REFORÇO ESTRUTURAL EM PILARES. ESTUDO DE CASO

STRUCTURAL REINFORCEMENT IN PILLARS. CASE STUDY

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.11522485


Jaquis Valgr de Souza1
Marco Antonio Hurtado Vieira2
Orientador: Cláudio Roberto de Oliveira Pereira3


Resumo – Este trabalho apresenta um estudo de caso sobre o reforço  estrutural em pilares de concreto armado, com foco na investigação e solução de  problemas estruturais em um edifício residencial na cidade de Porto Velho. O edifício  em questão foi construído na década de 2000 e apresentou sinais de deterioração,  incluindo fissuras e corrosão das armaduras, levando à sua interdição em 2009. A  análise das causas identificou problemas como projeto mal elaborado, materiais de  baixa qualidade, concreto inadequado e bitola de aço inferior ao mínimo exigido pela  norma, contribuindo para a insuficiência na capacidade de compressão dos pilares.  Para resolver esses problemas, foram realizadas intervenções específicas, incluindo  o envolvimento dos pilares com novas armaduras e a aplicação de concreto com  propriedades adequadas, com o recobrimento ideal para proteção contra corrosão.  As intervenções visam reforçar a estrutura existente, garantindo sua estabilidade e  segurança a longo prazo, e prolongando a vida útil do edifício. O estudo de caso  destaca a importância de diagnósticos precisos, intervenções bem planejadas e o  uso de materiais adequados em estruturas de concreto armado com problemas de  compressão nos pilares. 

Palavras-chave: Reforço estrutural, pilares de concreto armado. 

Abstract – This work presents a case study on structural reinforcement in reinforced  concrete pillars, focusing on the investigation and solution of structural problems in a residential  building in the city of Porto Velho. The building in question was built in the 2000s and showed signs of  deterioration, including cracks and corrosion of the reinforcement, leading to its closure in 2009. The  analysis of the causes identified problems such as poorly designed design, low quality materials,  inadequate concrete and gauge of steel lower than the minimum required by the standard, contributing  to the insufficient compression capacity of the pillars. To resolve these problems, specific interventions  were carried out, including wrapping the pillars with new reinforcement and applying concrete with  appropriate properties, with the ideal coating to protect against corrosion. The interventions aimed to  reinforce the existing structure, ensuring its long-term stability and safety, and extending the useful life  of the building. The case study highlights the importance of accurate diagnoses, well-planned  interventions and the use of appropriate materials in reinforced concrete structures with compression  problems in the columns. 

Keywords: Structural reinforcement, reinforced concrete pillars.

1. INTRODUÇÃO 

Os pilares representam elementos fundamentais na estrutura de  edificações, desempenhando o papel crucial de suportar e transmitir cargas verticais  para as fundações. No entanto, ao longo da história da Engenharia Civil, tem-se  observado que diversos fatores, como ação de agentes externos, falhas de projeto  ou execução, e mudanças nas condições de uso, podem comprometer a capacidade  de carga e segurança desses elementos estruturais.  

A segurança estrutural é um requisito primordial para qualquer  construção, conforme estabelecido pelas normas técnicas e regulamentações da  Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). A garantia de segurança,  estabilidade e durabilidade das estruturas ao longo de sua vida útil é essencial para  a preservação do patrimônio construído e a segurança dos ocupantes.  

Infelizmente, casos de ruína de pilares devido a falhas de projeto,  execução ou uso inadequado não são incomuns, podendo resultar até mesmo no  colapso de edificações. Diante desses desafios, o reforço estrutural em pilares  emerge como uma solução crucial para garantir a estabilidade e a integridade das  construções, especialmente em estruturas antigas ou com falhas estruturais.  

O presente trabalho tem como objetivo investigar e analisar o método de  reforço estrutural em pilares utilizado em um artigo científico relevante sobre o tema,  bem como realizar a revisão e avaliação do pilar localizado na cidade de Porto  Velho, Rondônia.  

