Artigo ix enteca 2013 nayra yumi tsutsumoto

ENTECA 2013IX Encontro Tecnológico da Engenharia Civil e Arquitetura 1 a 3 de outubro de 2013

INVESTIGAÇÃO DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM EDIFICAÇÃO VERTICAL COM AS ESTRUTURAS EM AÇO

Thais da Silva Santos 1

Nayra Yumi Tsutsumoto 2

Cesar Fabiano Fioriti 3

RESUMO

Sendo o aço um material de natureza e características bastante diferenciadas das do concreto armado e da madeira, verifica-se que alguns dos problemas patológicos que surgem quando de sua utilização são bastante específicos. É imperativo saber lidar com estes problemas para poder manter o desempenho de qualquer edificação em patamares aceitáveis durante sua vida útil. Dessa forma este trabalho, estudo de caso, teve como objetivo detectar visualmente as manifestações patológicas presentes e as mais frequentes em uma edificação de múltiplos pavimentos com as estruturas em aço, situada no município de Presidente Prudente. Como parte desta proposta incluiu-se o levantamento de campo com registro fotográfico das manifestações patológicas e apresentação dos aspectos gerais das anomalias detectadas nas estruturas em aço, ocorrendo em seguida uma análise e discussão sobre os resultados obtidos. Na análise, observou-se a predominância da anomalia corrosão, apresentando-se em diferentes níveis de gravidade. Logo, os problemas como um todo se incorporaram ao cenário patológico das corrosões, ligações soldadas, erro de projeto e fabricação, assim como erro no sistema de montagem. Diante disso, o trabalho buscou contribuir para a melhoria da qualidade das construções metálicas, através da exposição de problemas encontrados no ambiente construtivo, e dos aspectos gerais das manifestações patológicas. Por fim, a quantidade de ocorrências detectadas serviu como um indício que ainda há muito por se fazer em termos de qualidade e durabilidade na construção de edificações estruturadas em aço.

Palavras-chave: Estruturas em aço. Manifestações patológicas. Edificação.

1 Graduanda em Arquitetura e Urbanismo, Bolsista FAPESP, Universidade Estadual Paulista-UNESP, Departamento de Planejamento, Urbanismo e Ambiente, e-mail: [email protected]

2 Graduanda em Arquitetura e Urbanismo, Bolsista FAPESP, Universidade Estadual Paulista-UNESP, Departamento de Planejamento, Urbanismo e Ambiente, e-mail: [email protected]

3 Professor Assistente Doutor, Universidade Estadual Paulista-UNESP, Departamento de Planejamento, Urbanismo e Ambiente, e-mail: [email protected]

1. INTRODUÇÃO

A causa das manifestações patológicas, de acordo com Helene (1993), está relacionada a vários fenômenos que influenciam no surgimento das anomalias nas estruturas, como agentes atmosféricos, variações térmicas, agentes biológicos, incompatibilidade de materiais, variação de umidade, cargas excessivas entre outros fatores.

Segundo Souza e Ripper (1998), a manifestação patológica pode ser vista como a deterioração dos materiais que compõe o sistema estrutural, e cada material reage de forma particular aos agentes externos e internos, sendo a velocidade de deterioração diferente um do outro.

Cada edificação em virtude de suas características possui uma resistência “própria”. A predisposição da estrutura, ou de uma de suas partes, para apresentar problemas patológicos pode ser originada durante a fase de projeto, de construção ou ser adquirida na fase de uso sendo assim variável. Em razão destas incertezas, não é possível prever qual será a reação da edificação quando submetida ao agente agressivo, muito menos estabelecer um controle sobre este.

Uma determinada manifestação patológica pode ter diversas causas e origens, apesar de o mecanismo de desenvolvimento ser um só. Por outro lado, se determinarmos os diversos tipos de origens pode-se realizar um trabalho de prevenção através de um bom planejamento e manutenção da estrutura, salvaguardando sua integridade e concomitantemente proporcionando seu uso. O entendimento deste processo de interação é indispensável. Partindo de um diagnóstico para então estabelecer medidas de prevenção ou correção de problemas é o mais viável.

