançamento da carga).

 

 

 Foto 2: Sistema de carregamento aplicado às lajes de um colégio em Águas Claras - DF.

 

 

 

 Foto 3: Sistema de carregamento aplicado às lajes de um colégio em Águas Claras - DF.

 

 

 

 Foto 4: Visão geral de um deflectômetro instalado.

 

 

 

Galeria de fotos relativas ao teste de carga não destrutivo.

 

Roteiro Resumido do Teste de Carga:

 

  1. Verificação da documentação existente da edificação (quando houver);

  2. Verificação dos elementos estruturais in loco que compõe a edificação (pilares, vigas e lajes);

  3. Desenvolvimento de paramentos de cargas possíveis a serem aplicadas sobre o elemento estrutural, no caso do vídeo, uma laje pré-moldada para fins de utilização de carga de auditório.

  4. Levantamento do material a ser utilizado, quantidade de água, vinil, deflectômetro, rádios e outros equipamentos afins do serviço;

  5. Instalação dos equipamentos e das piscinas;

  6. Aplicação da carga (água) gradativamente dependendo muito da estrutura que está sendo estudada e dos deslocamentos esperados, ou seja, é estabelecido um parâmetro de tempo de aplicação entre uma carga e outra e são coletados esses dados no deflectômetros de acordo com que são aplicadas as cargas. Para isso, aguardamos a estabilização da carga para assim coletarmos os dados e analisarmos os deslocamentos de acordo com o proceder do teste.

  7. Montagem da curva de deslocamento e a sua análise por planilha ou software (durante a execução do teste).

  8. Analise dos resultados obtidos e elaboração do laudo técnico atestando os resultados alçados.

 

Resumo desse teste:

 

Esse teste iniciou-se no dia 08/12/2017 em uma sexta-feira às 20:00 e deu seu termino no dia 10/12/2017 em um domingo às 12:00. Eram esperados 60 mil litros de água. Entretanto, a estrutura suportou de forma segura a metade desse valor, ou seja, 30 mil litros de água.

 

Veja o nosso vídeo a forma ao qual executamos esse ensaio / laudo técnico.

 

 Vídeo 01: de Laudo Técnico de Teste de Carga não Destrutivo.

 

 Vídeo 02: continuação de Laudo Técnico de Teste de Carga não Destrutivo.

 

 

Conclusão:

 

Esperávamos a resistência de carga de 300 kgf /m². Entretanto, com a análise dos dados, conseguimos chegar aos 200 Kgf /m², ou seja, de uma forma simples de se entender, pode-se fazer uso do local da cobertura assumindo de duas a três pessoas por metro quadrado.

 

Porém, neste caso específico devemos como profissionais alertar ao cliente que ele deve tomar o devido cuidado em relação a carga de cadeiras, mesas ou qualquer outro tipo de carga que será imposta sobre a laje e também o tipo de evento que será realizado por conta do efeito dinâmico na estrutura (pessoas andando, dançando ou paradas).

 

Sendo assim podemos chegar a conclusão de que nesta devida área pode-se submeter a carga de 300 pessoas tranquilamente haja vista da área possuir quase 300m². Contato, para que o cliente esperava o resultado foi extremamente satisfatório.

 

Pensando em fazer mais uma laje? Transforma laje de cobertura em área de lazer? Teste de resistência de pilar? Faça como o nosso cliente, entre em contato e solicite um orçamento para verificação de qual carga pode ser imposta a estrutura que você possua.

 

Trabalhamos também com projetos de arquitetura, estrutura, fundação, elétrico, hidráulico, esgoto, laudo técnico, obras, reformas e outros.

 

Quer saber mais um pouco sobre o nosso artigo? Logo abaixo estarei detalhadamente relatando-o.

 

Parte Técnica - Estudantes de engenharia, engenheiros ou arquitetos.

