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Encamisamento de pilares: técnicas e benefícios

Como reforçar estruturas de concreto armado? O encamisamento de pilar é certamente a intervenção mais utilizada pela eficácia e custos contidos

No campo da engenharia civil e arquitetura, o reforço estrutural é um aspecto fundamental para garantir a segurança e durabilidade das construções. Entre as várias técnicas utilizadas, o encamisamento de pilar destaca-se pela sua eficácia em melhorar a capacidade de carga e a resistência sísmica dos pilares existentes. Sua realização está sujeita a um estudo cuidadoso das condições reais da estrutura e ao cálculo e verificações da nova intervenção.

O que é o encamisamento de pilar

O encamisamento de pilar, ou jacketing em inglês, é uma intervenção de reforço estrutural que prevê a aplicação de uma camada adicional de material ao redor dos pilares existentes para aumentar sua resistência ou melhorar seu desempenho. Isso pode ser necessário por uma série de motivos, incluindo o aumento da carga que o pilar deve suportar para se adaptar a novas necessidades de uso, a correção de defeitos estruturais ou para melhorar a resistência sísmica do edifício.

Os materiais utilizados para o encamisamento podem variar de acordo com as necessidades específicas do projeto, mas podem incluir concreto, aço, fibras compostas reforçadas com polímeros (FRP) ou uma combinação desses materiais. O principal objetivo é fornecer um reforço que melhore as características estruturais do pilar sem comprometer sua estabilidade ou funcionalidade.

É moderadamente invasivo, relativamente rápido na sua realização, relativamente econômico e permite melhorias radicais em termos de segurança. Em particular, permite aumentar:

  • a capacidade de carga, de acordo com o chamado fenômeno de “confinamento” do concreto. Tanto a presença do novo concreto (com características superiores ao existente) quanto do aço garantem uma pressão lateral que se opõe à dilatação que ocorre em resposta às cargas axiais;
  • a resistência à flexão e ao cisalhamento, também é possível optar por intervenções “seletivas”. Se o reforço visa aumentar apenas a resistência à flexão, as barras longitudinais de aço devem ser ancoradas também nos elementos estruturais adjacentes, adicionando também armaduras de conexão transversal entre a própria camisa e as vigas existentes. Ao contrário, para aumentar apenas a resistência ao cisalhamento, o encamisamento não deve ser ancorado, deixando uma junta com a laje de cerca de 1 cm (tanto para o concreto quanto para a armadura);
  • a capacidade de deformação, ou seja, a capacidade de responder às solicitações por meio de deformação não estrutural (essencial para absorver energia).

O encamisamento de pilar é uma técnica tradicional e definitiva, tendo demonstrado ao longo das décadas toda a sua eficiência.

Encontra aplicação em uma ampla gama de cenários, desde a restauração de edifícios históricos até a correção de defeitos estruturais, da resposta a cargas adicionais à mitigação dos riscos sísmicos. Em contextos onde a demolição e a reconstrução são impraticáveis, não econômicas ou não sustentáveis, o encamisamento oferece uma solução eficaz para melhorar o desempenho estrutural sem comprometer a integridade do edifício.

Os materiais utilizados no encamisamento do pilar dependem das necessidades específicas do projeto e das condições da estrutura existente. O concreto armado é uma escolha comum pela sua versatilidade e resistência, enquanto o aço e os materiais compósitos reforçados com fibras oferecem soluções alternativas em termos de leveza e facilidade de instalação. Os métodos de aplicação variam desde a projeção tradicional até a pré-fabricação, permitindo uma personalização com base nas necessidades estruturais e de projeto.

O único verdadeiro defeito do encamisamento em c.a. consiste no aumento das “massas”, ou seja, da largura dos próprios pilares, que poderiam reduzir a área útil. No entanto, essa desvantagem pode ser superada optando por encamisamentos feitos com fibras reforçadas, uma intervenção menos comum do que o encamisamento em concreto e estribos de aço, mas igualmente eficaz, especialmente para melhorar a resistência à tração, sem adicionar cargas e massas adicionais à estrutura existente.

As fases de realização do encamisamento em aço

O processo para realizar o encamisamento de pilares pode variar ligeiramente dependendo das especificidades do projeto e dos materiais utilizados. A forma como a intervenção é realizada pode fazer a diferença em sua efetiva realização.

