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
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