Como Fazer o Reforço de Edifícios em Concreto Armado?
Este artigo descreve o uso do módulo de reforço do StatiCAD conforme o Capítulo 15.10, o ANEXO 15B e o ANEXO 15C da TBDY 2018. O módulo é construído sobre a cadeia de avaliação de desempenho do edifício existente: o reforço é uma propriedade do elemento, e uma única opção principal determina se ele entra ou não no cálculo. Para o embasamento teórico, consulte Fundamentos Teóricos do Reforço em Concreto Armado; para os estudos de validação, Estudos de Validação do Reforço em Concreto Armado.
Em quais edições? A avaliação de desempenho e o reforço de concreto armado estão disponíveis nas edições Ultimate, Profesyonel e Betonarme. Nas demais edições, os dados de reforço do projeto são preservados, mas não aparecem na interface e não entram no cálculo.
1. Fluxo geral: antes e depois no mesmo arquivo
- Modele o edifício existente; no grupo Configurações Gerais do Projeto → Seleção de Norma → Desempenho B.15, ative a avaliação de desempenho de concreto armado, execute a análise e gere o relatório. Esta é a situação antes do reforço.
- Na janela Propriedades dos elementos a reforçar (clique direito → Propriedades), informe o método e os parâmetros na aba Reforço (ver Seção 2). Essas informações são salvas com o projeto.
- No grupo Configurações Gerais do Projeto → Desempenho B.15, marque a caixa “Considerar o reforço” e execute a análise novamente. A partir daí, toda a cadeia (rigidez, capacidade, limites de dano, decisão do edifício, relatório) calcula o estado reforçado.
- Se desejar, use a caixa “Incluir no relatório a comparação antes/depois do reforço” para colocar um resumo dos dois estados lado a lado na primeira página do relatório (ver Seção 4).
Com a caixa desmarcada, o programa calcula o edifício no estado anterior ao reforço; os resultados são exatamente iguais aos de um edifício sem dados de reforço.
2. Aba Reforço
A aba existe nas janelas de pilar (Propriedades da Coluna de Amarração), viga (Propriedades da Cinta) e parede/parede de cisalhamento (Propriedades da Parede). As três opções no topo evitam aplicações acidentais na seleção múltipla:
| Opção | Significado |
|---|---|
| Nenhum (aparece somente na seleção múltipla) | Ao pressionar OK, a configuração de reforço dos elementos selecionados não é alterada. É o padrão na seleção múltipla. |
| Não aplicar | A marcação de reforço é removida dos elementos selecionados. É o padrão em um único elemento. |
| Aplicar | O método e os parâmetros escolhidos abaixo são gravados nos elementos selecionados. |
As alterações são salvas somente com OK; Cancelar desfaz tudo. A caixa de resumo na parte inferior da aba mostra, instantaneamente, as grandezas normativas calculadas com os valores informados (coeficiente de eficiência do confinamento, razão de PRF, pressão lateral, resistência e deformação específica confinadas, contribuições ao cisalhamento, capacidade de ancoragem etc.) e escreve os avisos de aplicabilidade.
2.1 Reforço de pilares
| Método | Norma | Dados de entrada | Efeito no cálculo |
|---|---|---|---|
| Confinamento com polímero reforçado com fibras (PRF/LP) | 15.10.1.3 / ANEXO 15B | Número de camadas e espessura, módulo de elasticidade, deformação específica de ruptura, raio do canto, confinamento contínuo ou em faixas (largura e espaçamento das faixas); opcionalmente, comprimento de emenda existente | Modelo de concreto confinado, limites de dano (GÖ = εcc, KH = 0,75εcc, SH = 0,004) e contribuição ao cisalhamento Vf. A capacidade à flexão não aumenta. Se o comprimento de emenda for informado, a espessura de PRF necessária conforme ANEXO 15B.4 é calculada e comparada com a fornecida; o resultado é acrescentado ao rótulo do reforço como “bind OK / YETERSİZ / UYGULANAMAZ” (OK / insuficiente / não aplicável). |
| Aumento de seção (encamisamento) | 15.10.2 | Espessura do encamisamento (≥ 10 cm), classe do concreto do encamisamento, número de faces (1–4); armadura longitudinal do encamisamento (quantidade, diâmetro, cobrimento); armadura transversal do encamisamento (diâmetro, espaçamento); modelo de cálculo: Composto (padrão), Letra da norma ou Somente encamisamento | Rigidez e resistência a partir da seção encamisada, com coeficiente 0,9. A armadura longitudinal do encamisamento participa da capacidade à flexão; os estribos do encamisamento são somados à resistência ao cisalhamento. Com 1, 2 e 3 faces encamisadas, a seção é calculada com sua geometria real unilateral e adota-se o menor valor entre as capacidades ±. |
| Confinamento em concreto armado (cisalhamento) | 15.10.1.1 | Espessura, classe do concreto, número de faces | Somente cisalhamento e esforço axial: a resistência ao cisalhamento é calculada a partir da seção bruta envolvida, com coeficiente 0,9. Flexão e rigidez não mudam. |
| Confinamento com aço | 15.10.1.2, Eq. 15.3 | Espessura, largura, espaçamento e resistência ao escoamento da chapa | Vj é somado à resistência ao cisalhamento. Ductilidade e flexão não mudam. |
A continuidade do encamisamento entre pavimentos e as condições dos estribos são de responsabilidade do usuário; isso é lembrado na caixa de resumo.
