Tratamento de fissuras

1. INTRODUÇÃO
Fissura é uma abertura de formato linear que pode se formar nas superfícies
de qualquer material sólido, devido a ocorrência da ruptura de parte de sua massa.
Geralmente resulta da dissipação de tensões entre as partes de um mesmo
elemento ou entre dois elementos em contato.
No Brasil, a tradicional técnica construtiva compõe-se de construções com
estruturas em concreto armado e alvenaria cerâmica para vedação.
Devido às características físicas destes materiais, concreto armado e
alvenaria cerâmica, e as interações dos mesmos entre si e com o meio ambiente,
surgem anomalias nas edificações, dentre estas, a manifestação de fissuras.
Observa-se no cenário da construção civil o crescente uso de estruturas em
concreto armado com peças mais esbeltas. Tendência respaldada na redução de
custos da obra e no desenvolvimento tecnológico dos materiais.
Impulsionado pela necessidade das construtoras se manterem competitivas
em relação a produtividade, percebe-se um menor tempo de execução das
edificações e menores prazos na etapa executiva da fixação da alvenaria na
estrutura e atuação de carregamentos importantes em idades antecipadas.
Elementos estruturais esbeltos, construção em grande escala e ao menor
custo possível parecem comprometer significativamente a qualidade das
edificações. Fissuras e trincas nas construções cresce, em termos de frequência de
manifestações e intensidade de ocorrências e gravidade (SABBATINI, 1998).
Este trabalho objetiva-se apresentar e estudar as causas e mecanismos de
formação de fissuras em elementos estruturais de concreto armado e em alvenarias
cerâmicas de vedação e em que etapa do processo construtivo elas ocorrem.
Analisar, mediante revisão de bibliografia, exemplos reais de manifestações de
fissuras e suas consequências para a saúde de partes ou da estrutura global.
Enfim, reunir e servir de fonte de informação para os engenheiros, arquitetos
e demais profissionais atuantes no setor de construção civil para que se possa,
através do conhecimento das causas mais frequentes que originam fissuras, evitar
futuros problemas.
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2. JUSTIFICATIVA
O surgimento e o desenvolvimento de fissuras oferece riscos ao desempenho
estrutural, servindo como alerta de um possível estado limite da estrutura.
Compromete o desempenho funcional quanto a estanqueidade, conforto
hidrotérmico, conforto acústico, durabilidade da edificação. Provoca efeitos estéticos
indesejáveis gerando desconforto visual e não raro, por serem facilmente percebidas
pelos usuários, as fissuras promovem desconforto psicológico nos mesmos.
Portanto conhecer as causas e mecanismos de formação de fissuras mais
comuns às edificações é importante pois torna-se mais um recurso para os
engenheiros civis no aprimoramento de sua técnica, evitando problemas e
melhorando a qualidade dos projetos e obras.
O estudo das fissuras em concreto armado e alvenaria cerâmica nas
construções, incluindo origem, causas , mecanismos de formação e recuperação, é
muito importante para se obter avanços na construção civil, sobretudo no Brasil, que
emprega largamente estes materiais em suas edificações.
Com o aprimoramento do planejamento e execução das obras, o consumidor
usufruirá de uma edificação de melhor qualidade e duração maior.
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3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Apontar as causas e mecanismos de formação de fissuras que comumente
ocorrem nos elementos estruturais, executados em concreto armado, e na alvenaria
cerâmica de vedação.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Apresentar as causas e mecanismos de formação mais comuns da fissuração no
concreto e na alvenaria cerâmica de vedação.
- Apresentar as falhas que contribuem para o surgimento e desenvolvimento de
fissuras na edificação.
- Relatar exemplos de manifestações de fissuras e suas consequências para a
saúde de partes ou da estrutura global.
- Objetiva-se também apresentar alguns conceitos, métodos e técnicas que visem
diminuir a incidência desta patologia nas obras de construção civil.
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4. METODOLOGIA
Este trabalho baseia-se em uma revisão bibliográfica sobre fissuras em
concreto armado e em alvenaria cerâmica de vedação, abordando as causas e os
mecanismos de formação desta patologia.