 

 

1. Introdução

 

Nós esperamos que a estrutura de concreto armado atenda os requisitos mínimos de funcionalidade, segurança e aspecto estético que lhe sejam exigidos em função das ações e influências urbanas (poluição, acidentes e etc) e ambientais (chuva, vento, maresia e etc) que venham a atuar sobre a mesma durante sua vida útil.

 

Tem-se analisado ao longo do tempo que está ocorrendo uma grande degradação dessas estruturas, em consequência de determinados problemas patológicos, associados ao uso ou ambiente em que essas estruturas estão inseridas.

 

Para tanto, em alguns momentos é necessário a verificação das condições estruturais da edificação para que assim seja mantida a sua segurança ou até mesmo em situações mais graves, a realização de um reforço estrutural.

 

Hoje estarei abordando os aspectos relativos ao teste de prova de carga não destrutivo como ferramenta de verificação.

 

2. Objetivo

 

O objetivo principal deste ensaio é de verificação da capacidade de carga das lajes da cobertura de uma escola com vistas à utilização como cobertura com acesso ao público, conforme preconiza a NBR 6120/80, o teste foi realizado considerando como carga de trabalho de 300 Kgf / m².

Para tanto, foi considerado como aceitável um deslocamento máximo de L/350 conforme a NBR 6118/2014, onde L é o menor vão da laje, ou seja, admite-se um deslocamento máximo de 11mm (3850/350) no centro da laje para atender o estado limite de serviço para cargas acidentais de pessoas. No caso das vigas este deslocamento é de 28mm (10.000/350). Com relação à fissuração é aceitável abertura de fissura da ordem de 0,3mm.

 

3. Aspectos Normativos e Roteiro

 

3.1 Obrigatoriedade de um ensaio de prova de carga

 

Em alguns países, existem regulamentos que estabelecem que certas estruturas de uso público (como pontes, por exemplo) devam ser entregues mediante uma prova de carga. Do mesmo modo, também estabelecem situações específicas, onde uma prova de carga deve ser executada obrigatoriamente.

 

No Brasil, a postura adotada, em relação às estruturas de concreto usuais, é a de que, se estas forem executadas de acordo com o projeto e se os materiais empregados forem aprovados nos ensaios de controle de qualidade, admite-se a aceitação automática da estrutura. Para as obras viárias, são empregados os mesmos critérios relativos à qualidade dos materiais, fazendo-se, paralelamente, uma verificação do projeto estrutural.

 

De acordo com a norma brasileira NBR 9607 (1986), uma prova de carga é recomendada em casos de eventual alteração das condições de utilização da estrutura, no caso de fases construtivas que acarretem solicitações excepcionais em parte da estrutura, após acidentes ou anomalias observados durante a execução ou utilização de uma estrutura, na falta total ou parcial de elementos de projeto, quando as condições construtivas são desconhecidas ou com a finalidade de estudar o comportamento de estruturas.

 

As provas de Carga Regulamentares são todas aquelas exigidas por prescrições técnicas, instruções ou regulamentos específicos, onde o comportamento da estrutura em serviço deve ser comprovado, como é o caso das pontes rodoviárias e ferroviárias e têm por objetivo comprovar a adequada concepção e execução das obras frente às cargas as quais estarão submetidas.

 

As Provas de Carga como Informações Complementares são aquelas efetuadas em ocasiões em que se mostre necessária à obtenção de informações complementares da estrutura. Por exemplo, no caso da ocorrência de problemas durante a fase de construção da edificação.

 

As Provas de Carga para Avaliar a Capacidade Resistente são aquelas utilizadas como meio de ser avaliada a segurança da estrutura.

 

3.2 Intensidade de carregamento

 

A intensidade do carregamento a ser aplicado durante uma prova de carga é parâmetro diferenciado entre os códigos avaliados.