2.2 Reforço de vigas
| Método | Norma | Dados de entrada | Efeito no cálculo |
|---|---|---|---|
| Confinamento com PRF/LP | 15.10.3.2 / ANEXO 15B | Parâmetros do PRF, largura e espaçamento das faixas | Modelo confinado e Vf. No confinamento em faixas, se a condição de espaçamento (sf ≤ wf + d/4) não for atendida, a contribuição ao cisalhamento não é considerada e um aviso é emitido. |
| Estribos externos | 15.10.3.1 | Diâmetro, espaçamento, número de ramos, resistência ao escoamento | Somente a contribuição dos estribos conforme TS 500 é somada à resistência ao cisalhamento; não há efeito de confinamento, e os limites de ductilidade não mudam. |
2.3 Reforço de paredes de cisalhamento e paredes de preenchimento
| Método | Elemento | Dados de entrada | Efeito no cálculo |
|---|---|---|---|
| Confinamento da região de extremidade com PRF/LP | Parede de cisalhamento de concreto armado | Parâmetros do PRF | Modelo confinado da região de extremidade e Vf. |
| Nova parede de reforço | Parede de cisalhamento de concreto armado (15.10.5) | Classe do concreto e do aço da parede, dentro do pórtico / adjacente, diâmetro da ancoragem (≥ 16 mm), espaçamento (≤ 400 mm), profundidade (≥ 10Ø), coeficiente de atrito, número de fileiras | Com a opção desmarcada, a parede não existe no modelo (antes do reforço). Com a opção marcada, é avaliada como elemento novo (coeficiente de nível de informação 1); são emitidos a verificação de ancoragem, a nota sobre a região de extremidade e o aviso sobre a fundação. |
| Reboco armado com tela de aço | Parede de preenchimento (ANEXO 15C) | Material da parede (da tabela da norma ou valores personalizados), espessura do reboco (≥ 30 mm) e número de faces, taxa de armadura da tela, taxa de aberturas | No modelo, bielas diagonais equivalentes; capacidade ao cisalhamento; desempenho conforme o ângulo de distorção (TBDY Tabela 15.2). |
| Faixa diagonal de PRF/LP | Parede de preenchimento (ANEXO 15C) | Material da parede e parâmetros do PRF, largura da faixa | Barras de compressão e de tração. |
Na janela da parede, as opções de método são habilitadas conforme o tipo do elemento: PRF e nova parede para paredes de cisalhamento de concreto armado, métodos do ANEXO 15C para paredes de preenchimento. A nova parede de reforço é desenhada no modelo como uma parede de cisalhamento de concreto armado comum; seu caráter “novo” é indicado somente nesta aba.
3. Leitura dos resultados
- Relatório: As tabelas de seção e confinamento de pilares e vigas têm a coluna “Reforço” (por exemplo “LP nf=2 tf=0.17”, “Manto t=10”, “Celik sargi”, “Yeni perde ank 1Ø16/200 r=0.91 OK”, “Dolgu hasir siva”). Se a opção principal estiver desmarcada, “(kapali)” é acrescentado ao rótulo.
- Nova parede: Com a opção desmarcada, sua linha fica fora da avaliação, com a nota “öncesi modelinde yok” (não existe no modelo antes do reforço); com a opção marcada, a razão de ancoragem e a nota do pilar de extremidade constam do rótulo.
