AN ARGUMENT FOR PARALLEL ARCHITECTURES

Os valores de cálculo foram conseguidos através do modelo global desenvolvido em SAP2000 [31], sendo estes esforços posteriormente analisados e contrastados com as capacidades resistentes dos vários elementos segundo as convenções e características de produtos de uma empresa italiana, Kerakoll, que disponibilizou uma versão experimental do seu software de cálculo, GeoForce One [32]. O software, permite, em conformidade com as normas vinculativas italianas. Verificar ou não a estabilidade de determinada estrutura considerando capacidades próprias à alvenaria existente, os materiais de reforço e, devido à interação entre ambos, os modos de rotura anteriormente enunciados.

De forma a garantir a segurança, verifica-se a estabilidade individual de cada um dos elementos face aos esforços de que estes são alvo. Como tal, foram realizados section cuts no topo e na base dos pilares, assim como, nas extremidades das vigas do modelo numérico, para responder ao input solicitado pelo programa GeoForce One. Anuncia-se que foi utilizada a mesma combinação para o dimensionamento desta solução e da solução de gunitagem, de forma a proporcionar um contraste entre ambas. De uma gama de produtos disponibilizados pela empresa, optou-se pela seguinte combinação fibras/matriz e cujas características são providenciadas pela empresa e são exibidas nas seguintes figuras:

Figura 61 – Características dos Materiais de reforço aplicados [32]

Atribuindo aos materiais as características estipuladas para a alvenaria, procedeu-se à modelação dos pilares e do sistema de reforço, como demonstrado na Figura 62. O software permite definir o número de camadas sobrepostas assim como a sua disposição, cabendo ao utilizador procurar um bom compromisso entre eficiência e custo. Respeitando outras soluções mais otimizadas, encontrou-se na disposição demonstrada na Figura 62, a capacidade resistente necessária para fazer face às solicitações.

Figura 62 – Modelo numérico desenvolvido em GeoForce One [32]

O output da análise pode ser feito em função de elementos como nembos e padieiras, aplicando as solicitações nas extremidades ou a meio dos elementos, ou apenas a secções transversais descontextualizadas. Demonstra-se a eficiência da solução face à capacidade original do elemento através de diagramas como admissíveis de combinação de esforços.

Como foi possível observar anteriormente, não existe grande exigência no que toca ao reforço para solicitações transversais ao plano da parede e por isso a quantidade reforço necessário provou-se menor, sendo apenas aplicada nas excentricamente, nas extremidades para auxiliar na resposta a solicitações no plano. Adicionalmente, FRP dimensionado para a flexão, tanto no plano como para fora deste, tornou- se num agente colaborativo pois incrementou a área comprimida da secção, incrementando assim a capacidade resistente ao corte.

Escolheu-se como elemento estrutural representativo às verificações executadas, ao nembo H (3.69), por ser um dos mais criticamente solicitados. Para este caso foi necessária a adoção de reforço ao

esforço transverso de 275 mm espaçado por 300 mm e, para flexão no plano, 300 mm de largura. Como é demonstrado pela Figura 63, verificaram-se as capacidades resistentes em flexão composta e flexão desviada. Estas verificações serviram também de base para definir as dimensões da secção em estado de compressão que irão auxiliar na resistência ao esfoço de corte transverso numa análise posterior. É possível visualizar a capacidade resistente do conjunto de alvenaria/reforço neste nembo pelo efeito de confinamento na envolvente a azul e pelo acréscimo de reforço à flexão pela envolvente verde.

Quadro 15 – Forças aplicadas e características num elemento representativo Elemento: Nembo H (cota da base 3.69)

Dimensões (m): 1.337x0.67x3.127

Envolvente: Máxima

Esforços: Base Topo

N (kN) -130.153 -109.507

Mx (kNm) -0.79 4.332

My (kNm) 109.96 89.16

Vx (kN) 146.744 139.424

Vy (kN) 3.488 -0.091

Figura 63 – Verificação à flexão no nembo representativo [32]

O esforço de corte é verificado para cada direção, em conformidade com a seção em compressão da alvenaria somada da resistência conseguida pelo reforço horizontal o limite de Vrd,max, que, devido aos

dados disponíveis, foi considerado como o estado limite de compressão de cálculo (1 MPa), multiplicado pela secção transversal e por um fator de 0.3. Esta verificação pode ser visualizada na Figura 64, onde se avalia a base e o topo do pilar, respetivamente.

Figura 64 – Verificação ao corte no nembo representativo [32]

O reforço com esta solução prova-se bastante eficiente quando aliado das capacidades resistentes da alvenaria, sendo estas capacidades resultantes do estado de tensão que as mesmas exercem, torna-se importante estados de compressão axial presentes nos elementos. Valoriza-se novamente a presença do núcleo de betão armado que, gradualmente, absorveu cada vez mais as forças de corte à medida que estas se tornavam superiores e iriam condicionar criticamente a alvenaria nos pisos inferiores.

Segundo o software de cálculo, o topo dos nembos presentes nos pisos superiores não se encontrava provido de solicitação axial suficiente para ser garantida a estabilidade estrutural do conjunto. No que toca às padieiras, o procedimento de dimensionamento foi análogo, estando o programa possibilitado nesse sentido, mas estando as padieiras sujeitas a esforço de tração de elevado grau na envolvente máxima da combinação, mesmo aplicando reforços com os materiais mais capazes, qualquer solução concebível provou-se insuficiente. Adicionalmente, os esforços de corte desenvolvem compressões na escora inclinada, apresentada como Vrd,max que é um fator independente do reforço aplicado. Como tal,

a alvenaria de pedra em estudo, revelou-se pouco capaz nesse sentido, sendo este reforço ao corte também mais adequado para alvenarias com maior capacidade à compressão.

O exemplo estudado provou-se infeliz no contraste entre reforço por gunitagem com o reforço com compósitos, acredita-se que o acréscimo de massa providenciado pela nova estrutura da cobertura, pelas lajes colaborantes de betão armado tornam-se contraproducentes para esta última solução por incrementarem em demasia as ações sísmicas na estrutura, a laje maciça estipulada para o último piso piorou também gravemente a situação. No edifício em estudo, as quantidades de reforço para as forças de corte e tração experimentadas por diversos elementos na envolvente máxima da ação sísmica induzida, revelaram-se impraticáveis e, consequentemente, esta solução foi desconsiderada. Não devendo a mesma ser desvalorizada como uma alternativa valiosa no reforço estrutural.

Tendo sido o objetivo final do presente trabalho comparar monetariamente as duas soluções, o seguinte capitulo serve apenas como uma nota conclusiva nesse âmbito. Tendo presente que, em termos normativos, a última solução não garante a resistência estrutural para a imposição sísmica estipulada, apenas resistindo a sismos de mais fraca intensidade, considerou-se interessante, para trabalhos futuros, o contraste de custos associados às tarefas e materiais das duas opções de reforço estrutural, confrontando os custos, à partida, mais dispendiosos da solução com compósito com as limitações em termos de espaço útil associadas à gunitagem.