Reforço de Edifícios em Alvenaria no StatiCAD
Reforço de Edifícios em Alvenaria no StatiCAD
Tipos de Reforço Disponíveis
1-Reforço com concreto projetado (gunita)
2-Reforço adicionando colunas de amarração verticais ao sistema
3-Reforço com encamisamento de polímero reforçado com fibras (PRF/FRP)
4-Reforço adicionando novas paredes ao sistema
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Para edifícios em alvenaria, os coeficientes R, D, I devem ser adotados conforme o Capítulo 11. No entanto, o programa aplica o valor fornecido pelo usuário.
O cálculo deve ser realizado para o nível de movimento sísmico DD-2 e o objetivo de desempenho de dano controlado deve ser atendido. Para edifícios do tipo escolar, um coeficiente de importância do edifício de 1,5 é adequado.
Como os fatores de segurança das paredes correspondem a um edifício existente, o valor 1 é adequado.
A coleta de informações do edifício é realizada da seguinte forma, conforme a TBDY 2018.
15.2.10. Nível de Informação Limitado para Edifícios em Alvenaria
15.2.10.1 – Geometria do Edifício: Se houver plantas arquitetônicas disponíveis, será realizada uma inspeção visual do edifício para verificar que a geometria existente corresponde às plantas. Se não houver plantas arquitetônicas disponíveis, será elaborado um levantamento estrutural do edifício. As informações coletadas deverão incluir a localização, comprimentos, espessuras e vãos das paredes de alvenaria em cada pavimento, bem como as alturas de pavimento.
15.2.10.2 – Detalhes: O tipo de cobertura e laje, seus modos de conexão com as paredes, e o estado das cintas de amarração e vergas serão determinados visualmente.
15.2.10.3 – Propriedades dos Materiais: O tipo de materiais das paredes será determinado visualmente retirando o reboco de uma parte da superfície da parede. Nos cálculos de resistência do edifício, serão utilizadas como base as resistências ao cisalhamento das paredes indicadas no Capítulo 11 para cada tipo de parede.
15.2.11. Nível de Informação Completo para Edifícios em Alvenaria
15.2.11.1 – Geometria do Edifício: Será elaborado um levantamento estrutural do edifício. As informações coletadas deverão incluir a localização, comprimentos, espessuras e vãos das paredes de alvenaria em cada pavimento, bem como as alturas de pavimento. O sistema de fundação será determinado por meio de uma vala de inspeção aberta no exterior do edifício.
15.2.11.2 – Detalhes: O tipo de cobertura e laje, seus modos de conexão com as paredes, e o estado das cintas de amarração e vergas serão examinados visualmente. Como resultado dessa inspeção, será determinado se o comportamento de diafragma rígido é alcançado em cada pavimento. Se esse comportamento não puder ser alcançado, concluir-se-á que o edifício é inadequado em termos de segurança sísmica.
15.2.11.3 – Propriedades dos Materiais: O tipo de materiais das paredes será determinado visualmente retirando o reboco de uma parte da superfície da parede. Para determinar as propriedades dos materiais das paredes, serão coletadas pelo menos duas amostras de fragmentos de parede do edifício, e nos cálculos realizados conforme o Capítulo 11 serão utilizadas as propriedades médias obtidas dos ensaios de resistência à compressão dessas amostras.
Nos cálculos de resistência do edifício, serão utilizadas como base as resistências ao cisalhamento das paredes indicadas no Capítulo 11 para cada tipo de parede.
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1-Reforço com Concreto Projetado (Gunita)
1.1 Uma malha de aço do grau calculado é colocada em uma ou ambas as faces da parede. A malha de aço é ancorada à parede existente para garantir um comportamento composto. A parede é revestida com concreto projetado ou argamassa de reparo da espessura calculada que forneça a resistência de projeto.
Para que o StatiCAD considere o reforço em seus cálculos, deve-se selecionar a norma TBDY 2018 na página de seleção de norma nas configurações gerais do projeto e marcar a opção "Este projeto é um Projeto de Avaliação e Reforço de Edifício Existente". Se a norma RYTEİE 2019 (Edifício em Risco) for selecionada, ou se a opção "Este projeto é um Projeto de Avaliação e Reforço de Edifício Existente" não estiver marcada, o reforço não será considerado.