Os passos básicos, a serem seguidos de acordo com as regras da arte para o encamisamento de pilares são:

  • avaliação estrutural: antes de iniciar a intervenção, é necessário realizar uma avaliação aprofundada da estrutura existente, incluindo testes e investigações dos materiais e definir o grau de conhecimento do edifício. Isso ajudará a identificar as condições estruturais atuais, quaisquer defeitos ou danos existentes, e determinar os requisitos de reforço necessários;
  • projeto do encamisamento: com base nos resultados da avaliação estrutural, determina-se o tipo de material a ser utilizado, a espessura do encamisamento e outros detalhes técnicos. O projeto também deve levar em consideração as normas locais e os padrões de segurança;
  • escoramento dos pilares envolvidos: medida preventiva capaz de preservar a estrutura do elemento durante as atividades;
  • verificação do estado de conservação do concreto do pilar a ser intervencionado e possível demolição das porções de concreto deterioradas;
  • em caso de lesões profundas, procede-se com injeções de argamassa;
  • endireitamento das barras longitudinais, em caso de deformação;
  • preparação do plano de assentamento através da limpeza da superfície e umedecimento;
  • assentamento de barras e estribos adicionais em aço;
  • aplicação do concreto: isso pode incluir projeção, aplicação manual ou uso de formas pré-fabricadas, dependendo do método escolhido e das dimensões do pilar;
  • remoção dos escoramentos.

É importante lembrar que em estruturas existentes o conhecimento da estrutura e dos materiais utilizados é muito importante. Definir o nível de conhecimento e os fatores de confiança consequentes, a partir dos testes e inspeções realizados, permite identificar as resistências médias dos materiais a serem usados nas verificações.

Quando é necessário o reforço estrutural dos pilares?

Basicamente, o reforço estrutural dos pilares através do encamisamento é sempre útil, especialmente nos casos em que são encontrados danos nas estruturas existentes, subdimensionamento dos pilares, uso de materiais de baixa qualidade ou degradados ao longo do tempo. No entanto, existem também casos que têm um caráter de urgência.

Aqui estão os diferentes cenários em que o encamisamento de pilares é mais frequentemente utilizado:

  • incremento de carga: se um edifício sofre uma mudança em sua destinação de uso ou uma conversão que resulta em um aumento da carga estrutural nos pilares, pode ser necessário reforçá-los para garantir que possam suportar as novas cargas com segurança;
  • deterioração estrutural: ao longo do tempo, os pilares podem sofrer deterioração devido a fatores como corrosão, danos por incêndio, ataques químicos, erosão ou ações sísmicas. Nestes casos, é essencial intervir com reforços para restaurar a integridade estrutural e garantir a segurança do edifício;
  • atualização normativa: as normas e regulamentos de construção podem estar sujeitos a alterações ao longo do tempo, com a introdução de novos padrões de segurança e resistência sísmica. Em resposta a essas atualizações normativas, pode ser necessário reforçar os pilares existentes para garantir a conformidade com os padrões atuais;
  • reestruturação, ampliação e sobrelevação: durante obras de reestruturação ou ampliação de um edifício existente, pode ser necessário reforçar os pilares para adaptá-los às novas necessidades de projeto e garantir a estabilidade de toda a estrutura durante e após as obras de construção;
  • prevenção de colapso: em situações em que há risco iminente de colapso estrutural devido a danos ou fraquezas significativas nos pilares, o reforço estrutural pode ser usado como medida preventiva para evitar o colapso do edifício e proteger a segurança do público;
  • melhoria do valor econômico do edifício: independentemente das necessidades reais, proceder com o encamisamento dos pilares significa melhorar as garantias de segurança do imóvel e, consequentemente, seu valor econômico. Um detalhe importante, se a perspectiva for a venda do imóvel, talvez em alguns anos.

Em geral, o reforço estrutural dos pilares é necessário quando há comprometimento da capacidade de carga ou estabilidade dos próprios pilares, o que poderia colocar em risco a segurança do edifício ou das pessoas que o habitam ou frequentam. A avaliação precisa das condições estruturais e a adoção de medidas apropriadas são fundamentais para garantir a durabilidade e segurança das construções ao longo do tempo.

Existem, no entanto, outros casos em que é possível intervir para melhorar a resistência dos pilares com técnicas menos invasivas:

  • restauração da camisa externa: em vez de proceder com a aplicação de uma nova camisa, é possível intervir na restauração da existente. O objetivo é “limpar” os elementos metálicos, reforçá-los com materiais de liberação rápida, conter possíveis deformações;
  • aplicação de laminados em FRP: muitas vezes, basta a aplicação de materiais muito finos e pouco invasivos, como as fibras compostas reforçadas com matriz polimérica (FRP), para aumentar a resistência de um pilar. Essas intervenções geram um efeito semelhante ao que seria obtido com o aumento da armadura;
  • aplicação de cal hidráulica modificada: até mesmo a cal hidráulica, se adequadamente integrada com pozolanas naturais, pode garantir uma maior resistência aos pilares.

 

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