Para apresentar as causas e mecanismos de formação mais frequentes da
fissuração no concreto e na alvenaria cerâmica de vedação, foram pesquisados
livros, artigos, dissertações, apostilas e outros recursos literários escritos em língua
portuguesa.
Mediante a revisão literária do material pesquisado foi possível identificar e
mostrar as falhas nas etapas de uma edificação que contribuem para o surgimento e
desenvolvimento de fissuras.
Foram selecionados casos reais de manifestações de fissuras e suas
consequências para a saúde de partes ou da estrutura global, relatados na literatura
pesquisada.
Afim de apresentar alguns conceitos, métodos e técnicas que visem diminuir
a incidência desta patologia nas obras de construção civil, reunimos trabalhos
publicados no meio técnico que abordassem o tema.
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 MANIFESTAÇÃO PATOLÓGICA DE FISSURAS NAS EDIFICAÇÕES
A manifestação de fissuras, tanto no arcabouço estrutural quanto nas
alvenarias de vedação, é uma das patologias mais frequentes nas construções civis.
(BENTO, BRITO & MIRANDA, 2002; THOMAZ, 1996; ZATT & CADAMURO
JÚNIOR, 2007).
Trincas e fissuras podem surgir desde o momento em que é executado um
elemento ou até anos após a conclusão da obra (ZATT & CADAMURO JÚNIOR,
2007). Thomaz (1996, pág. 16) afirma que as fissuras também podem aparecer, “de
forma congênita, logo no projeto arquitetônico da construção”.
A manifestação de fissuras compromete o desempenho satisfatório da
construção nos aspectos de segurança estrutural, estanqueidade, durabilidade da
obra e também quanto ao conforto higrotérmico, acústico, visual, tátil e psicológico
dos usuários. (GUIMARÃES, CARASEK & CASCUDO, 2005; LORDSLEEM JR &
FRANCO, 1998; SOUZA & RIPPER, 2009; THOMAZ, 1996; ZATT & CADAMURO
JÚNIOR, 2007)
Zatt e Cadamuro Júnior (2007) lembram que “ as fissuras podem servir de
alerta para um eventual estado perigoso para a estrutura: geralmente, a iminência
de colapso em estruturas de concreto armado é precedida de fissuração.” Segundo
Bento, Brito & Miranda (2002), a fissuração representa, para os leigos, preocupação,
uma vez que associa-se as fissuras a problemas estruturais.
As fissuras se manifestam nas edificações por processos variados mas as
origens da fissuração geralmente são fenômenos físicos, químicos ou mecânicos
(THOMAZ, 1996). Para Lordsleem Jr e Franco (1998) a fissuração é uma patologia
que resulta, em termos gerais, do alívio das tensões entre os elementos conectados
ou mesmo entre as partes de um elemento.
5.2 CAUSAS E MECANISMOS DE FORMAÇÃO DE FISSURAS NO CONCRETO
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A manifestação patológica de fissuras nas estruturas de concreto, geralmente,
desenvolve-se de modo característico, sendo que a disposição e o local onde as
fissuras aparecem ajudam a indicar as causas e a gravidade do problema. (MELLO,
2009). A figura 1 apresenta as disposições mais comuns de fissuras em uma obra
residencial.
Figura 1 - Mapeamento da casa.
Arquitetura & Construção, ano 25, nº 01, janeiro 2009.
Classificadas, conforme seu estado, em fissuras ativas e passivas. No estado
passivo ou sem movimento, a fissura atingiu sua amplitude máxima e estabiliza-se
ao eliminar a causa que a originou. As fissuras ativas provém de ações variáveis,
portanto há variações de deformação no concreto (VITÓRIO, 2003; ZATT &
CADAMURO JÚNIOR, 2007).
Segundo Vitório (2003), cura mal realizada, retração do concreto, variações
de temperatura, agressividade do meio ambiente, recalques dos apoios,
carregamentos aliados à erros de concepção, falta de detalhamento do projeto e
erros de execução e também acidentes são as causas mais frequentes do
fissuramento dos elementos estruturais de concreto.