Em Configurações Gerais do Projeto > Aba de Reforço, selecione as opções 1, 2 e 4.
1. Se a Opção 1 não estiver selecionada, o reforço não é considerado.
2. A Opção 2 permite considerar a contribuição do reforço à capacidade de compressão. Se a resistência à compressão das paredes for suficiente, esta opção pode ser deixada desmarcada.
3. A Opção 3 calcula o aumento da capacidade ao cisalhamento pelo reforço da parede supondo que apenas a resistência ao cisalhamento do concreto projetado é utilizada e que a armadura é colocada de forma construtiva. Não é recomendada por ser excessivamente conservadora e antieconômica, mas pode ser aplicada a critério do engenheiro.
4. Quando a Opção 4 é selecionada, a resistência ao cisalhamento do concreto projetado não é calculada; considera-se apenas a resistência ao cisalhamento proporcionada pela malha de armadura. Em nossa opinião, trata-se de uma solução econômica e segura. Nesta opção, a resistência adicional ao cisalhamento proporcionada pela malha de armadura (para prevenir a ruptura frágil) é limitada a 0,22*fcd*Amanto. Se a resistência ao cisalhamento da parede reforçada continuar insuficiente, aumentar o grau do concreto projetado ou a espessura da camisa conforme exigido pela fórmula pode ser uma solução para obter desempenho suficiente do reforço.
DESENHO DA CAMISA DE REFORÇO (CONCRETO PROJETADO)
Para calcular as capacidades compostas (encamisadas) das paredes no reforço, a camisa de reforço deve ser modelada sobre o eixo estático que passa pelo centro da parede. Os nós de início e fim de cada segmento de parede e de cada segmento de camisa devem ser os mesmos. Aplicando isso, a camisa recebe carga da laje em proporção à sua rigidez, e a parte de capacidade insuficiente da parede lhe é atribuída também como carga para o cálculo de armaduras.
Se os pontos de início e fim da parede forem definidos de forma diferente dos pontos de início e fim da camisa, a camisa receberá apenas a carga da laje e as armaduras serão calculadas de acordo; não receberá carga adicional da parede à qual está unida. As armaduras são calculadas em função da carga recebida da laje.
O termo "camisa de reforço" utilizado no programa refere-se a uma camada de concreto armado formada pela colocação de uma malha de aço sobre a parede tratada com concreto projetado ou argamassa de reparo e sua ancoragem à parede, definindo assim o reforço.
Para desenhar uma camisa de reforço, pressione o botão 
na tela principal para exibir o formulário de entrada de dados de Propriedades da Camisa de Reforço de Parede.
No formulário exibido, não é necessário alterar o nome da camisa, pois o programa o atribui automaticamente. A espessura da parede a ser encamisada é inserida em cm. O valor de excentricidade da parede e da camisa é mantido em zero. O comprimento de balanço esquerdo/inferior da camisa determina quantos cm a camisa se estenderá à esquerda ou para baixo a partir do ponto selecionado; o comprimento de balanço direito/superior determina quantos cm se estenderá à direita ou para cima. Insere-se o valor da espessura da camisa de concreto. Se o edifício não for escalonado ou se os valores de cota inferior e superior das paredes forem zero, as cotas inferior e superior da camisa de concreto também devem ser deixadas em zero.
Se for revestir a face superior ou esquerda da parede, selecione o botão de opção Revestimento Face Superior/Esquerda; se for revestir a face direita ou inferior, selecione o botão de opção Face Inferior/Direita.
Quando as paredes são encamisadas de extremidade a extremidade, o programa pode calcular as armaduras necessárias para a camisa. Se um valor específico for desejado, pode-se utilizar uma das opções de malha de aço disponíveis.
Após clicar em OK, a camisa é desenhada clicando no primeiro e segundo ponto do eixo da parede a ser encamisada.
Desenho de Camisas de Reforço
1-Para que as capacidades compostas (encamisadas) das paredes sejam calculadas no reforço, as camisas de reforço e as paredes devem ser definidas sobre o mesmo eixo.
