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REABILITAÇÃO ESTRUTURAL DE PAREDES ANTIGAS DEALVENARIAStructural Rehabilitation of Old Masonry WallsJoão C. Almendra RoqueMestre em Engenharia Civil, Assistente do 2ºTriénio, Escola Superior de Tecnologia doInstituto Politécnico de Bragança, Portugal, e-mail: jroque@ipb.ptPaulo B. LourençoDoutor em Engenharia Civil, Prof. Associado, Universidade do Minho, Guimarães,Portugal, e-mail: pbl@civil.uminho.ptSUMÁRIO: O artigo salienta a importância da caracterização da tipologia das paredes estruturaisde alvenaria antiga como forma de melhor compreender o seu comportamento mecânico e a origemdas suas patologias e, finalmente, como forma de facilitar a sua intervenção com a escolha adequadade técnicas e materiais. As principais técnicas de reabilitação, quer inovadoras, quer tradicionais, sãoapresentadas referindo-se o seu potencial campo de aplicação, vantagens e limitações. Finalmente, éapresentado um caso de estudo, inserido no Centro Histórico de Bragança. O diagnóstico precede efundamenta a apresentação da metodologia a adoptar no projecto de intervenção.PALAVRAS-CHAVE: alvenarias antigas, paredes, estrutura, reabilitação.ABSTRACT: This work addresses the typological characterization of old masonry walls as animportant way to understand their mechanical behaviour and the origin of typical damage, but alsoas a way to assist intervention works with the choice of appropriate techniques and materials. Themain available rehabilitation techniques, both traditional and innovative, are presented with theirpotential field application, advantages and restrictions. Finally, a case study in Bragança’s HistoricalCentre is presented. The adopted strategy is of key importance in the definition of design interventionmethodologies.KEYWORDS: old masonry, walls, structure, rehabilitation.INTRODUÇÃOA existência de estruturas de alvenaria antigas está difundida por toda a Europa, emcentros históricos e urbanos, em diferentes tipos de estruturas (como torres, edifícios,igrejas, campanários, arcos, muros, fortes, muralhas, etc.) em elementos estruturais comoarcos, abóbadas, colunas, paredes, etc. O valor patrimonial, cultural e arquitectónico querepresentam fez com que a conservação e reabilitação destes elementos estruturais seja, hojeem dia, de grande interesse para quem os tutela.Recentemente, tem-se assistido à preservação das paredes exteriores dos edifícios antigos,em profundas intervenções que podem considerar-se no limiar mínimo da conservação dopatrimónio arquitectónico não-monumental. Para o efeito contribuem as naturais dificuldadesde reparação dos edifícios antigos, em parte inerentes ao domínio ainda limitado que sepossui das técnicas e dos materiais envolvidos. Em zonas urbanas, estas intervenções são,frequentemente, motivadas por rentáveis programas de utilização subjacentes à pressão dasespeculações imobiliárias, mais do que pelo estado de degradação exibido.Parece assim justificada a imprescindível necessidade de receber uma formação séria,regrada e metodológica no campo da conservação.LNEC, 2003 3º E N C O R E 907


MATERIAIS E TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO E DE REABILITAÇÃOCARACTERIZAÇÃO DAS ALVENARIAS ANTIGASEntende-se por “alvenaria” a associação de um conjunto de unidades de alvenaria (tijolos,blocos, pedras, etc.) e ligante(s) que resulta num material que possuiu propriedades mecânicasintrínsecas capaz de constituir elementos estruturais. Nas alvenarias antigas, as unidades dealvenaria eram, vulgarmente, a pedra ou o tijolo cerâmico, eventualmente reforçadas comestrutura interna de madeira.As alvenarias de pedra tem uma diversificada constituição interna, dependente da época,dos costumes e do local de construção. São caracterizadas por uma grande irregularidadegeométrica e falta de homogeneidade material, resultado da diversidade de características(físicas, mecânicas e geométricas) dos materiais utilizados. A presença de cavidades ouvazios interiores é uma característica destas alvenarias que aparecem, consoante os casos,em maiores ou menores percentagens (Figura 1).Figura 1 - Componentes de alvenaria de pedra irregular: pedra, argamassa e vazios [4].Os tijolos cerâmicos, elaborados a