O que é o Cálculo de Reforço de Edifícios de Concreto Armado?

A segurança sísmica de um edifício reforçado conforme a TBDY 2018 é determinada pelos princípios de avaliação previstos para edifícios existentes. Ou seja, o cálculo de reforço não é um cálculo à parte; é a repetição da mesma avaliação de desempenho com os elementos reforçados.

A norma define o reforço em nível de elemento e de sistema: confinamento de pilares com polímero reforçado com fibras, concreto armado ou aço, aumento da seção do pilar (encamisamento), confinamento de vigas, novas paredes de cisalhamento de concreto armado e reforço de paredes de preenchimento. O efeito de cada método sobre a rigidez, a resistência e a ductilidade é diferente; por exemplo, os métodos de confinamento não aumentam a capacidade à flexão do pilar, enquanto o encamisamento aumenta.

No StatiCAD, o reforço é definido como uma propriedade do elemento. Com a opção “Considerar o reforço” desativada, o programa calcula o estado atual do edifício; ativada, calcula o estado reforçado; rigidez, capacidade, limites de dano, decisão sobre o edifício e relatório são atualizados em conjunto.

O que o StatiCAD faz no Reforço de Concreto Armado?

Consideração e relatório do reforço de elementos e do sistema conforme o que a norma prevê.

Reforço de Pilares

  • Confinamento com polímero reforçado com fibras (FRP), Anexo 15B: modelo de concreto confinado, limites de dano e contribuição ao cisalhamento
  • Verificação da insuficiência do comprimento de emenda com FRP (Anexo 15B.4) e espessura necessária de FRP
  • Aumento da seção (encamisamento): 1–4 faces, armadura longitudinal e estribos do encamisamento; fator 0,9 na rigidez e na resistência
  • Aumento da resistência ao cisalhamento com confinamento de concreto armado e de aço

Reforço de Vigas

  • Confinamento com FRP: modelo confinado e contribuição ao cisalhamento, com a condição de espaçamento das fitas
  • Contribuição à resistência ao cisalhamento com estribos externos
  • Conforme a norma, os métodos de confinamento não aumentam a capacidade à flexão da viga, e isso é aplicado no cálculo

Reforço de Paredes de Cisalhamento e do Sistema

  • Confinamento das zonas de extremidade das paredes de cisalhamento com FRP
  • Nova parede de reforço de concreto armado: ignorada no modelo antes do reforço e considerada como elemento novo depois
  • Verificação de diâmetro, espaçamento, profundidade e capacidade ao cisalhamento das ancoragens entre a parede e o pórtico existente
  • Notas de lembrete para a zona de extremidade da parede e para a fundação

Reforço de Paredes de Preenchimento (Anexo 15C)

  • Reforço com reboco armado com tela de aço e fita diagonal de FRP
  • Modelagem com barra diagonal equivalente de compressão (no FRP, também barra de tração)
  • Região de dano pelos limites de capacidade ao cisalhamento e de ângulo de distorção (TBDY Tabela 15.2)
  • A parede de preenchimento reforçada participa da decisão sobre o edifício como elemento vertical

Antes e Depois no Mesmo Projeto

  • Os dados de reforço são salvos com o projeto; com a opção desativada, os resultados são iguais aos do edifício existente
  • Com a opção ativada, rigidez, capacidade, limites de dano e decisão sobre o edifício são calculados conforme o estado reforçado
  • Na primeira página do relatório, resumo antes → depois: nível de desempenho do edifício, percentuais dos critérios do 15.8, elementos reforçados e elementos cuja região de dano mudou

Verificações da Norma

  • Resumo instantâneo das grandezas da norma na janela de propriedades (pressão de confinamento, resistência confinada, contribuições ao cisalhamento)
  • Dados que não atendem às condições (raio de canto do FRP, relação entre lados, espessura de confinamento e de encamisamento, ancoragem, espessura do reboco, taxa de aberturas) aparecem como erro ou aviso na Lista de Verificação do Projeto
  • O efeito do reforço na rigidez e na seção também se reflete na análise pushover não linear

Como Funciona?