 

A norma brasileira, NBR 9607 (1986), ao mencionar sobre o valor da carga de teste, propõe um valor numérico, denominado "fator de carregamento", que tem por finalidade indicar o nível de solicitação a que deve estar submetida uma seção ou ponto da estrutura durante uma prova de carga. O fator de carregamento é expresso por:

 

sendo que Fe é o esforço solicitante teórico devido ao carregamento de prova de carga e Fd é o esforço solicitante teórico devido ao carregamento de projeto.

 

Também são estabelecidos dois parâmetros pela norma, a "eficiência do carregamento" e o "fator de segurança do ensaio", Fs . A eficiência do carregamento é o menor valor obtido para o fator de carregamento e o fator de segurança do ensaio, Fs , é o menor valor obtido para as relações entre os esforços resistentes (Fu) e os esforços solicitantes (Fe), ocasionados pelo carregamento de prova. Fs é expresso por:

 

 

 

sendo que Fu é o esforço resistente último teórico da seção.

 

A Tabela 2, apresentada pela NBR 9607 (1986), estabelece o fator eficiência do carregamento em função do tipo e emprego do ensaio de prova de carga.

 

Já o ACI-318 (2002) especifica que o carregamento total do ensaio (incluindo carga permanente) aplicado nas estruturas não deverá ser menor que 0,85 (1,4D + 1,7L), onde D é a carga permanente e L é a carga variável, sendo permitida a redução de L de acordo com as exigências aplicadas pelos códigos gerais de construção. É, portanto, uma carga equivalente a 85% da carga de projeto.

 

Em testes para verificar as condições de serviço, o valor da carga deve ser menor que o valor especificado em projeto. Já em testes para definir o máximo carregamento de serviço, o valor máximo de carregamento é aquele que corresponde aos limites de deformação da estrutura ou aos limites permitidos para abertura de fissuras. Da mesma forma, em testes para verificar a capacidade de resposta da estrutura sob carga, o valor máximo de carregamento deve ser aquele determinado a partir da resistência última dos materiais, correspondente à situação de início de escoamento do aço ou da resistência característica à compressão do concreto.

 

3.3 Critérios de aceitação da estrutura sob avaliação

 

Um critério de aceitação, isto é, de comprovação efetiva do comportamento da estrutura sob carga, nem sempre é consenso geral entre os códigos avaliados.

 

A norma brasileira, NBR 9607 (1986), estabelece critérios de aceitação via comprovação do comportamento esperado em projeto. Para tanto, devem ser analisados, na memória de cálculo, os seguintes aspectos: critérios de projeto, normas utilizadas, materiais especificados, carregamentos de projeto, coeficientes de segurança e relações entre as quantidades de materiais resultantes do dimensionamento e as existentes na estrutura. Nos casos onde os registros técnicos não são conhecidos ou insuficientes, as investigações sobre a estrutura devem ser desenvolvidas através de inspeções à obra e através de consultas a referências relativas à época da sua execução, devendo ser avaliados os seguintes aspectos:

 

(a) Características geométricas: execução de plantas "como construído", das fôrmas, vinculações, juntas, etc.

 

(b) Utilização prevista originalmente para a estrutura: sua finalidade original ou classe de rodovia ou ferrovia para a qual foi projetada.

 

(c) Condições de solicitações a que a estrutura já foi submetida: intensidade e freqüência das cargas atuantes.

 

(d) Idade da estrutura.

 

(e) Normas vigentes por ocasião de sua execução: hipóteses de cálculo, materiais disponíveis, coeficientes de segurança prescritos.

 

(f) Análise de obras similares construídas na mesma época.

 

Um aspecto salientado pela norma brasileira é a análise imediata dos resultados. Essa análise deve ser feita após cada etapa do carregamento, com especial atenção para as análises dos resíduos de deformação e deslocamentos obtidos após os descarregamentos, pois esses valores indicarão o comportamento elástico da estrutura. A norma exige pelo menos quatro etapas de controle.