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5.2.1 FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES TÉRMICAS
As edificações são obras continuamente expostas à ação de agentes
externos, entres eles, a variação de temperatura. Esta variação tem implicação
direta sobre as dimensões dos materiais utilizados na construção.
Os diferentes materiais construtivos sujeitam-se a dilatações ao elevar-se a
temperatura e a contração com a variação inversa. Configura-se, através das
variações de temperatura, movimentações térmicas, dilatação e contração, que
dependem também das propriedades físicas dos materiais. (THOMAZ, 1996).
“Os movimentos de dilatação e contração são restringidos pelos diversos
vínculos que envolvem os elementos componentes, desenvolvendo-se nos
materiais, por este motivo, tensões que poderão provocar o aparecimento
de fissuras.” (THOMAZ, 1996, pág. 19)
As variações de temperatura geram movimentações diferenciadas entre as
partes de um mesmo elemento, entre elementos de um mesmo sistema e também
entre partes diferentes de um mesmo material. Isto porque, os materiais possuem
coeficientes de dilatação térmica diferentes e as estruturas de um edifício não são
expostas uniformemente às variações de temperatura. (THOMAZ, 1996).
Em consequência desta movimentação diferenciada podem surgir fissuras.
Para estas movimentações, segundo Thomaz (1996, pág.19) “ é importante
considerar-se não só a amplitude da movimentação, como também a rapidez com
que esta ocorre.”
As fissuras originadas por variações da temperatura se formam pela tensão
criada pelos vínculos existentes entre os elementos ao restringirem as
movimentações térmicas dos materiais e as movimentações diferenciadas das
peças estruturais.
De modo geral, as fissuras causadas por movimentação térmica
caracterizam-se por aberturas constantes, perpendiculares ao eixo do elemento
tendo seccioná-lo (Figura 2). (ZATT & CADAMURO JÚNIOR, 2007). Por receberem
insolação direta, estruturas de concreto aparente são mais vulneráveis às
movimentações térmicas tais como as lajes de cobertura (MELLO, 2009).
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Figura 2 – Configuração típica de fissura de origem térmica.
ZATT & CADAMURO JÚNIOR, 2007.
Todo o arcabouço estrutural de um edifício sofre movimentações térmicas,
contudo, as fissuras geradas por estes movimentos raramente comprometem o
desempenho estrutural dos elementos. Nos encontros entre vigas podem
desenvolver fissuras internas à peças, não detectáveis. A movimentação das vigas,
por sua vez, podem gerar fissuras um pouco inclinadas nas faces dos pilares (Figura
3). E a movimentação térmica da estrutura promove fissuras de cisalhamento nas
extremidades das alvenarias (Figura 4). (THOMAZ, 1996)
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Figura 3 – Pilar fissurado devido à movimentação térmica das vigas de concreto armado
THOMAZ, 1996.
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Figura 4 – Trincas de cisalhamento nas alvenarias, provocadas por movimentação térmica da
estrutura.
THOMAZ, 1996.
Em elementos muito extensos como platibandas, muros, pisos externos, as
fissuras geradas por movimentações térmica são, em geral, regularmente
espaçadas e devidos aos movimentos diferenciados, podem caracterizar o
destacamento entre alvenaria e o reticulado estrutural (Figura 5).(THOMAZ, 1996).
Figura 5 – Trincas verticais causadas por movimentações térmicas: a) destacamento entre
alvenaria e pilar, b) trinca no corpo da alvenaria.
THOMAZ, 1996.
5.2.2 FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES HIGROSCÓPICAS
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O excesso de água assimilado pelos materiais usados na construção, seja no
processo de sua fabricação,na execução da obra ou proveniente de fenômenos
meteorológicos,provoca a expansão destes materiais ou dos elementos constituídos
por eles.A água livre ao evaporar-se promove a contração da peça.(THOMAZ,1996).