No geral, os problemas patológicos nas estruturas em aço são resultantes de má concepção de projeto, erros de cálculo, escolha de perfilados ou chapas de espessura inadequada, ou ainda do uso de tipos de aço com resistência diferentes das consideradas no projeto. Muitas vezes comprometem a segurança e funcionalidade da estrutura e estão relacionados com o descuido, cobiça ou economia. São difíceis de serem reparadas e normalmente exigem uma recuperação de alto custo.

Assim, este trabalho teve como objetivo geral realizar o levantamento das manifestações patológicas presentes e as mais frequentes em uma edificação de múltiplos pavimentos com as estruturas em aço, situada no município de Presidente Prudente, onde através da inspeção visual foram identificados e apresentados os aspectos gerais das anomalias existentes nos sistemas estruturais da edificação objeto de estudo de caso.

Contudo, salienta-se que não fez parte do objetivo entrar no mérito da qualificação e da atuação dos profissionais e das empresas que participaram dos projetos e execução desta obra, sendo o único foco a identificação das manifestações patológicas vistas sob a ótica da sintomatologia.

2. DESENVOLVIMENTO

Na apresentação de qualquer assunto do conhecimento humano, o método do estudo de caso é altamente rico sob o ponto de vista didático. Dessa forma, o estudo de caso foi a alternativa expositiva escolhida neste trabalho para apresentar o equacionamento das soluções dos conflitos que o envolvem.

2.1. Metodologia

Serão relatados os procedimentos metodológicos utilizados para o desenvolvimento do trabalho de campo e seus desdobramentos. A metodologia foi constituída basicamente de 5 etapas, onde esquematicamente são apresentadas na Figura 1.

IX Encontro Tecnológico da Engenharia Civil e Arquitetura 2

Figura 1 – Esquema das etapas executadas no desenvolvimento do trabalho.

Assim, tivemos:1ª etapa: estudo sobre as generalidades das manifestações patológicas em sistemas estruturais em aço;2ª etapa: realização de visita in loco na edificação, com o objetivo de identificar e fotografar as manifestações patológicas existentes nos sistemas estruturais em aço;3ª etapa: descrição dos aspectos gerais das manifestações patológicas encontradas nos sistemas estruturais em aço, com o objetivo de identificar a anomalia;4ª etapa: análise dos aspectos gerais das manifestações patológicas encontrada nos sistemas estruturais em aço;5ª etapa: conclusões e observações.

2.2. Resultados

2.1.1. Localização

Presidente Prudente é um dos municípios mais importantes do interior paulista, conhecida como a “capital do oeste paulista”, sendo um dos principais polos industriais, culturais e de serviços, considerada sede de macroregiões.

De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2010), sua população é de aproximadamente 207 mil habitantes. Porém, a “capital da alta sorocabana” exerce influência nos municípios vizinhos, estimando-se uma população regional de mais de 800 mil habitantes. As vias estruturais de Presidente Prudente (Figura 2) são: Avenida Manoel Goulart, Avenida Coronel Marcondes, Avenida Washington Luis, Avenida Brasil, Avenida Juscelino Kubitschek (perimetral), Avenida Salim Farah Maluf, Avenida Quatorze de Setembro, Avenida Tancredo Neves, Rodovia Raposo Tavares, Rodovia Assis Chateaubriand e, Rodovia Júlio Budiski.


Estudos bibliográficos sobre manifestações patológicas

Análise dos aspectos gerais das manifestações patológicas

Realização de visita na edificação selecionada

Conclusões e observaçõesAspectos gerais das manifestações patológicas encontradas nos

sistemas estruturais

Legenda: Estado de São Paulo Município de Presidente Prudente Município de São Paulo

Figura 2 – Localização de Presidente Prudente e do município de São Paulo no estado de São Paulo.