 

Em seu comentário sobre o critério de aceitação, o ACI-318 (2002), menciona que, em geral, a estrutura submetida a uma prova de carga é aprovada se não se notam evidências de ruptura. Essas evidências são fissuras com aberturas e/ou comprimentos excessivos, lascamentos, e até deslocamentos que comprometam a segurança da estrutura. Quando existem evidências de ruptura durante o teste não é permitido realizar um outro ensaio e o elemento testado não poderá ser posto em serviço sem uma avaliação com um carregamento de baixa intensidade.

 

Quanto ao máximo deslocamento, essa mesma norma estabelece que a estrutura sob carga irá satisfazer os critérios de aceitação se:

 

onde: máx representa a medida do máximo deslocamento; rmáx, o valor do deslocamento residual máximo; lt é o vão do elemento a ser testado e h é a altura do elemento.

 

Se as equações (3) e (4) não forem verificadas e, no caso da não observância de iminência de ruptura já descrita, é permitida a repetição do teste. Essa repetição deve ser feita 72 horas depois de removida a carga do primeiro teste. Nesse caso, a parte da estrutura na qual se repetirá o teste será considerada aceitável se:

onde: fmáx é o máximo deslocamento medido no segundo teste, relativo à posição inicial da estrutura no segundo teste.

 

Já a Rilem, TBS-2 (1984), estabelece modos específicos de caracterização da ruptura durante um teste de carga. A ruptura da estrutura é caracterizada quando ela, ou parte dela, entra em colapso, se torna instável, a deformação aumenta sem o aumento de carregamento e o deslocamento vertical é igual ou superior a L/50 (sendo L o vão do elemento testado).

 

Considerados estes modos de ruptura e dividindo-se os testes de carga naqueles em que se tem conhecimento da provável resposta da estrutura sob carga e naqueles em que o desconhecimento deste comportamento é total (estruturas sem projeto conhecido), parâmetros de aceitação da estrutura são especificados.

 

A aceitação, desconhecendo-se a capacidade de resposta da estrutura sob carga, está ligada a não ocorrência de aberturas-limites de fissuras e, da mesma forma, na ausência de deslocamentos verticais e deformações que excedam valores limites preestabelecidos. Já a aceitação, conhecendo-se a capacidade de resposta da estrutura, é dada se os deslocamentos verticais máximos obtidos não excedem o valor limite preestabelecido em 20% para o concreto armado e em 25% para o protendido.

 

No caso da norma australiana, AS 3600 (2001), existem critérios de aceitação relacionados à resistência e ao deslocamento. A aceitação quanto à resistência é verificada, se o elemento, carregado com a carga de projeto, for capaz de ficar, pelo menos, 24 horas sem ocorrer danos significativos, como lascamentos ou fissuração excessiva. Já a aceitação quanto ao deslocamento é verificada, quando o elemento atende a condição de resistência sem alcançar os valores-limites de deslocamentos estabelecidos na Tabela 3.

 

 

 

Para a recomendação espanhola EHE (1998), os critérios de aceitação são estabelecidos em função da classificação da prova de carga, feita pela mesma. Para as Provas de Cargas Regulamentares e para as Provas de Cargas como Informações Complementares, de um modo geral, exceto em situações especiais justificadas, os resultados dos ensaios serão tomados como satisfatórios se não aparecerem fissuras que não correspondam ao previsto em projeto e os deslocamentos verticais, rotações e freqüências de vibrações medidas não excedam os valores de projeto em mais de 15% para o concreto armado e em mais de 10% para o concreto protendido.