Para Thomaz (1996, pág.35) “as movimentações higroscópicas dos produtos
à base de cimento ocorrem basicamente em função da qualidade do cimento e dos
agregados, da dosagem da mistura e das condições de cura do produto”.
As movimentações consequentes da expansão e contração, quando
restringidas por vínculos entre os elementos estruturais, geram tensões sobre as
peças, sendo assim, pode haver a manifestação de fissuras tanto nos componentes
estruturais quanto na alvenaria.
Segundo Thomaz (1996, pág. 37), “as trincas provocadas por variação de
umidade dos materiais de construção são muito semelhantes àquelas provocadas
pelas variações de temperatura”.
Segundo Thomaz (1996), nas peças estruturais, a expansão da alvenaria
solicita o concreto à tração, formando fissuras perpendiculares ao eixo dos
elementos e inclinadas nos encontros entre estas peças (Figura 6).
Figura 6 – Trincas nas peças estruturais: a expansão da alvenaria solicita o concreto à tração.
THOMAZ, 1996.
5.2.3 FISSURAS CAUSADAS POR RETRAÇÃO NO CONCRETO
No processo de cura do concreto, ocorrem reações químicas entre o cimento
e a água. Segundo Vitório (2003, pág.27) “ a retração aparece quando a
porcentagem de água interna diminui”.
Dal Molin (1988) apud Bento,Brito & Miranda (2002) distingue três tipos de
retração do concreto:
a) Retração plástica caracterizada pela perda rápida de água de amassamento
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utilizada em excesso na confecção do material, e que leva a configuração de
fissuras logo após o adensamento e acabamento da superfície do concreto.
Segundo Souza & Ripper (2009) a massa de concreto se contrai irreversivelmente.
b) Retração hidráulica causada pela evaporação de uma parcela da água de
amassamento, manifestando-se após o adensamento caso não haja controle para
assegurar o correto procedimento de cura.
c) Retração térmica configurada pela contração do concreto a medida que a peça
resfria-se o que leva ao surgimento de tensões que podem promover a fissuração ou
até mesmo romper a peça.
Thomaz (1996) afirma que a relação água/cimento é o fator mais influente na
retração de produtos compostos por cimento e que outro fator que tem implicação
direta na magnitude da retração é a umidade relativa do ar a qual o elemento
concretado será exposto.
As armaduras e os vínculos entre os elementos tendem a restringirem a
retração do concreto o que leva ao surgimento de tensões, compressão no interior e
tração na superfície do elemento, que podem provocar um quadro de fissuração
(ZATT & CADAMURO JÚNIOR, 2007).
Em peças mais esbeltas como lajes e paredes podem surgir trincas que
seccionem completamente o elemento, conforme Souza e Ripper (2009) afirmam.
“Nas vigas que possuem vários vãos, as fissuras de retração manifestam-se
nas proximidades dos apoios, especialmente se eles são fixos. Nos muros
de concreto diretamente apoiados no solo, as fissuras aparecem devido à
resistência oferecida pelo atrito do concreto com o solo.” (VITÓRIO, pág. 28,
2003)
A figura 7 mostra fissuras de retração em muros de concreto cujo o apoio se
dá de forma direta com o solo.
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Figura 7 – Fissuras por retração do concreto em muros apoiados diretamente no solo.
VITÓRIO, 2003.
As fissuras de retração nas vigas apresentam-se, em geral, paralelas entre si
em intervalos quase regulares e podem ocorrer em qualquer ponto do vão (Figuras 8
e 9). Nas lajes formam uma “malha” (Figura 10). (SOUZA & RIPPER, 2009).
Figura 8 – Fissuras de retração numa viga de concreto armado.
THOMAZ, 1996.
Figura 9 – Fissura de retração em vigas.
SOUZA & RIPPER, 2009.
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Figura 10 – Fissuras de retração numa laje: configuração 'malha'.
5.2.4 FISSURAS CAUSADAS POR ESFORÇOS SOLICITANTES
Considerados ou não na etapa do projeto, a atuação dos esforços solicitantes
podem gerar um quadro de fissuras nos elementos que compõem o arcabouço
estrutural.