Por meio dessa análise detalhada, busca-se identificar a eficácia,  aplicabilidade e limitações do método de reforço em diferentes contextos,  contribuindo para o aprimoramento das técnicas empregadas na engenharia  estrutural. Para atingir esse objetivo principal, os objetivos específicos incluem  realizar uma revisão bibliográfica detalhada sobre o método de reforço estrutural em  pilares abordado no artigo selecionado, analisar criticamente o método aplicado no  contexto do artigo, revisar e avaliar a estrutura do pilar em Porto Velho, e comparar  os resultados e conclusões obtidos em ambos os casos.  

A análise desses casos permitirá uma compreensão mais aprofundada  dos desafios e soluções relacionados ao reforço de pilares em diferentes cenários,  contribuindo para a aplicabilidade prática dos resultados obtidos e para o avanço  contínuo da engenharia estrutural.

2. OBJETIVO 

O presente trabalho tem como objetivo investigar e analisar o método de  reforço estrutural em pilares de concreto armado, avaliando sua eficácia,  aplicabilidade e limitações no caso estudado. Por meio de uma revisão detalhada da  literatura e análise crítica de estudos de caso, busca-se identificar as melhores práticas e recomendações para profissionais da área, visando aprimorar as técnicas  empregadas no reforço de pilares e contribuir para o avanço da engenharia  estrutural. 

Para atingir esse objetivo principal, os objetivos específicos são: 

Reunir os procedimentos de dimensionamento de reforço estrutural  de pilares e as etapas a serem seguidas para uma correta execução.

Realizar uma revisão bibliográfica detalhada sobre os métodos de  reforço estrutural em pilares e os principais conceitos relacionados ao tema. 

Selecionar um artigo científico relevante que abordem o tema do  reforço estrutural em pilares e que apresentem procedimentos de reforço aplicados  em situações reais.  

Analisar os procedimentos de reforço utilizados estrutural utilizado  em um pilar na cidade de Porto Velho/RO. 

Comparar os resultados e as conclusões dos dois artigos  analisados, identificando semelhanças, diferenças e pontos de destaque em cada  estudo.  

Demonstrar os conceitos e as técnicas de reforço estrutural  aplicados em cada situação. 

3. METODOLOGIA 

O estudo de caso foi conduzido no edifício Aquarius Residence, localizado  em uma área estratégica da cidade de Porto Velho, situado na interseção da  Avenida 7 de Setembro com a Rua México, no bairro Embratel. 

O edifício Aquarius Residence teve sua obra iniciada nos anos 2000 e foi  interditado no ano de 2009 devido a problemas estruturais, incluindo fissuras e  corrosão das armaduras nos pilares. O problema principal foi a insuficiência na  capacidade de compressão dos pilares. Até o presente momento, o edifício  permanece paralisado devido a esses problemas.

Figura 1 – Localização do trecho estudado

Fonte: Google (2024)

Os critérios de avaliação tiveram como base consultas a órgãos  governamentais, sites e artigos científicos. Foram consultados dados processuais  judiciais relacionados ao caso, uma vez que o processo ainda está em tramitação na  justiça.  

Em relação à visita in loco para verificar a situação, é importante destacar  que não foi possível estar presente durante a intervenção no pilar. A visita ocorreu  posteriormente, após a conclusão do reforço, entretanto, não foi possível acessar o  ambiente interno do edifício. Uma foto foi obtida no dia da intervenção, que serviu  como referência para a análise. 