Fonte: WIKIPÉDIA (2012), editado pela autora.

2.1.2. Escolha da edificação

O critério de escolha da edificação objeto de estudo, situada em Presidente Prudente, partiu do quesito estrutural. A estruturação teria que ser em aço e estar em fase de construção, para que fosse possível identificar e analisar, a partir da visita a campo e fotografias digitais, as manifestações patológicas presentes e as mais frequentes.

A edificação escolhida se localiza em uma área de intenso fluxo de pedestres e automóveis em função de se consolidar em uma das principais vias estruturais do município, predominando o caráter comercial e de serviço. Logo, segundo informações obtidas in loco, a mesma abrigará atividade comercial.

Encontra-se em fase de construção no bairro Jardim Paulista, cujo zoneamento da área, segundo a Prefeitura Municipal de Presidente Prudente (2008), em sua Lei de zoneamento de uso e ocupação do solo, é o ZR2, ou seja, Zona Residencial de Média Densidade Populacional e ocupação horizontal e vertical de até 2 pavimentos. Apesar de a edificação estudada estar na ZR2, a mesma se apresenta com 4 pavimentos, ou seja, não estando de acordo com a lei de zoneamento regida no município. Possivelmente ao ser implantada a lei em 2008, os edifícios estudados, assim como tantos outros, já se consolidavam no cenário urbano antes mesmo desta classificação das áreas em zonas, ou seja, aprovação anterior a lei. Outra hipótese seria a ilegalidade, que se encontra largamente pela cidade. Isso, porém, demandaria análise dos processos.

2.1.3. Aspectos gerais das manifestações patológicas identificadas

A seguir será apresentado o estudo de caso, elencando-se o registro das anomalias encontradas. Com base nos dados de campo são abordadas as manifestações patológicas constatadas, provenientes de corrosão, falha de projeto, execução e manutenção:● Corrosão uniforme

A Figura 3 apresenta oxidação generalizada em toda a estrutura da edificação, observada a partir da visita de campo. O Quadro 1 que se segue, lista os aspectos gerais desta manifestação patológica.


Figura 3 – a) Corrosão uniforme em vigas – Percebe-se que as mesmas apresentam em alguns pontos pintura, indicando que são reaproveitadas de outras edificações; b) Corrosão uniforme

da escada.

Quadro 1 – Aspectos gerais da corrosão uniforme. Manchas superficiais de cor marrom-avermelhadas; Perda uniforme de massa; Diminuição da seção transversal da peça.

● Corrosão por pontosA Figura 4 apresenta corrosão por pontos na edificação. O Quadro 2 apresenta os aspectos

gerais deste problema patológico.

Figura 4 – Corrosão por pontos em perfis de vigas.

Quadro 2 – Aspectos gerais da corrosão por pontos. Perfurações nas peças; Perda uniforme de massa; Manchas superficiais de cor marrom-avermelhadas.


● Falha de concordância em emendasNa sequência, as Figuras 5 e 6 apresentam falhas de concordância em emendas. O Quadro 3

lista os aspectos gerais deste tipo de manifestação patológica.

Figura 5 – a) Falha de concordância entre perfis de vigas; b) Falha de concordância entre perfis de pilares; c) Falha de concordância na ligação entre viga x pilar.

Figura 6 – Falha de concordância em emendas de vigas soldadas.

Quadro 3 – Aspectos gerais de falhas de concordância em emendas. Descontinuidade física da ligação; Imprecisão geométrica dos perfis; Manchas superficiais de cor marrom-avermelhadas.

● Reutilização de chapas para reforço de vigasA seguir a Figura 7 apresenta erros na reutilização de chapas para reforço de vigas.

Enquanto o Quadro 4 apresenta os aspectos gerais desta anomalia.