2-Não é necessário alterar o Nome da Camisa nas Propriedades da Camisa de Reforço de Parede. O programa atribui automaticamente os nomes dos elementos; se os nomes dos elementos desenhados em ordem aleatória precisarem ser ordenados, pode-se realizar uma classificação automática pressionando o botão Ordenar na barra de ferramentas superior.
3- O valor da espessura da parede é inserido na caixa de espessura da parede a ser encamisada.
4-Para o comprimento de balanço esquerdo/inferior da camisa em camisas de paredes externas, pode ser apropriado tomar a metade da espessura da parede conectada perpendicularmente à esquerda ou abaixo da parede a ser encamisada. O comprimento de balanço esquerdo/inferior determina quanto mais à frente ou atrás do eixo esquerdo/inferior em que a camisa é definida ela será desenhada. Podem ser fornecidos valores positivos ou negativos.
6-Para o comprimento de balanço esquerdo/inferior da camisa em camisas de paredes internas, pode ser apropriado tomar o valor negativo da metade da espessura da parede conectada perpendicularmente à parede a ser encamisada (ex.: -10). O comprimento de balanço esquerdo/inferior determina quanto mais à frente ou atrás do eixo esquerdo/inferior em que a camisa é definida ela será desenhada. Podem ser fornecidos valores positivos ou negativos.
7-Para a definição do comprimento de balanço direito/superior da camisa, consulte os itens (5) e (6).
8-A espessura da camisa de concreto deve ser de no mínimo 3 cm conforme exige a Norma Sísmica. Quando a análise estática é realizada considerando a rigidez das camisas, a espessura da camisa é um dos fatores que determina a carga sísmica que as camisas suportarão.
9- Cota Inferior: se o pavimento que está sendo modelado é um subsolo e seu edifício é escalonado, pode-se igualar a cota inferior da camisa à cota inferior da parede.
10-Cota Superior: se o pavimento que está sendo modelado é o pavimento mais alto e seu edifício é escalonado, pode-se igualar a cota superior da camisa à cota superior da parede. Se a cota inferior ou superior da camisa for inserida de forma diferente da cota inferior ou superior da parede, os resultados da análise podem se afastar dos resultados esperados.
11- Na aplicação a um edifício, fornecer a cota inferior ou superior da camisa de forma diferente da cota inferior ou superior da parede pode causar uma redução no desempenho sísmico do edifício.
12-Para revestir a face esquerda das paredes verticais ou a face superior das paredes horizontais, pode-se ativar a opção de revestimento da face superior/esquerda.
13-Para revestir a face direita das paredes verticais ou a face inferior das paredes horizontais, pode-se ativar a opção de revestimento da face inferior/direita.
14- Clique no Botão OK e clique nos pontos de interseção dos eixos na tela de modelagem principal para marcar as extremidades primeira e segunda da camisa. A camisa será desenhada.
15-Se desejar considerar a contribuição das Camisas de Reforço às Tensões de Segurança à Compressão das Paredes ou calcular a Contribuição das Camisas de Reforço à Capacidade ao Cisalhamento das Paredes, para camisas de paredes externas deve-se definir os pontos de início e fim das camisas iguais ou superiores aos pontos de início ou fim da parede. (conforme a definição da fórmula)
15-Se desejar considerar a contribuição das Camisas de Reforço às Tensões de Segurança à Compressão das Paredes ou calcular a Contribuição das Camisas de Reforço à Capacidade ao Cisalhamento das Paredes, para camisas de paredes internas deve-se definir os pontos de início e fim das camisas iguais ou superiores aos pontos de início ou fim da parede.
Como a camisa será desenhada na interseção da camisa e da parede (a zona onde a camisa encontra a parede conectada perpendicularmente) na tela e nos desenhos, haverá um excedente nas rigidezes da camisa igual à área de interseção da parede. No entanto, essa situação é considerada na análise e as áreas das camisas são reduzidas pela área da zona de interseção, portanto não surge nenhuma discrepância nos cálculos. Nos desenhos, seria apropriado cortar (eliminar) adicionalmente a linha de camisa na interseção parede-camisa.
16-Quando uma camisa de parede é desenhada para cobrir uma abertura de porta ou janela, as camisas são divididas automaticamente pelas aberturas de porta ou janela e camisas construtivas são criadas automaticamente.