“Em estruturas bem projetadas, construídas e submetidas às cargas previstas
na normalização, não denotam perda de durabilidade ou perda de segurança quanto
aos estados limites últimos.” (ABNT NBR 6118, 2003).
Para Thomaz (1996) a existência de fissuras em elementos de concreto
armado não indica necessariamente que haja ruptura do componente ou que a
estrutura tenha perdido a sua estabilidade e que o fissuramento de uma determinada
peça estrutural gera a redistribuição de tensões no próprio elemento e nos que estão
em contato de forma que os esforços externos sejam absorvidos pela estrutura ou
parte desta.
Entretanto, em função do dimensionamento da peça, da maneira que o
estrutura global se comporta e da amplitude das tensões desenvolvidas, há
restrições ao rearranjo destas tensões nos elementos. (THOMAZ, 1996).
A inadequação das armaduras e das espessuras de concreto proporciona a
ação de sobrecargas nos elementos, o que pode levar ao fissuramento da peça. As
figuras 11 e 12 mostram elementos mal projetados e a configuração típica das
fissuras neles desenvolvidas.
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Figura 11 – Fissuração causada por sobrecargas aplicadas em vigas insuficientemente
armadas.
Figura 12 – Fissuras em lajes com reduzida espessura do concreto.
A figura 13 traz o quadro típico de fissuramento de lajes desprovidas de
armadura negativa e a figura 14 mostra outras situações de lajes insuficientemente
armadas.
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Figura 13 – Trincas na face superior da laje devidas à ausência de armadura negativa.
THOMAZ, 1996.
Figura 14 – Fissuras em lajes insuficientemente armadas.
A figura 15 mostra fissuras verticais em um pilar paralelas ao esforço de
compressão indicando insuficiência de estribos.
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Figura 15 – Fissuras verticais no pilar indicando insuficiência de estribos.
THOMAZ, 1996.
A configuração das fissuras geradas pelos esforços solicitantes a que são
submetidas os elementos estruturais em concreto armado variam conforme a
natureza desses carregamentos.
5.2.4.1 Elementos submetidos aos esforços de tração
Os elementos estruturais submetidos à tração podem apresentar fissuras
ortogonais à direção do esforço e atravessando toda a seção (Figura 6).(ZATT &
CADAMURO JR, 2007). São mais comuns o manifestamento de fissuras de tração
em vigas, tirantes.
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Figura 16 – Configuração típica de fissura causada por esforços de tração.
VITÓRIO, 2003.
5.2.4.2 Elementos submetidos aos esforços cortantes
As fissuras causadas por esforço cortante são, em geral, inclinadas e
localizam-se próximas aos apoios dos elementos, por essa região apresentar os
maiores valores de força cortante (Figura 17 e 18). Não tão raro, ocorrem também
nas seções medianas das vigas, principalmente se houver inadequação das
armaduras de cisalhamento ou de ancoragem. (VITÓRIO, 2003).
Figura 17 – Fissuração por atuação de esforço cortante.
Figura 18 – Representação de fissuras de cisalhamento próximas aos apoios da viga.
VITÓRIO, 2003.
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Para Zatt e Cadamuro Jr (2007), fissuras de cisalhamento “são indícios de
ruptura iminente, já que a ruptura por força cortante é do tipo frágil (sem aviso
prévio).”
5.2.4.3 Elementos submetidos à esforços de compressão
Os esforços de compressão predominam sobre pilares, mas há também a
compressão derivada da flexão composta. No caso dos pilares, a configuração das
fissuras geradas pela compressão segue o mesmo padrão dos corpos de provas
usados nos ensaios de compressão do concreto.(VITÓRIO, 2003).
As figuras 19 e 20 mostram a configuração típica de fissuras formadas por
compressão.
Figura 19 – Fissuras por compressão, sem e com confinamento.
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Figura 20 – Fissuras de pilares submetidos a compressão axial.