 

Segundo essa mesma norma, no caso das Provas de Carga para Avaliar a Capacidade Resistente, os resultados do ensaio serão considerados satisfatórios quando não surgirem fissuras não previstas em projeto e o deslocamento vertical máximo for inferior a l² /20000h, sendo que, l é o vão de cálculo e h é a altura do elemento. Retirada a carga e transcorridas 24 horas, o deslocamento vertical residual deverá ser inferior a 25% do máximo registrado nesse ciclo de carga, no caso de elementos em concreto armado, e inferior a 20%, no caso de elementos de concreto protendido. Caso esses valores-limites de deslocamento vertical residual não sejam satisfeitos, é permitido realizar um segundo ciclo de carga e descarga depois de transcorridas 72 horas do fim do primeiro ciclo. Nesse segundo ciclo, o resultado será considerado satisfatório se o deslocamento residual obtido for inferior a 20% do deslocamento máximo registrado nesse ciclo de carga, para todo tipo de estrutura.

 

Seguindo assim, aqui vimos uma pequena introdução sobre o assunto e agora partiremos para o estudo de caso que motivou esse artigo.

 

3.4 Fator de segurança (FS)

 

O fator de segurança do ensaio é o menor valor obtido para a relação entre os esforços resistentes últimos teóricos da seção (Fu) e os esforços solicitantes (Fe) ocasionados pelo carregamento de prova.

 

A partir do cálculo do fator de segurança para as diversas lajes ensaiadas, pode-se definir a seção ou ponto crítico de uma estrutura como aquele que apresenta o menor fator de segurança do ensaio. Na edificação em questão o menor fator de segurança deve ser igual a 1,4.

 

3.5 Avaliação do estado de conservação e utilização da estrutura

 

Antes do início do ensaio foi realizada inspeção visual na edificação para identificação de possíveis danos prévios na estrutura.

 

3.6 Carregamento de Prova

 

Seguindo a NBR 9607/86 carregamento de prova pode ser definido como o “Conjunto de ações externas dimensionadas segundo critérios preestabelecidos e que, aplicados à estrutura, a submetem a esforços solicitantes de intensidades compatíveis ou representativas da finalidade prevista para sua utilização. O carregamento deve ser dimensionado de forma a não ocasionar qualquer dano de caráter irreversível à estrutura”.

 

Na estrutura em ensaio considera-se uma sobrecarga de utilização de 300 Kgf/m², mais 100Kgf/m² para regularização e piso, ou seja, carregamento de prova de 560 Kgf/m² (400 x 1,4). A partir da Análise estrutural realizada, chegou-se a uma carga, aplicada conforme a figura 1, a qual vai gerar valores de esforços e deslocamentos equivalentes à carga inteiramente distribuída na laje, ou seja, as lajes serão testadas para o carregamento apresentado na figura 1 como o valor de 600Kgf/m². Cabe ressaltar que o ponto de aplicação do carregamento foi escolhido de modo a testar a parte mais flexível da estrutura.

 Figura 01: locação das regiões carregadas.

 

 

3.7 Pontos de Controle

 

O ensaio concentrou-se na avaliação do desempenho das lajes e vigas quando submetidas a carregamentos, foram instrumentados pontos que permitiam o controle do desempenho da estrutura de acordo com as previsões para os pontos de maior deslocamento. A localização destas seções ou pontos, levou em consideração a amplitude dos efeitos a serem medidos, as seções críticas da estrutura e eventuais interesses específicos, como fissuração, juntas de dilatação, localização de alvenarias e esquadrias.

 

Os pontos de controle foram escolhidos em função da tipologia estrutural por indicarem locais de maior deslocamento vertical conforme indicado na Figura 2.

 

 Figura 2: pontos de controles.

 

3.8 Efeitos controlados

 

Durante a execução do ensaio foram controlados os deslocamentos lineares verticais nos pontos indicados conforme figura 2.

 

A abertura e propagação de fissuras foi objeto de controle sendo avaliada a cada incremento de carga e durante todo o período de estabilização dos deslocamentos.

 

3.9 Etapas de Controle

 

O limite preconizado pela NBR 6118:2014, foi o nosso balizamento para cada uma das etapas de carregamento, sendo considerado o parcelamento das cargas na laje.  Sendo adotado um aparato que permitiu um carregamento uniformemente distribuído sobre a laje testada. Carregamos a laje em 5 (cinco etapas).