partir de uma pasta de material argiloso, mais ou menoshomogénea, que depois de enformados, geralmente com formas paralelepipédicas, eramcozidos, por exposição ao sol – tijolos de adobe – ou em fornos de lenha, têm característicasmais regulares do que as unidades de pedra natural. Como consequência, o uso de unidadesde tijolo cerâmico, traduz-se, também, numa maior regularidade e homogeneidade das suasalvenarias.Do ponto de vista material a alvenaria pode considerar-se um compósito heterogéneo,intrinsecamente descontínuo, com boa resistência à compressão, fraca resistência àtracção e, que conta apenas com a acção coesiva da gravidade. Homogeneidade, isotropiae propriedades mecânicas uniformes, são hipóteses vulgarmente assumidas na análise deestruturas modernas que não podem aqui aplicar-se com rigor.As estruturas de alvenaria resultaram, por processos empíricos de aprendizagem (tentativa eerro), numa associação de elementos resistentes através dos quais a transmissão das cargasse faz por “trajectórias” de tensões de compressão. Apesar da aparente falta de ligaçãoentre os elementos o facto é que, muitas destas estruturas, deram provas da sua eficácia emantiveram a sua forma durante séculos. Aliás, o sistema construtivo das alvenarias, baseadona justaposição de unidades com uma fraca ligação entre si, permite o seu fácil desmonte,o que se traduz numa maior facilidade de manutenção. Assim, tudo se processa como num908 3º E N C O R ELNEC, 2003


Reabilitação Estrutural de Paredes Antigas de Alvenariaorganismo vivo que cicatriza as suas feridas mantendo a própria identidade. No entanto, paraa acção sísmica a facilidade de desmonte pode ser vista como uma debilidade estrutural [8].Classificação tipológica de paredesAs paredes de alvenaria constituem um dos elementos estruturais mais importantes efrequentes em construções antigas, nomeadamente em edifícios. Pretende-se aqui abordaras características morfológico-construtivas, os comportamentos mecânico-estruturais e aspatologias específicas das paredes estruturais antigas. Considerar-se-ão, no essencial, doisgrandes grupos: paredes de alvenaria de pedra e paredes de tijolo cerâmico. Dentro decada um destes grupos existem paredes com diferentes características, algumas das quaistípicas de diferentes épocas e locais. A classificação tipológica tem como objectivo facilitara percepção do comportamento mecânico-estrutural e a origem das patologias. Para o efeitoé possível agrupar paredes com idênticas características morfológico-construtivas, comrespeito, nomeadamente, às unidades de alvenaria, às características de assentamento, àscaracterísticas do(s) ligante(s) e, fundamentalmente, às características da secção transversal,para definir tipologias de paredes. A análise da secção desempenha um papel fundamentalno estudo das propriedades e comportamento das alvenarias pelo que uma classificaçãomais geral apenas se refere às características da secção transversal, nomeadamente, aonúmero de paramentos e ao seu grau de sobreposição. Nas alvenarias antigas identificam-sefundamentalmente três grandes tipologias de secções [6]: paramento simples; paramentoduplo; paramento triplo.Refere-se, no entanto, que mesmo após a definição das tipologias, com características maisou menos homogéneas, não é fácil a atribuição de características mecânicas genericamenteválidas, dentro de cada um dos grupos, devido à heterogeneidade material e morfológicaassociada à diversidade de características materiais e construtivas, bem como aosdiferenciados estados de degradação.Patologias em paredes estruturaisRelativamente às patologias interessa identificar e distinguir entre patologias inerentes aocomportamento estrutural (aspectos relacionados com a concepção/construção) e patologiasinerentes ao comportamento da alvenaria como material (dependente das características dosmateriais utilizados, das técnicas construtivas, da tipologia da secção, etc.). No entanto, aspatologias nas alvenarias estruturais manifestam-se, geralmente, como uma combinaçãodestas vertentes, sendo por vezes difícil atribuir-lhes uma origem específica.As principais patologias das alvenarias, como material estrutural, relacionam-sefrequentemente com:• muito fraca resistência à tracção;• resistência à compressão muito dependente, do volume de vazios e, no caso, deparedes compostas, do grau de confinamento dos paramentos;• fraca resistência ao corte;• mecanismos de rotura frágil.As patologias em paredes, como elemento estrutural, relacionam-se com fenómenos deinstabilidade, local ou global, associados, geralmente, à:• deficiente integridade estrutural (fraca ligação entre elementos estruturais);• fraco imbricamento na secção da parede;LNEC, 2003 3º E N C O R E 909