  1. Faça a avaliação de desempenho do edifício existente; este é o estado antes do reforço.
  2. Na aba Reforço da janela de propriedades dos pilares, vigas, paredes de cisalhamento e paredes de preenchimento a reforçar, informe o método e os parâmetros. Com seleção múltipla, você pode aplicar a vários elementos ao mesmo tempo.
  3. Em Configurações Gerais do Projeto, ative a opção “Considerar o reforço” e execute a análise novamente.
  4. Com a opção “Incluir no relatório a comparação antes/depois do reforço”, leve a comparação dos dois estados para a primeira página do relatório.

Relatórios

As informações de reforço são incorporadas ao relatório de desempenho:

  • Coluna “Reforço” nas tabelas de pilares e vigas, com método e parâmetros
  • Razão de ancoragem e nota da zona de extremidade na linha da nova parede
  • Ângulo de distorção, capacidade e região de dano nas paredes de preenchimento reforçadas
  • Comparação do nível de desempenho do edifício antes e depois do reforço
  • Linhas das condições da norma na Lista de Verificação do Projeto

Documentos de Ajuda

Uso passo a passo, exemplos resolvidos, fundamentos teóricos e estudos de verificação na Base de Conhecimento.

Verificação

As formulações do módulo de reforço, isto é, o modelo de confinamento do Anexo 15B, as contribuições ao cisalhamento, a verificação de emenda, as propriedades das seções com encamisamento e as barras diagonais do Anexo 15C, foram comparadas numericamente com cálculos independentes e cálculos manuais.

A cada edição verifica-se que, com a opção de reforço desativada, os resultados permanecem exatamente iguais aos de um edifício sem reforço definido.

Detalhes dos estudos de verificação (Base de Conhecimento)

Normas

TBDY 2018 15.9–15.10 Anexo 15B (polímero reforçado com fibras) Anexo 15C (parede de preenchimento) TBDY 2018 Capítulo 15 TS 500
Em qual edição? O módulo de reforço de concreto armado, junto com a avaliação de desempenho de concreto armado, está disponível nas edições StatiCAD Ultimate, Profesyonel e Betonarme.

Perguntas Frequentes

Quais métodos de reforço podem ser calculados?

Em pilares: confinamento com polímero reforçado com fibras, encamisamento (aumento da seção), confinamento de concreto armado e confinamento de aço; em vigas: confinamento com polímero reforçado com fibras e estribos externos; em paredes de cisalhamento: confinamento da zona de extremidade com polímero reforçado com fibras e nova parede de concreto armado; em paredes de preenchimento: reboco armado com tela de aço e fita diagonal de polímero reforçado com fibras.

São necessários dois projetos separados para antes e depois do reforço?

Não. O reforço é armazenado no mesmo projeto como propriedade do elemento. Com a opção “Considerar o reforço” desativada, calcula-se o edifício existente; ativada, o edifício reforçado; a comparação dos dois estados pode ser levada para a primeira página do relatório.

Qual é a diferença entre o encamisamento e o confinamento com polímero reforçado com fibras?

Conforme a TBDY 2018, os métodos de confinamento (polímero reforçado com fibras, concreto armado e aço) não aumentam a capacidade à flexão do pilar; aumentam a ductilidade e a resistência ao cisalhamento. O encamisamento, por aumentar a seção, eleva em conjunto a rigidez e as resistências à flexão e ao cisalhamento. O StatiCAD considera cada método com essas diferenças.

O reforço também é considerado na análise pushover?

Sim. Os efeitos de rigidez e de seção dos reforços com polímero reforçado com fibras, encamisamento, nova parede de cisalhamento e parede de preenchimento também se refletem na análise pushover não linear. Verificações adicionais de cisalhamento, como confinamento de aço, estribos externos e ancoragem, são relatadas na avaliação linear.

O que acontece se eu informar um reforço que não atende à condição da norma?

O cálculo não é interrompido; a condição correspondente entra na Lista de Verificação do Projeto como linha de erro ou aviso e também é mostrada no resumo da janela de propriedades. A decisão final é do engenheiro.

Existe cálculo de reforço para edifícios de alvenaria?

Sim. Em edifícios de alvenaria é possível reforçar com concreto projetado, pilares de amarração, polímero reforçado com fibras e nova parede. Para detalhes, veja a página do Programa para Edifícios de Alvenaria.

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