Figura 7 – Reutilização de chapas para reforço de vigas com largura maior e menor que a da mesa inferior da viga.

Quadro 4 – Aspectos gerais de reutilização de chapas para reforço de vigas. Imprecisão geométrica das chapas; Descontinuidade da ligação; Furos que comprometem o desempenho da chapa de

reforço; Manchas superficiais de cor marrom-avermelhadas.

● Falta de continuidade nos perfisAs Figuras 8 e 9 apresentam as faltas de continuidade nos perfis da edificação. Onde o

Quadro 5 lista seus aspectos gerais.

Figura 8 – Falta de continuidade e falhas ao longo de perfis de vigas.


Figura 9 – Falta de continuidade e de enrijecedores ao longo dos perfis de vigas.

Quadro 5 – Aspectos gerais da falta de continuidade e de enrijecedores dos perfis de vigas. Descontinuidade física das peças; Perda de massa; Falha na geometria das peças; Manchas superficiais de cor marrom-avermelhadas.

● Falha na geometria das peçasNa sequência a Figura 10 apresenta falhas na geometria dos perfis de vigas. Já o Quadro 6

apresenta seus respectivos aspectos gerais.

Figura 10 – a) Falha na geometria das peças; b) Curvatura acentuada dos perfis de vigas.

Quadro 6 – Aspectos gerais de falha na geometria dos perfis de vigas. Irregularidade geométrica das peças; Encurvamento das peças; Manchas superficiais de cor marrom-avermelhadas.


2.3. DiscussãoPercebeu-se que a manifestação patológica que predominou na edificação foi a corrosão.

Estando está anomalia nas estruturas como um todo, associada a outras tantas manifestações, podem conduzir ao mau desempenho das mesmas.

A corrosão nas estruturas analisadas esta associada à exposição do aço ao ambiente (intempéries), a disposição inadequada dos perfis possibilitando o acúmulo de água e poeira e a falta de proteção ou proteção inadequada dos mesmos. Os aspectos patológicos são o aparecimento de manchas de cor marrom-avermelhadas, perda uniforme de massa e diminuição da seção transversal das peças. Segundo Gonçalves, Sáles e Nimir (1989), a diminuição da seção transversal dos elementos estruturais é o principal problema causado pela corrosão.

A corrosão uniforme se encontra em diferentes níveis de gravidade, e também houve a ocorrência de corrosão por pontos, sendo esta a mais grave entre as corrosões levando a perfuração da peça. Conforme Silva (1981), a corrosão por pontos é altamente destrutiva, também conhecida como corrosão puntiforme, leva a cavidades em áreas determinadas, produzindo uma espécie de furos.

Temos em seguida manifestações relacionadas às ligações soldadas. Nestas ligações à solda se incorpora ao metal base, e de acordo com Castro (1999), como o metal de adição possui resistência superior a do metal de base, pode-se garantir que uma solda bem feita não entra em colapso antes do metal de base.

O processo de produção e posteriormente a conexão da solda com os elementos a serem conectados, vem a sofrer influências externas e do próprio equipamento, acarretando problemas como os encontrados na edificação, ou seja, falha de concordância em emendas, cujos perfis apresentam dimensões variadas, havendo dificuldade nas ligações e descontinuidade física da ligação. Tais anomalias contribuem com a falta de continuidade entre as peças devido a erros no planejamento da solda e consequentemente falha no manejo do eletrodo.

Na visita de campo percebeu-se a existência de furos não previstos no projeto que comprometem o desempenho das chapas de reforço de vigas.

Do levantamento in loco, foi possível constatar a falta de continuidade nos perfis das vigas, havendo recortes irregulares ao longo das peças que contribuem com a descontinuidade física e perda de massa. Também se observou erros envolvendo nervuras de enrijecimento, as quais se apresentam ausentes em alguns pontos das vigas e em outros, estas mesmas nervuras apresentam falhas na sua geometria, ou seja, faltam partes das peças de enrijecimento. Outro problema relacionado à geometria presente nesta mesma edificação seria o encurvamento das vigas em razão do seu mau dimensionamento, ou ainda devido a utilização incorreta de material oriundo de reaproveitamento de outras obras.

