pef2503 estruturas danificadas: segurança e ações corretivas

Profilaxia de patologias
estruturais
Carlos E.N. Mazzilli
Recuperação estrutural
Sintomatologia

Diagnóstico de patologia

Terapia

Certificação da Reabilitação

Profilaxia
Estudos de caso


Caso1 (edifício residencial): falta de
rigidez no plano horizontal (patologia de
projeto/concepção) produziu fissuração
progressiva com risco de colapso
Caso 2 (piso de shopping centre):
“excesso de rigidez” do contrapiso
(patologia de projeto/construção;
influência das propriedades mecânicas)
modificou comportamento estrutural
projetado e produziu flechas não
previstas e fissuração
Estudos de caso

Caso 3 (galeria sob aterro): rigidez
heterogênea do solo de fundação
(patologia de execução) provocou
recalques diferenciais, os quais
produziram ruína por esmagamento nas
paredes e por ruptura a tração decorrente
de flexão no encontro entre a face inferior
da laje de cobertura e a interna da
parede (visível)
Estudos de caso


Caso 4 (cobertura de estádio): corrosão
de tirantes (patologia de manutenção)
provocou o colapso progressivo da
cobertura
Caso 5 (edifício residencial): diferença de
rigidez das fundações (patologia de
projeto/ modelagem de parâmetros
geotécnicos) de pilares em estacas e
parede diafragma produziu ruptura de
elementos estruturais
Estudos de caso


Em todos estes casos os carregamentos
eram estáticos e, à exceção do segundo,
a terapia envolveu reforço (enrijecimento)
da estrutura
Em todos estes casos, à exceção do
segundo, a reabilitação da estrutura foi
certificada com a monitoração da
estrutura em condições normais de
utilização (provas de carga poderiam
fazer parte da certificação)
Estudos de caso
 Para todos estes casos, recomendase que a profilaxia inclua inspeções
regulares
 Em obras mais complexas, pode ser
recomendável monitoração contínua
 Se houver exposição a meio física ou
quimicamente agressivo,
recomenda-se a proteção dos
materiais e elementos estruturais
Patologias dinâmicas
Vibrações de grande amplitude podem
causar desconforto para o usuário,
prejuízo para uso e operação, fadiga e
ruína para a estrutura






Estádios: público
Edifícios altos e torres: vento
Pontes: tráfego, vento
Estruturas oceânicas: vento, ondas
Edifícios industriais: máquinas
Estruturas em geral: terremoto
Profilaxia
 Controle passivo: amortecedores &
tuned-mass dampers (TMD’s)
 Controle ativo: volantes & “pêndulos” &
atuadores com fonte externa de energia
introduzem “reação dinâmica”, calibrada
em função da resposta da estrutura
(feed-back control systems & feedforward control systems)
Profilaxia
 Tendões ativos (Préumont)
Profilaxia
 Controle passivo: amortecedores
D
1
=0
D   1 

1
2
c
2m
2 > 1
1
~1


Profilaxia
 Controle passivo: TMD’s
www.gmi.edu/~drussell/Demos.html
f.left=0.67 fmiddle=1 fright=1.3
Profilaxia
 Controle passivo: TMD’s
www.gmi.edu/~drussell/Demos.html
Profilaxia
 Controle passivo: TMD’s
A1
c1
k1
m1
p1sen t
x1
c2
k2
m2
~1


~1


A2
x2
London Millenium Bridge
www.arup.com/MilleniumBridge/
www2.eng.cam.ac.uk/~den/ICSV9_06.htm
www2.eng.cam.ac.uk/~den/ICSV9_04.htm
London Millenium Bridge
London Millenium Bridge
London Millenium Bridge
London Millenium Bridge

Modelagem da força lateral por
pessoa: sincronização com
movimento lateral do tabuleiro
f  x

Força lateral para N pessoas
F  Nx
London Millenium Bridge
mx  cx  kx  Nx
mx  (c  N ) x  kx  0
ceq  c  N
N
c

Instabilidade causada por
vibrações autoinduzidas
London Millenium Bridge
London Millenium Bridge
Terapia:

introdução de 34 amortecedores viscosos
lineares (taxa de amortecimento
equivalente de aproximadamente 20%)
London Millenium Bridge
Terapia:

Introdução de 50 TMD’s (na vertical
London Millenium Bridge