4. REFERENCIAL TEÓRICO 

A qualidade dos serviços de recuperação de estruturas de concreto  depende da avaliação de um profissional da área justificando a necessidade de um  estudo detalhado para cada caso. Sob essa ótica pode-se definir os tipos de  materiais, equipamentos e técnicas adequadas para a execução de cada serviço. Os  serviços de reforço requerem sempre a prévia elaboração de trabalhos de cálculo  estrutural, sejam estes derivados de necessidade de alteração na funcionalidade da  estrutura, por exemplo, aumento da carga de utilização, ou como consequência de dano sofrido pela mesma, casos em que o reforço estará inserido nos trabalhos de recuperação (SOUZA; RIPPER, 1998). Deve-se observar também que muitos usuários  que contratam serviços de recuperação estrutural acham desnecessário o cálculo da  estrutura, esquecendo que só a partir do mesmo pode-se definir ou proceder a um  reforço (SOUZA; RIPPER, 1998). Cada tipo de reforço segue um conjunto de normas  para projeto, onde as mesmas orientam no dimensionamento e serão apresentados  ao longo da revisão. 

Ressalta-se que as referências bibliográficas mencionadas recomendam  também a consideração do cintamento apenas para pilares curtos. No caso de  pilares esbeltos há que se levar em conta outros procedimentos, como também deve  ser verificado os limites de deformação de cada elemento e eventuais acréscimos de  carga em vigas e lajes. Há também a possibilidade de reforço de pilares através do  uso de elementos metálicos e compósitos com fibras de carbono. Ambos os  métodos visam conferir comportamento similar ao reforço por concreto armado,  porém devem ser observadas as particularidades de dimensionamento de cada  procedimento, bem como suas limitações, como resistência ao fogo, por exemplo, no  caso de incêndios. (CHOI et al., 2010; PÁDUA et al., 2012; CAMPIONE et al., 2014). 

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 

A estrutura de concreto armado apresentou sérios problemas poucos  anos após o início da construção. Com uma estrutura convencional de concreto  armado e vedação do tipo bloco cerâmico, o edifício foi erguido até o 12º pavimento,  conforme planejado. No entanto, durante a fase inicial do reboco, foram identificados  problemas estruturais significativos. Um diagnóstico inicial revelou que a capacidade  de compressão dos pilares era insuficiente, representando um risco substancial para  a segurança do edifício. Portanto, a construção foi paralisada. 

6. ANÁLISE DAS CAUSAS 

O edifício foi interditado, o que levou à constatação de problemas graves  de compressão nos pilares. O que podemos descrever sobre a força de compressão  é uma das principais cargas que atuam em pilares de concreto armado. Quando  uma estrutura é submetida a uma carga de compressão, as partes da estrutura são  pressionadas umas contra as outras. No caso de pilares de concreto armado, a força  de compressão age no sentido vertical, empurrando o concreto e as armaduras para baixo. A função principal dos pilares é suportar as cargas verticais, como o peso da  própria estrutura, das lajes, das paredes e dos elementos sobrepostos. Quando uma  carga é aplicada em um pilar, este transfere essa carga para as fundações,  distribuindo-a de maneira uniforme e segura para o solo. Mas, é importante notar  que os pilares também estão sujeitos a outros tipos de cargas, como cargas laterais  de vento ou devido a movimentos sísmicos. Nestes casos, os pilares também podem  estar sujeitos a forças de flexão e cisalhamento, além da compressão. 

A análise das causas dos problemas estruturais foi realizada através de  laudo técnico de vistoria e constatação produzido pelo ministério público realizado  em 10/07/2009. O Engenheiro civil Egydio Hervé Neto emitiu parecer técnico sobre  as prováveis causas do evento de “Ruptura Brusca de pilar por Esmagamento de  Concreto”, o qual apontou a existência de “subdimensionamento da estrutura  resultante da não consideração de cargas importantes que atuam sobre os  elementos estruturais”, que podem ser caracterizadas: 

Projeto mal elaborado: Um projeto estrutural inadequado pode  resultar em problemas de segurança e estabilidade na construção. Isso pode incluir  erros no dimensionamento dos elementos estruturais, falta de consideração de  cargas externas e internas, ou falhas no projeto de fundação.  

Materiais utilizados: A escolha dos materiais de construção é crucial  para a durabilidade e resistência da estrutura. O uso de materiais de baixa  qualidade, adulterados ou não conformes com as especificações técnicas pode  comprometer a integridade da construção, tornando-a mais suscetível a danos e  deterioração prematura.  