VITÓRIO, 2003.
Há também a manifestação de fissuras finas e próximas umas das outras
localizadas normalmente no centro da peça. Essas são originadas de esforços
compressivos oriundos da flexão composta e indicam a flambagem do elemento
(Figura 21).
Figura 21 – Fissuração em viga submetida a flexo compressão.
De modo geral, esse tipo de fissuramento desenvolve-se paralelo ao esforço,
desviando-se em ângulos agudos (Figura 22). As fissuras geradas por compressão
se tornam visíveis mesmo que os elementos sejam submetidos à esforços inferiores
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ao de ruptura e aumentam continuamente. (ZATT & CADAMURO JÚNIOR, 2007).
Figura 22 – Quadro típico de fissuramento por compressão.
Souza e Ripper (2009) alertam que se a fissuração gerada por esforços
predominantemente compressivos é expressiva, há a probabilidade de que as
resistências últimas do concreto foram ultrapassadas.
5.2.4.4 Elementos submetidos à esforços de torção
O torque geralmente apresenta-se em vigas de bordo submetidas a
deformação excessiva da laje, vigas com cargas excêntricas ou afetados por
recalques diferenciais. Age também em vigas que servem de engaste para
marquises.
Segundo Thomaz (1996), fissuras causadas por ação de torque “inclinam-se
aproximadamente a 45º e aparecem nas duas superfícies laterais das vigas,
segundo retas reversas.” (Figura 23).
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Figura 23 – Fissuração por torção.
Lajes também sujeitam-se à torção gerada por recalques diferenciados das
fundações ou por deformabilidade da estrutura. Quando as solicitações de torção
superam os esforços de flexão aos quais as lajes são exigidas, as fissuras geradas
pelo torque apresentam-se inclinadas em relação aos bordos da laje (Figura 24).
(THOMAZ, 1989).
Figura 24 – Trinca inclinada devido à torção da laje.
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THOMAZ, 1996.
5.2.4.5 Elementos submetidos à esforços fletores
Vigas suportam cargas aplicadas perpendicularmente ao eixo longitudinal.
Conforme a configuração dos apoios destes elementos, configura-se o diagrama dos
momentos fletores atuantes na peça. Verifica-se que esse esforço submete regiões
da peça à tração e outras à compressão.
A fissuração manifesta-se caso o elemento seja exigido além dos esforços
previstos, seja por falha de projeto ou na execução.
“As fissuras ocorrem perpendicularmente às trajetórias dos esforços
principais de tração. São praticamente verticais no terço médio do vão e
apresentam aberturas maiores em direção à face inferior da viga onde estão
as fibras mais tracionadas. Junto aos apoios as fissuras inclinam-se
aproximadamente a 45º com a horizontal, devido à influência dos esforços
cortantes. Nas vigas altas esta inclinação tende a ser da ordem de 60º.”
(THOMAZ, 1996, pág. 50).
A figura 25 mostra a configuração típica de fissuras causadas por flexão no
terço médio de vigas e a figura 26 mostra a configuração típica do quadro de
fissuramento de uma viga fletida subarmada.
Figura 25 – Fissuras por flexão.
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Figura 26 – Fissuração típica em viga subarmada solicitada à flexão.
THOMAZ, 1996.
Em vigas insuficientemente dimensionadas ao cisalhamento, a manifestação
de fissuras inclinadas ocorre próximo aos apoios. A mesma configuração observa-se
em vigas em que a ancoragem da armadura é deficiente (Figura 27). No caso de
vigas superarmadas e/ou confeccionadas com concreto de baixa resistência o
fissuramento ocorre na zona comprimida da viga e de maneira horizontal. (THOMAZ,
1996).
Figura 27 – Fissuras de cisalhamento em viga solicitada à flexão.
THOMAZ, 1996.
Em lajes maciças fletidas, as fissuras são inclinadas e próximas aos cantos
da laje. Na ausência da armadura negativa entre lajes contínuas, mas que foram
projetadas como simplesmente apoiadas, o fissuramento ocorre na face superior da
laje e segue o seu contorno (Figura 28). (THOMAZ, 1996).