 

3.10 Efeitos das Condições Ambientais Sobre a Estrutura

 

Tendo em vista as dimensões da edificação em questão e o tempo de ensaio, não foi necessário levar em consideração os efeitos devidos à variação de temperatura na estrutura.

 

3.11 Planejamento e controle da execução da prova de carga

 

De acordo com a norma brasileira de execução de provas de carga “O desempenho da prova de carga depende, entre outros fatores, da perfeita coordenação entre aplicação do carregamento na estrutura, medição de seus efeitos, análise imediata dos resultados e liberação do carregamento. Estas atividades devem ser supervisionadas por um técnico capacitado a decidir, em cada etapa do ensaio, sobre o prosseguimento ou não do carregamento”, o planejamento da prova de carga em questão levara em consideração todas estas recomendações de modo a garantir a execução adequada da mesma, destacando-se o fato do ensaio ser não destrutivo.

 

3.12 Registro de dados

 

Todos os aspectos relativos à instrumentação, unidades de medida, etapas de carregamento, condições ambientais, data e horário das leituras constarão do formulário de registro dos dados de ensaio. A previsão teórica para a laje instrumentada será apresentada em tabela que correlaciona carga com deslocamento. Imediatamente antes de iniciar o ensaio e após cada etapa de carregamento, serão efetuadas inspeções na estrutura, visando detectar eventuais anomalias. Qualquer ocorrência será registrada para futura analise. Serão efetuados registros fotográficos das partes mais significativas ao longo de todo o ensaio.

 

A Figura 3 mostra um modelo de planilha a ser utilizada durante a prova de carga.

 

Figura 3: modelo de planilha para acompanhamento dos serviços.

 

3.13 Análise imediata dos resultados

 

Todos os dados coletados serão registrados imediatamente em computador pessoal para confrontar resultados esperados com resultados obtidos durante todo o ensaio. Tal medida visa garantir a segurança do pessoal envolvido e a integridade da estrutura. A partir da análise efetuada após cada etapa de carregamento será decidida a liberação da estrutura para as etapas posteriores. Serão analisados os resíduos obtidos após o descarregamento das etapas parciais, com a finalidade de obter indicadores do comportamento plástico da estrutura.

 

3.14 Causas de eventuais desvios

 

Ao ser interrompida ou encerrada a prova de carga, serão pesquisadas as causas de eventuais desvios das medidas em relação às previsões teóricas. Observando-se os seguintes aspectos:

 

a) estruturais:

  • comportamento não previsto;

  • abertura de fissuras;

  • comportamento não elástico;

  • obstrução ou funcionamento imperfeito de aparelhos de apoio ou juntas;

  • acomodações entre elementos estruturais por ocasião do primeiro carregamento;

 

b) ensaios:

  • funcionamento dos aparelhos;

  • referência adotada para medidas ou fixação dos aparelhos;

  • posição ou aferição do carregamento;

  • operação, leitura dos aparelhos ou registros dos dados;

  • correções dos efeitos térmicos na estrutura;

  • tempo de duração do carregamento;

c) teóricos:

  • modelo matemático;

  • erro numérico nas previsões;

  • dados de partida;

 

4 Equipamentos Utilizados

 

Para a execução da prova de carga da laje foi utilizado um conjunto de equipamentos para montagem e medição.

 

A foto 5 mostra um exemplo de um conjunto para leitura dos deslocamentos.

 Foto 5: Detalhe do conjunto para leitura de deslocamentos

 

São apresentadas a seguir as características técnicas de alguns dos aparelhos utilizados para montagem do conjunto de medição.