- Parede de preenchimento reforçada: É considerada elemento vertical; a região de dano é determinada pelo ângulo de distorção (TBDY Tabela 15.2: SH 0,003 / KH 0,005 / GÖ 0,010). A componente horizontal das forças nas bielas diagonais é comparada com a capacidade ao cisalhamento; se for excedida, o elemento é considerado frágil.
4. Comparação antes / depois
Se a caixa “Incluir no relatório a comparação antes/depois do reforço” do grupo Desempenho B.15 estiver marcada, um instantâneo é gravado na preparação do relatório, conforme o estado da opção principal. Se os registros dos dois estados existirem, o seguinte bloco é impresso na primeira página do relatório: nível de desempenho do edifício X/Y (antes → depois), percentuais dos critérios 15.8, lista dos elementos reforçados, distribuição de dano e elementos cuja região de dano mudou.
Ordem correta:
- Opção principal desmarcada → análise → relatório (registro do estado antes)
- Opção principal marcada → análise → relatório (estado depois e comparação)
As duas execuções podem ser feitas em sequência na mesma sessão.
5. Relatórios de projeto no modo de desempenho
Com a análise linear de desempenho selecionada (Ra = 1), os relatórios de projeto de pilares, vigas e paredes de cisalhamento são gerados com forças sísmicas não reduzidas: “(Ra=1 - bilgi amaçlıdır)” (apenas informativo) é acrescentado aos títulos das seções, e as linhas do tipo erro são exibidas como “Bilgi (Ra=1)” (informação). Neste modo, as mensagens de excesso de capacidade não são erros de projeto; a avaliação deve ser feita conforme o relatório de desempenho do Capítulo 15.
6. Onde aparecem as condições normativas?
Os dados de reforço que não atendem à condição normativa entram, após a análise, na lista Verificações de Erros do Projeto como linhas “Hata: TBDY2018 M.…” (Erro) ou “Uyarı: TBDY2018 …” (Aviso). As principais condições verificadas:
- No PRF, raio do canto < 30 mm e razão entre lados da seção > 2,5 (o aumento por confinamento não é aplicado),
- No reforço de emenda, razão da seção > 2, armadura de superfície lisa ou espessura de PRF insuficiente,
- Espessura de confinamento e de encamisamento < 10 cm,
- Na ancoragem da nova parede, diâmetro, espaçamento, profundidade e capacidade ao cisalhamento,
- Na parede de preenchimento, espessura do reboco < 30 mm, taxa de aberturas > 10 %, diagonal/espessura ≥ 30, razão comprimento/altura fora de 0,5–2 no PRF, limite de pavimentos conforme 15.10.4,
- Demanda de cisalhamento acima da capacidade (comportamento frágil).
As violações de regras não interrompem o cálculo; a decisão cabe ao engenheiro.
7. Perguntas frequentes
Informei o reforço, mas o resultado não mudou. A opção “Considerar o reforço” está marcada nas Configurações Gerais do Projeto e a análise foi executada novamente? Em pilares com razão entre lados acima de 2,5 no PRF, ou com raio de canto menor que 30 mm, o aumento por confinamento não é aplicado por exigência da norma (o aviso aparece na caixa de resumo).
A massa da nova parede também é contada no modelo antes do reforço? Não. Com a opção desmarcada, o peso próprio da parede e as cargas adicionais definidas sobre ela são zerados; os pesos dos pavimentos, o centro de massa e as massas dos elementos finitos são calculados sem a parede. A parede também não é considerada apoio da laje (a carga da laje é distribuída aos apoios restantes). O edifício “antes” não tem a parede.
Vejo a nota “EK 15C çubuğu oluşmadı” na parede de preenchimento. (“Barra do ANEXO 15C não foi formada”.) Não foi encontrado pilar existente em uma das duas extremidades da parede, ou faltam dados do material. As bielas diagonais são montadas entre os nós dos pilares de extremidade da parede.
O reforço também vale na análise pushover (não linear)? Sim. As alterações de rigidez e de seção do confinamento com PRF, do encamisamento, da nova parede e das bielas de preenchimento também se refletem na análise pushover. As verificações adicionais de cisalhamento, como confinamento com aço, estribos externos e ancoragem, são reportadas na avaliação linear.