MATERIAIS E TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO E DE REABILITAÇÃO• esbelteza excessiva;• deficiente contraventamento;• reduzida ductilidade.TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO ESTRUTURALTratando-se de estruturas antigas, as intervenções estruturais devem repor (ou melhorar) asegurança estrutural respeitando a identidade cultural das construções. O planeamento dasintervenções deve adoptar uma metodologia de aproximação às estruturas que inclua umaapreciação geral - com informação de carácter qualitativo - e uma análise mais rigorosa- geralmente de carácter quantitativo -, que conduza à identificação das característicasdos materiais e da estrutura, bem como à origem das patologias apresentadas. Assim,à peculiaridade das estruturas de alvenaria antigas parece adequar-se uma abordagemmetodológica, por etapas, semelhante à utilizada em medicina [11]:• Anamnese (historial): estudo da evolução histórica e recolha de dados einformações importantes;• Diagnóstico: identificação das causas das anomalias e da degradação e avaliaçãoda segurança estrutural;• Terapia: escolha e aplicação da(s) técnica(s) de intervenção;• Controlo: acompanhamento e controlo da eficiência da intervenção.As técnicas de reabilitação estrutural disponíveis podem diferenciar-se de acordo com ascaracterísticas dos materiais, em técnicas tradicionais ou inovadoras, ou quanto aos efeitos,em técnicas activas ou passivas. Relativamente aos efeitos salienta-se que existem soluçõesmais vocacionadas para a melhoria das características mecânicas da alvenaria e soluçõesmais aptas para a correcção de deficiências do comportamento estrutural. Atendendo a que amaioria dos materiais utilizados nas intervenções são, hoje em dia, diferentes dos originais,há três características fundamentais que devem assegurar-se a este respeito [13]:• Compatibilidade: as técnicas e os materiais utilizados devem minimizar aalteração das características da rigidez da construção e do funcionamento estruturaloriginal (compatibilidade mecânico-estrutural), bem como evitar o aparecimentode novas patologias, por apresentarem diferentes comportamentos físicos e/ouquímicos, relativamente aos materiais existentes(compatibilidade físico-química);• Durabilidade: a necessidade de preservação das estruturas antigas, especialmentehistóricas, por um longo período de vida, justifica que as exigências de durabilidadedos materiais a utilizar sejam mais severas que em estruturas novas;• Reversibilidade: deve ser salvaguardada a possibilidade de poder remover,sem provocar danos nos materiais originais, os novos elementos resultantesda intervenção, no fim da sua vida útil ou no caso de revelarem sinais deinadequabilidade.Relativamente às técnicas de reabilitação estrutural, a investigação disponível e a experiênciade utilização permitem, resumidamente, as seguintes conclusões.A aplicação de injecções destina-se a paredes degradadas mas com capacidade para resistir à(baixa) pressão de injecção. As injecções actuam ao nível da melhoria do material com efeitospositivos no desempenho mecânico. Parece ser a técnica mais adequada para a reabilitaçãode paredes de alvenaria de pedra, especialmente em paredes compostas, se combinada compregagens transversais [14]. Requisitos como resistência, penetrabilidade e, especialmente,compatibilidade devem ponderar-se na definição da calda adequada.As pregagens são utilizadas para reforço da alvenaria como material (pregagens910 3º E N C O R ELNEC, 2003