Uma Camisa de Reforço Construtiva é a continuação da camisa nas seções de parede acima e abaixo das janelas ou acima das portas. Continuar a camisa através dos vãos da parede aumenta a rigidez das camisas nas seções de parede maciças e proporciona um melhor reforço do edifício. Ao desenhar as camisas de reforço, as camisas construtivas
são criadas automaticamente pelo programa nas seções que coincidem com portas ou janelas, e suas propriedades podem ser modificadas pelo usuário alterando as informações neste formulário.
Armaduras da Camisa
Se um único tipo de armadura for utilizado como armadura de camisa em todo o edifício, marque primeiro "Deixar o programa selecionar automaticamente" na aba de seleção de armaduras da janela de propriedades da camisa. Após a análise, para aplicar a armadura de camisa máxima selecionada pelo programa a todas as camisas, selecione todas as camisas pavimento por pavimento (utilizando a opção "Alterar propriedades dos elementos selecionados") e atribua a malha de aço máxima calculada a todas as camisas na aba de seleção de armaduras da janela de propriedades da camisa.
Nos relatórios de cálculo, a presença de um grau de malha superior ao da malha de aço Q785/785 indica que a área de armadura necessária não pode ser fornecida com malhas de aço padrão. Por exemplo, se a malha Q1234/1234 for calculada, isso significa que devem ser utilizados 12,34 cm²/m de armadura horizontal e vertical nessa camisa.
Nesse caso, podem ser utilizadas duas armaduras Q634 (2*634>1234) dentro da espessura da camisa,
ou
por exemplo, se forem usadas barras nervuradas de 12 mm de diâmetro em uma única camada: com um espaçamento de 100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4)) = 9 cm,
ou se forem usadas barras nervuradas de 12 mm de diâmetro em dupla camada: com um espaçamento de 2*100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4)) = 18 cm, pode-se selecionar a armadura e atualizar os planos de acordo.
2-Reforço de Paredes Insuficientes Adicionando Colunas de Amarração Verticais
Marcar a opção exibida na imagem acima faz com que o programa aplique a seguinte cláusula normativa.
Após marcar a opção "Incluir colunas de amarração verticais na resistência da parede", quando são adicionadas colunas de amarração verticais de seção suficiente no interior da parede, as paredes insuficientes poderão tornar-se suficientes.
3-Reforço com Encamisamento de Polímero Reforçado com Fibras (PRF/FRP)
Selecione as paredes insuficientes, clique com o botão direito sobre elas e clique em "Alterar propriedades da parede selecionada".
Na janela de propriedades da parede, acesse a Aba de Encamisamento PRF e selecione a opção "Aplicar Encamisamento de Polímero Reforçado com Fibras em Faixas Horizontais" e/ou "Aplicar Encamisamento Diagonal de Polímero Reforçado com Fibras entre Cantos da Parede".
Insira os valores do material previsto nas caixas de entrada e pressione OK.
Após a análise, verifique se a parede passou a ser suficiente. Se não, repita a análise modificando o número de camadas de encamisamento PRF em uma face, o número de faces revestidas (se a parede for revestida por 1 ou 2 faces), o espaçamento das faixas PRF (de eixo a eixo), a largura da faixa PRF ou o tipo/grau do material.
Os resultados estáticos podem ser verificados no relatório de tensão de cisalhamento das paredes.
Na tabela acima, a resistência ao cisalhamento da parede (Vrd) é obtida adicionando os valores Vfy+Vfc ao menor entre Vrd1a e Vrd1b para cada combinação de cargas.
Vrd=min(Vrd1a,Vrd1b)+Vfy+Vfc
Os planos podem ser obtidos na janela de seleção de desenhos.
Fundações
Como a norma não especifica o efeito das deficiências de fundação no edifício nos cálculos de desempenho, o programa não altera o estado de desempenho do edifício por deficiências de fundação. No entanto, se houver deficiências nas fundações (verificadas nos relatórios de fundação), realiza-se a análise com as dimensões de seção transversal das fundações modificadas até que sejam suficientes; os planos de reforço para as novas dimensões de fundação suficientes devem ser preparados separadamente pelo usuário. Para orientação sobre os planos, pode-se consultar o livro "Introdução à Engenharia Sísmica" do professor Zekai Celep.