Qualidade do concreto: O concreto é um dos materiais mais  utilizados na construção civil, e sua qualidade desempenha um papel fundamental  na resistência e durabilidade da estrutura. Problemas como baixa resistência,  excesso de porosidade, segregação ou má cura do concreto podem comprometer a  capacidade de suportar cargas e aumentar o risco de fissuração e deterioração.  

Corrosão: A corrosão das armaduras de aço é um problema comum  em estruturas de concreto armado, especialmente em ambientes agressivos, como  regiões litorâneas ou áreas urbanas com alta poluição atmosférica. A corrosão reduz  a seção transversal do aço, enfraquecendo a estrutura e aumentando o risco de  falha estrutural. 

Figura 2 – Pilar afetado

Fonte: Internet

Conforme definição da ABNT NBR 6118:2014, os pilares são elementos  lineares de eixo reto, usualmente verticais, onde são preponderantes os esforços de  compressão mas não podem ser desprezados os esforços horizontais e momentos.  São responsáveis pela transmissão das cargas da estrutura às fundações e são  agentes importantes da estabilidade global de um edifício, portanto, a sua falha ou  desempenho insuficiente pode gerar graves consequências à estrutura podendo  inclusive causar o colapso de uma edificação. 

Para resolver os problemas estruturais identificados nos pilares, foram  realizadas intervenções específicas. O envolvimento dos pilares até o 7° andar com  novas armaduras foi uma das medidas adotadas para garantir que pudessem  suportar as cargas esperadas.  

7. RESULTADOS  

O edifício Aquarius Residence, localizado em Porto Velho/RO, enfrentou  sérios problemas estruturais, especialmente relacionados à capacidade de  compressão dos pilares de concreto armado. A interdição da construção foi  resultado direto dessas falhas, que representavam um risco iminente para a segurança dos ocupantes e transeuntes. A análise das causas revelou uma  combinação de fatores, incluindo projeto mal elaborado, utilização de materiais  inadequados, qualidade deficiente do concreto e corrosão das armaduras de aço. O  laudo técnico de vistoria produzido pelo Ministério Público em 10/07/2009 foi  fundamental para identificar as prováveis causas da ruptura dos pilares por  esmagamento do concreto. A falta de consideração de cargas importantes no  projeto, aliada ao uso de materiais de baixa qualidade e à corrosão das armaduras,  foram os principais pontos destacados como responsáveis pelos problemas  estruturais. Para solucionar esses problemas, foram realizadas intervenções  específicas nos pilares até o 7º andar do edifício. O reforço com novas armaduras foi  uma das medidas adotadas para aumentar a capacidade de suporte dos pilares e  garantir a estabilidade da estrutura. No entanto, a paralisação das obras e a  ausência de intervenções nos andares superiores indicam que a situação estrutural  do edifício permanece crítica, representando um risco contínuo para a segurança  pública. 

Figura 3 – Edifício Aquarius Residence 

Fonte: O autor 

8. CONCLUSÃO  

Insta ressaltar que apesar das intervenções realizadas para o reforço  estrutural dos pilares do edifício Aquarius Residence, é crucial reconhecer que tais  medidas não eliminam completamente os riscos associados à sua estabilidade a  longo prazo. Ainda que o reforço possa conferir uma segurança temporária, a  deterioração contínua dos materiais e as falhas estruturais pré-existentes indicam  que a demolição parcial ou total do prédio é uma medida necessária para garantir a  segurança pública.  

A análise minuciosa dos problemas estruturais enfrentados pelo edifício,  aliada à constatação de que as obras de reforço não foram capazes de assegurar  uma estabilidade duradoura, reforça a importância da adoção de práticas  construtivas mais rigorosas e do cumprimento estrito das normas técnicas e  regulamentações vigentes. Assim, fica evidente que, mesmo com medidas  corretivas, como o reforço estrutural, a integridade e segurança de edificações  comprometidas, como o Aquarius Residence, não podem ser plenamente  garantidas. Portanto, a demolição parcial ou total emerge como uma medida  necessária para proteger a comunidade contra os riscos iminentes associados à sua  permanência.  