 

  • Verificação de elementos estruturais vigas e pilares : Rastreador de metais DMO 10E da Bosch.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

 

 

  • Medidor opto-eletrônico de fissura com precisão de 0,01mm

 

5 Descrição do ensaio

 

5.1 Montagem dos equipamentos

 

Para o sistema de medição foi montado conjunto de equipamentos para facilitar a leitura e verificar o comportamento estrutural. Para os deflectometros (Figura 4.2), as etapas de montagem são as seguintes:

  1. Escolher o ponto onde será realizada a leitura do deslocamento;

  2. Fixar barra de transferência e a base para o deflectômetro (a barra de transferência é fixada na laje utilizando corpo de esticador e os parafusos de fixação). Em casos onde o ponto de medida é muito baixo, caso das vigas no presente trabalho, não é necessária a barra de transferência;

  3. Fixar a base magnética no dispositivo metálico do tripé;

  4. Colocação do deflectômetro na base de leitura;

  5. Zerar a leitura do deflectômetro;

5.2 Lajes Carregada

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Foram aplicados carregamentos em laje previamente selecionadas, levando-se em conta sobretudo a área mais flexível da região disponível para teste. A Figura 5 apresenta as lajes carregadas e o formato do carregamento aplicado, observa-se que o ensaio foi realizado em quatro lajes contíguas.

 

 Figura 5: Lajes e vigas ensaiadas e formato do carregamento aplicado.

 

Fotografia 6: Sistema de carregamento aplicado às lajes.

 

 

5.3 Incremento dos Carregamentos

 

Foram adotados cinco incrementos nos carregamentos, conforme apresentado na Tabela 1 A medição dos deslocamentos era realizada imediatamente a cada incremento de carga, feito isto se esperava a estabilização dos deslocamentos para liberar novo incremento.

 

 Figura 6: Tabela de cargas em laudo técnico.

 

 

5.4 Comportamento Estrutural da laje

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

As leituras realizadas eram lançadas em planilha de modo a verificar as características da curva Carga X Deslocamento, sobretudo comprovar a existência de um padrão de comportamento que não indicasse plastificação da estrutura. A Figura 7 apresenta um exemplo típico de curva obtida neste tipo de ensaio.

 

 Figura 7: Modelo de gráfico CARGA x DESLOCAMENTO.

 

5.5 Alívio da Carga

 

Conforme descrito anteriormente, estavam previstos cinco incrementos de carga até se atingir o carregamento total de prova. Entretanto, devido à fissuração das vigas das fachadas, o ensaio foi realizado até a terceira etapa de carregamento (360 kgf/m2). Ao se iniciar a fissuração o carregamento foi removido imediatamente.

 

5.6 Monitoramento das fissuras.

 

Antes de iniciar a execução ensaio foi verificada a existência de fissuras, com objetivo principal de avaliar a evolução das mesmas, tendo em vista que este é um dos critérios de interrupção do ensaio. Observou-se a existência de fissuras prévia no centro de uma das vigas transversais de 10m e na viga lateral da fachada principal. Ambas fissuras na direção vertical, indicando tratar-se de fissuras de flexão e com abertura menor que 0,3mm, portanto com valor aceitável.

 

6. Apresentação dos resultados

 

As leituras realizadas eram registradas em tabelas previamente desenvolvidas e eram traçados gráficos (Carga x Deslocamento) concomitantemente aos estágios de carregamento. Essa metodologia visa verificar tempestivamente o comportamento e segurança da estrutura.

 

A Tabela 7 apresenta os valores para deslocamento medidos nos deflectômetros para cada uma das etapas de carregamento.

 

A Figura 8 mostra as curvas Carga x Deslocamento para cada um dos deflectômetros

 

 

Verificando o gráfico da Figura 8 e a Tabela 7 observamos que o comportamento da laje é essencialmente elástico, não existindo nenhum patamar que indique escoamento. Vale ressaltar ainda que os deslocamentos medidos são muito menores que os limites estabelecidos pela NBR 6118/2003, sendo o deslocamento máximo em laje igual a 1,25 mm (deflectometro 7), ou seja, este valor é apenas 11% do deslocamento máximo permitido (11mm). No caso de viga o deslocamento máximo medido foi de 0,86mm, ou seja, apenas 4% do valor máximo preconizado pela NBR 6118/2014.