Desta forma, percebeu-se a presença de pontos críticos de ações patológicas por toda a estrutura, comprometendo seu desempenho estrutural e funcional como um todo. Pois, tudo indica, que boa parte das anomalias foram provenientes do reaproveitamento do material estrutural em aço de outras edificações, os quais, provavelmente já se encontravam em fase de degradação, o que levou ao acúmulo de problemas patológicos em uma mesma edificação.

3. CONCLUSÃO

A partir da análise de campo e das fotografias digitais apresentadas, observa-se que as estruturas da edificação objeto de estudo de caso se encontram bastante prejudicadas, apresentando pontos críticos ao longo da mesma que pode vir, com o passar dos anos, a comprometer seu bom desempenho estrutural.

Tudo indica que boa parte das anomalias, conforme se apurou in loco, foi proveniente do reaproveitamento do material estrutural de outras edificações estruturadas em aço. Porém, isto não


significa que a reutilização do material não possa ser feito, mas cuidados com a retirada, transporte e manutenção das estruturas de uma edificação para posterior aplicação em outra devem ser feitos para que problemas futuros sejam evitados.

Na análise do estudo de caso, observou-se a predominância da corrosão, apresentando-se em diferentes níveis de gravidade, porém, podendo vir a motivar os mesmos problemas funcionais. Tal anomalia esta associada a causas, como o não cuidado das peças metálicas diante das intempéries e concomitantemente, a ausência de manutenção e prevenção das peças já em fase de corrosão. Logo, os problemas como um todo se incorporaram ao cenário patológico das corrosões, ligações soldadas, erro de projeto e fabricação, assim como erro no sistema de montagem.

Diante disso, o trabalho sobre a edificação com as estruturas em aço buscou contribuir para a melhoria da qualidade das construções metálicas, através da exposição de problemas encontrados no ambiente construtivo, e dos aspectos gerais das manifestações patológicas. Por fim, a quantidade de ocorrências detectadas serviu como um indício que ainda há muito por se fazer em termos de qualidade e durabilidade na construção de edificações estruturadas em aço.

AGRADECIMENTOS

À FAPESP – Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo, pela concessão das bolsas de iniciação científica as alunas.

REFERÊNCIAS

CASTRO, E. M. C. de. Patologia dos edifícios em estrutura metálica. 1999. 202f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 1999.

GOLÇALVES, R. M.; SÁLES, J. J.; NIMIR, W. A. Alguns aspectos da deterioração e inspeção de pontes metálicas. In: SEMINÁRIO USO DO AÇO NA CONSTRUÇÃO, 4., 1989, São Paulo. Anais... São Paulo: EPUSP, 1989. p. 199-212.

HELENE, P. R. L. Contribuição ao estudo da corrosão em armaduras de concreto armado. 1993. 231f. Tese (Livre Docência) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 1993.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Censo demográfico 2010. Disponível na internet em: <http://www.ibge.gov.br>. Acesso em: 14 nov. 2012.

PREFEITURA MUNICIPAL DE PRESIDENTE PRUDENTE. Lei de zoneamento de uso e ocupação do solo. Secretaria de Planejamento, Desenvolvimento Urbano e Habitação. Planta geral, Presidente Prudente, 2008.

SILVA, P. F. da. Introdução à corrosão e proteção das superfícies metálicas. Belo Horizonte: [s.n.], p. 293-326, 1981.

SOUZA, V. C. M. de; RIPPER, T. Patologia, recuperação e reforço de estruturas de concreto. São Paulo: PINI, 1998.

WIKIPÉDIA. Mapa do estado de São Paulo. Disponível na internet em: http://www.wikipedia.org. Acesso em 10 dez. 2012.


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