É imprescindível que essa análise crítica sirva como um alerta para a  necessidade de uma abordagem mais cautelosa e preventiva na construção civil,  visando não apenas corrigir falhas estruturais, mas também prevenir sua ocorrência.  Somente através de práticas construtivas seguras e responsáveis podemos garantir  a segurança e o bem-estar da população e a preservação do patrimônio urbano. 

A construção dos pilares é uma das etapas mais difíceis de um projeto  estrutural. A insuficiente instalação destes elementos, ou mesmo a péssima avaliação do dimensionamento, pode levar a grandes problemas, como estruturas  que não atendem às condições ou até mesmo a um aumento no custo da obra, existem  casos de desabamento de edifícios que tiveram algumas implicações nos pilares. A utilização de concreto com resistência e característica inferior àquela especificada no projeto é um dos problemas mais rotineiros e que pode gerar perda de estabilidade  dos pilares. Evidentemente que a redução da resistência deduz perda de capacidade  de carga, implicando numa possível redução dos fatores de segurança. Sendo  assim, o presente trabalho realiza o ajustamento do reforço estrutural em um pilar  central de concreto armado que sofreu perda de capacidade de carga por não ter alcançado a resistência característica no momento da execução, determinando as  áreas de aço e concreto a serem acrescentadas para que o elemento desempenhe  sua função de forma estável e segura. Além disso, reúne os procedimentos a serem  seguidos para que a execução do reforço atenda ao dimensionamento. 

9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 15696:2009 Formas e escoramentos  para estruturas de concreto — Projeto, dimensionamento e procedimentos executivos. São Paulo:  ABNT, 2009. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 6118:2014 Projeto de  estruturas de concreto – Procedimento. São Paulo: ABNT, 2014. 

CHOI, E.; CHUNG, Y., PARK, J.; CHO, B. Behavior of Reinforced Concrete Columns Confined by  New Steel-Jacketing Method. ACI Structural Journal, v. 107, n. 6, p. 654662, Nov-Dec, 2010. ISSN  0889-3241. 

COMISSÃO DE PERITOS. Parecer Técnico de Análise das Causas do Desabamento do Edifício  Coroa do Meio. Conselho Regional de Engenharia e Agronomia – CREA-SE. Aracaju. 2014. Couto, Douglas – Mestrando em Engenharia de Estruturas, FEC/Unicamp  douglas.couto@concretophd.com.br 

FRANÇA, R. L. S.; KIMURA, A. E. Resultados de recentes pesquisas para o dimensionamento das  armaduras longitudinal e transversal em pilares-parede. Palestra apresentada no 9º ENECE – ABECE. Out, 2006. HELENE, P. R. L. Manual de reparo, reforço e proteção de estruturas de  concreto. Red Rehabilitar. São Paulo, 2003. 718 p. 

https://docente.ifrn.edu.br/valtencirgomes/disciplinas/construcao-de-edificios/abnt-6118-projeto-de estruturas-de-concreto-procedimento 

https://www.simcon.com.br/index.php/blog-interna/que-tipo-de-concreto-usar-no-encamisamento-de pilar–4 

https://www.jusbrasil.com.br/processos/63319883/processo-n-018XXXX-9020098220001-do tjro?query_id=f9627d16-bb94-4f9e-8b0a-ad1d75b8fb31 

VIEIRA, J. B. R. G. Estudo sobre dimensionamento de reforço de pilar. Trabalho de Conclusão de  Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade de Brasília. Brasília. 2015. SOUZA, V. C. M.; RIPPER, T. Patologias, recuperação e reforço de estruturas de concreto. São  Paulo: Editora PINI, 1998.  

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