 

Após aplicação do terceiro estágio de carregamento observou-se aparecimento de fissura de cisalhamento e de flexão na viga da fachada principal, conforme apresentado nas Fotografias 7 e 8.

 

 Fotografia 7: fissura de cisalhamento.

 Fotografia 8: fissura de flexão.

 

7. Analise dos Resultados e Conclusões

 

Os resultados obtidos mostram que os deslocamentos obtidos no ensaio são muito
menores que os limites estabelecidos pela NBR 6118:2003 em todos os casos.
Adicionalmente, observa-se que o deslocamento máximo ocorreu, conforme
esperado, em laje.

 

7.1 Fissuras

 

A medição das fissuras mostrou, conforme apresentado nas Fotografias 7 e 8 que o valor da abertura é inferior ao preconizado pela NBR 6118/2014. Entretanto, pelas características da estrutura com excesso de armadura positiva com o reforço realizado, as vigas tornam-se superparadas o que pode reduzir a ductilidade da estrutura e provocar ruptura frágil, sem aviso prévio. Assim, atingiu-se um critério de parada do ensaio.

 

 Foto 9: Medição de fissura de cisalhamento – valor 0,07 mm.

 

 Foto 10: Medição de fissura de flexão – valor 0,06 mm.

 

8. Conclusões


Lembramos que para uma estrutura ser considerada segura e utilizável é necessário atender a três itens básicos:


a) Durante a sua vida útil a condições originais para qual foi projetada com um baixo custo de manutenção;


b) Não apresentar aparência ou sensação que cause desconforto aos usuários;


c) Quando for utilizada indevidamente apresentar sinais visíveis de advertência
(fissuras, deslocamentos excessivos, etc). A estrutura mostrou-se extremamente rígida, entretanto o aparecimento de fissura de cisalhamento que pode levar a ruptura frágil e o próprio reforço estrutura existente nas vigas transversais que tornam estas vigas superparadas e que também em uma situação de colapso provavelmente será frágil, fizeram com que o teste tivesse que ser interrompido antes do carregamento final obtido na análise
estrutural prévia da estrutura. Tendo em vista as características da estrutura  e os resultados obtidos por meio dos ensaios entende-se que a estrutura testada poderá ser utilizada para uma carga máxima, incluindo regularização de piso e revestimento de, no máximo, 200 kgf/m2, desdeque se faça uma análise e verificação de armaduras das vigas das fachadas principais, tendo em vista que estas apresentaram fissuração.

 

9. Referências bibliográficas

 

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI-318 Building code requirements for structural concrete and commentary. Michigan: Farmington Hills, 2002.         

 

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9607 - Concreto endurecido - prova de carga em estruturas de concreto armado e protendido. Rio de Janeiro. 1986.         

 

AUSTRALIAN STANDARD AS 3600 - Concrete structures. Sydney. 2001.         

 

CÁNOVAS, M.F. Patologia e terapia do concreto armado. São Paulo. 1988.

 

CASADEI, PAOLO. ET AL. In-situ load testing of parking garage rc slabs: comparison between 24-hour and cyclic load testing. Missouri: University of Missouri - Rolla, 2003. Disponível em <http://campus.umr.edu/rb2c/publications/journal/2004/casa3.pdf > Acesso em: 20 de ago. 2004.         

 

FABER, M. H., VAL, D. V., STEWART, M. G. Proof load testing for bridge assessment and upgrading. Engineering Structures, n. 22, p. 1677-1689, 2000.   

 

HAL, W. B., TSAI, M. Load testing, structural reliability and test evaluation. Structural Safety, Elsevier Science Publishers, v.6, p. 285-302, 1989.         

 

ROCHA, P.F. Ensaios de verificação de estruturas. São Paulo: IPT, 1972.         

 

 

 

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