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Figura 28 – Fissuramento típico de lajes simplesmente apoiadas.
THOMAZ, 1996.
5.2.5 FISSURAS CASADAS POR RECALQUES DIFERENCIADOS
As obras de Engenharia Civil se fazem sobre solos, transmitindo a esses as
cargas geradas pela estrutura além de carregamentos externos e da parcela vinda
do uso da obra. Para Souza & Ripper (2009, pág.69) “os recalques diferenciais
podem ser gerados por incorreções várias na interação solo-estrutura, que podem
ocorrer tanto nas fases de projeto e de execução, como na de utilização.”
“Sob o efeito de cargas externas todos os solos, em maior ou menor
proporção, se deformam. No caso em que estas deformações sejam
diferenciadas ao longo do plano das fundações de uma obra, tensões de
grande intensidade serão introduzidas na estrutura da mesma, podendo
gerar o aparecimento de trincas.” (THOMAZ, 1996, pág. 83).
O recalque diferencial da fundação interfere no arranjo de distribuição de
cargas do arcabouço estrutural. A magnitude do recalque e das tensões geradas,
além do tipo de ligações entre os elementos do edifício e da capacidade ou não da
estrutura conseguir assimilá-lo são alguns dos fatores que influenciam no quadro de
fissuramento. (SOUZA & RIPPER, 2009).
As fissuras se manifestam como forma de aliviar as tensões que se formam
nas diversas partes da construção ante a ocorrência de recalques diferenciados e
que não foram absorvidas pela estrutura do edifício.
A configuração geral de fissuras geradas por recalques diferenciados é a
inclinação das aberturas em direção ao ponto onde houve o recalque. É comum
também haver esmagamentos localizados em formas de escamas. Quanto mais
acentuados os recalques mais facilmente se nota a diferença na amplitude das
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fissuras.
Os recalques nos pilares ocasionam fissuras de abertura variável nas vigas
apoiadas a eles. As maiores amplitudes localizam-se na parte superior das vigas.
(ZATT & CADAMURO JÚNIOR, 2007).
A figura 29 mostra a configuração típica de fissuras em vigas geradas pelas
movimentações diferenciais entre os pilares devido ao recalque da fundação.
Figura 29 – Fissuração típica gerada por recalques diferenciais.
5.2.6 FISSURAS CAUSADAS POR ALTERAÇÕES QUÍMICAS DOS MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO
As fissuras podem surgir da alteração química dos materiais utilizados na
fabricação das peças estruturais. Essas alterações químicas indesejáveis podem
ocorrer independente da presença de meios fortemente agressivos. (THOMAZ,
1996).
5.2.6.1 Corrosão das armaduras
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As barras de aço que compõem as armaduras se tornam vulneráveis à ação
da corrosão quando há cobrimento insuficiente ou quando o concreto não foi
corretamente adensado. (THOMAZ, 1996).
Segundo Souza & Ripper (2009, pág.65) há a formação de uma película
passivante que abrange toda a superfície das barras de aço imersas no concreto e
que “esta película é formada como resultado do impedimento da dissolução do ferro
pela elevada alcalinidade da solução aquosa existente no concreto.”
Contudo, a presença de uma solução aquosa, resultante do mau
adensamento do concreto, proporciona um ambiente propício ao desencadeamento
do processo de corrosão, que tenderá destruir a película passivante e
posteriormente as ferragens da armadura (Figura 30). (SOUZA & RIPPER, 2009).
Figura 30 – Ação da película passivante.
Os mecanismos de geração de corrosão que atuam destruindo essa camada
protetora das barras se dividem em três categorias conforme proposto por Souza &
Ripper (2009): corrosão por tensão fraturante; corrosão pela presença de hidrogênio
atômico e corrosão por pite, localizada e generalizada, figura 31.
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Figura 31 – Tipos de corrosão de uma barra de aço imersa em meio concreto.