Reabilitação Estrutural de Paredes Antigas de Alvenariageneralizadas e pregagens transversais) e para melhorar ligações estruturais (pregagenscostura). As pregagens generalizadas são soluções relativamente invasivas e com resultadospráticos discutíveis [1]. As pregagens transversais são frequentemente combinadas comoutras técnicas, por serem uma solução prática e eficaz no controlo da dilatação transversaldas paredes [14].A utilização de tirantes (eventualmente) pré-esforçados é uma solução destinada àmelhoria do comportamento estrutural, geralmente, aplicada com níveis de pré-esforçomuito baixos [7]. Tal como as pregagens generalizadas, não são aconselháveis para paredescom espessuras inferiores a 50 cm, especialmente no caso das alvenarias de pedra [10]. Asua aplicação em intervenções de reabilitação de edifícios antigos correntes é, hoje em dia,reduzida.O refechamento das juntas é adequado para o restabelecimento da integridade ou melhoriada protecção das faces das paredes, com bons resultados na resistência mecânica. Em paredesde junta regular, o refechamento armado das juntas melhora o comportamento em serviço dasestruturas com aumento da resistência última, especialmente se combinado com pregagenstransversais, mesmo em casos com elevados estados de compressão [5].A possibilidade de desmonte e reconstrução, como já referido, constitui uma vantagem paraa manutenção das alvenarias antigas, facilitando a correcção de deficiências ou degradaçãodo material localizada ou, ainda, permitindo melhorar a qualidade construtiva das alvenarias[16].Os rebocos armados destinam-se a paredes em bom estado geral, mas com acentuadadegradação superficial. Os seus efeitos reflectem-se na melhoria da ligação entre paredes, nocontrolo da fendilhação, na resistência ao corte e na ductilidade. É uma solução que poderáter condicionantes estéticas [9].O encamisamento com betão armado é uma técnica muito invasiva, semelhante aos rebocosarmados mas com maiores requisitos mecânicos. Só deve ser aplicada em casos em que nãoexista outra solução alternativa. A utilização de elementos reticulados de betão paralelos àestrutura corresponde também, em geral, a uma má solução associada à deficiente concepçãodas ligações entre os novos materiais e os materiais existentes, especialmente em zonassísmicas [1].CASO DE ESTUDO NO CENTRO HISTÓRICO DE BRAGANÇANesta secção faz-se a aplicação dos conhecimentos apresentados nas secções anterioresa um caso de estudo inserido no Centro Histórico de Bragança. Trata-se de um edifíciohabitacional, em gaveto, de data desconhecida, com paredes resistentes em alvenaria depedra irregular, dois pisos elevados e cobertura em estrutura de madeira. O estudo envolveo levantamento geométrico e estrutural do edifício, a realização de ensaios experimentaisin-situ, com ensaios de macacos planos, simples e duplos, e inspecções visuais com câmaraboroscópica. Os resultados fundamentam uma proposta de intervenção apresentada no final,que está convenientemente detalhada em [17].LNEC, 2003 3º E N C O R E 911


Reabilitação Estrutural de Paredes Antigas de Alvenaria5 cm 10 cm 10 cm 10 cm 5 cm(a) (b) (c)Figura 3 – Alguns aspectos da realização dos ensaios de macacos planos: (a) controlo de distâncias dereferência; (b) disposição do macaco plano na ranhura;(c) pressurização do macaco.DiagnósticoA análise integrada da informação obtida parece permitir concluir que para o actual estadodas paredes contribuiu uma combinação de factores tais como: (i) infiltrações de água,nomeadamente ao nível da cobertura e das fundações, com o consequente amolecimento elavagem da argamassa de barro que terão conduzido ao aparecimento de deformações e àseparação dos paramentos da parede; (ii) descompressões localizadas da parede, subjacentesao apoio de vigas do pavimento, associadas à degradação da madeira das padieiras dasjanelas; (iii) impulsos horizontais da cobertura. A acção combinada destes factores,eventualmente, agravada pela inclinação da fundação, de acordo com o declive do terreno,parece ter contribuído para movimentos horizontais, para o exterior, das vigas de madeira dospavimentos e da cobertura, arrastando consigo as paredes de empena onde estas se apoiam.A elevada amplitude das deformações da parede de empena, parece justificar-se pela ausênciade paredes de contraventamento, entre a fachada principal e a fachada de tardóz, numaextensão aproximada de 15 metros.Desta forma apesar da estabilidade da parede para acções verticais parecer estar assegurada,a possibilidade de colapso por derrubamento global da parede de empena e/ou desagregaçõeslocais parecem não estar acauteladas [17].Proposta de reabilitação estruturalFace ao exposto, a proposta de reabilitação visa melhorar a integridade estrutural ecorrigir degradações localizadas da alvenaria das paredes mestras. As medidas propostascompreendem:• Encamisamento, em ambas as faces, da parede de empena na zona compreendidaentre o rés-do-chão e o piso 1 e entre os eixos 1 e 2 (Figura 4, Figura 5 e Figura6);• Reforço do contraventamento das paredes de empena com o prolongamento,das paredes transversais existentes entre o rés-do-chão e o piso 1 (Figura 4 eFigura 5);• Rigidificação dos pavimentos no seu plano com a colocação de uma camada debetão, com 5 centímetros de espessura, reforçada com malha de aço, sobre o soalhode madeira;LNEC, 2003 3º E N C O R E 913


MATERIAIS E TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO E DE REABILITAÇÃO• Solidarização entre elementos estruturais (parede-parede e parede pavimento/cobertura) que contrariem a tendência para o afastamento relativo das paredesatravés da utilização de pregagens costura (Figura 5);• Consolidação localizada da alvenaria, na zona adjacente aos apoios das vigas eem zonas com indícios de separação dos paramentos da secção, com recurso ainjecções (Figura 6).Figura 4 - Aspecto das intervenções propostas em planta: encamisamento local e prolongamento das paredes decontravamento até à cobertura (eixos 2 e 3)Figura 5 – Aspecto das intervenções em corte transversal: corte A-A - encamisamento local e pregagens; corteB-B - prolongamento das paredes transversais e pregagens.914 3º E N C O R ELNEC, 2003


Reabilitação Estrutural de Paredes Antigas de AlvenariaFigura 6 – Aspecto exterior das intervenções propostas.REFERÊNCIAS1. Appleton, J., “Tecnologias de intervenção em edifícios antigos. Consolidação de estruturas”.Contribuição para um curso de introdução à reabilitação urbana. CCRLVT, Lisboa, Março 1993.2. ASTM, “In-situ compressive stress within solid unit masonry estimated using flat-jack method”.ASTM Standard C 1196-91, 1991.3. ASTM, “In-situ measurement of masonry deformability properties using flat-jack method”. ASTMStandard C 1197-91, 1991.4. Binda, L.; Baronio, G.; Modena, C., “Strengthening of masonries by injection technique”. The SixthNorth American Masonry Conference, Philadelphia, Pennsylvania, June 6-9, 1993, pp. 1-15.5. Binda, L.; Modena C.; Valluzzi M., “Bed joints reinforcement in historic strutures”. CIB W23 - WallStructures , 36 th Comission Meeting, Porto, Portugal, September 23-24, 1999.6. Binda, L.; Penazzi, D., “Classification of masonry cross sections and of typologies of historicbuildings”. Book of Commissione RILEM MMM, to appear 2000.7. Ganz, H. R., “Post-tensioned masonry structures”. VSL Report Series, 2, VSL International, Berne,Switzerland, 1990.8. Giuffrè, A., “Sicurezza e Conservazione dei Centri Storici. Il caso de Ortigia”. Codice di pratica pergli interventi antisismici nel centro storico. Editori Laterza, 1993.9. Hamid, A.; Mahmoud, A.; Sherif, E. , “Strengthening and repair of masonry structures: state ofthe art”. 10 th International brick and block masonry conference, Calgary, Canada, University ofCalgary, July 5-7, 1994, pp. 485-494.10. Hill, P. R.; David, J. C., “Practical Stone Masonry”. Donhead, London, 1995.11. ICOMOS (International Scientific Committee for Analysis and Restoration of Structures ofArchitectural Heritage), “Recommendations for the analysis, conservation and structural restorationof architectural heritage”. Paris, September 2001.12. Lourenço, P., Gregorczyk, P., “Review on Flat-Jack Testing”. Revista do Departamento deEngenharia Civil da Universidade do Minho, nº 9, Guimarães, 2000.13. Meli, R.,“Ingeniería Estructural de los Edifícios Históricos”.Fundación ICA, México, 1998.14. Valluzzi, M., “Comportamento meccanico di murature consolidate con materiali e tecniche a basedi calce”. Università di Padova, Italy, 2000.15. Piccirilli, C. , “Consolidamento Critico. Premesse Storico-Strutturali”. Università degli Studi diRoma “La Sapienza”. Bonsignori Editore, 1996.LNEC, 2003 3º E N C O R E 915


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