Independente da natureza do mecanismo, o processo de corrosão produz
óxido de ferro que ao expandir-se exerce uma pressão sobre o concreto que o
confina. A pressão que a expansão provoca é suficiente para fraturar o concreto,
originando fissuramento e lascamento nos sítios próximos às armaduras. (SOUZA &
RIPPER, 2009; THOMAZ, 1996).
A figura 32 ilustra o mecanismo de formação de fissuras causadas pelo
processo de corrosão de armaduras.
Figura 32 – Fases da instalação do processo de corrosão em uma barra de armadura.
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As fissuras formadas pelo processo de corrosão das barras de aço
acompanham o comprimento das armaduras (Figura 33). (SOUZA & RIPPER, 2009).
Figura 33 – Configuração típica de fissuras formadas por corrosão das armaduras.
Quando já existe um quadro de fissuramento, independente de sua gênese,
ou quando o cobrimento da peça for insuficiente, o processo de corrosão é
agravado. Isto porque, o acesso dos agentes agressivos presentes na atmosfera
torna-se direto, acelerando e multiplicando a corrosão. (SOUZA & RIPPER, 2009).
5.2.6.2 Ataque por sulfatos
Na presença de água e de sulfatos solúveis, independentemente da origem
destes, o aluminato tricálcico (componente natural do cimento) pode reagir com
sulfatos e originar um composto denominado etringita. Essa é uma reação expansiva
que pode originar fissuras e outras avarias nos elementos de concreto e nas peças
fabricadas com cimento. (THOMAZ, 1996).
Segundo Thomaz (1996) o quadro de fissuração é progressivo, onde há
crescimento da abertura e da profundidade das trincas. Onde não há vínculos
restringindo a expansão surgem fissuras aleatoriamente. Na presença de vínculos,
quando a expansão encontra resistência ao longo de um ou mais eixos, a fissuração
caracteriza-se por aberturas paralelas ao eixo vinculado e pela expansão lateral do
concreto. (THOMAZ, 1996).
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A figura 34 ilustra o quadro de fissuramento causado por ataque de sulfatos.
Figura 5.34 – Trincas e lascamentos em pilar, em função da expansão do concreto provocada
pela ação de sulfatos.
THOMAZ, 1996.
5.2.6.3 Reação álcalis-agregados
Ocorre em concretos confeccionados com agregados obtidos a partir de
rochas que contenham sulfatos solúveis. O processo é semelhante ao ataque de
sulfato. (THOMAZ, 1996).
Por ser uma reação que gera aumento volumétrico, devido à formação de um
gel expansivo dentro da massa de concreto, a reação álcalis-agregados pode
originar fissuras nas peças de concreto (Figura 35). (SOUZA & RIPPER, 2009).
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Figura 35 – Desenvolvimento da reação álcalis-agregado no concreto.
Souza & Ripper (2009, pág.65) afirmam que “esta relação desenvolve
lentamente, podendo mesmo levar vários anos para surgir, sendo o sintoma mais
aparente a fissuração desordenada nas superfícies expostas.”
5.2.7 FISSURAS CAUSADAS PELO ASSENTAMENTO DO CONCRETO
Fissuras causadas pelo assentamento do concreto decorrem do impedimento
da movimentação da massa pela presença de fôrmas ou barras da armadura. Sendo
assim, o concreto não envolve completamente as ferragens acarretando a perda de
aderência entre concreto e aço (Figura 36). (SOUZA & RIPPER, 2009).
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Figura 36 – Formação de fissuras por assentamento plástico do concreto.
“As fissuras formadas pelo assentamento do concreto acompanham o
desenvolvimento das armaduras, e provocam a criação do chamado efeito
de parede, ou de sombra, que consiste na formação de um vazio por baixo
da barra, que reduz a aderência desta ao concreto. Se o agrupamento de
barras for muito grande, as fissuras poderão interagir entre si, gerando
situações mais graves, como a perda total de aderência”. (SOUZA &
RIPPER, 2009, pág. 62).
A figura 37 mostra fissuramento por assentamento do concreto em um pilar.
Figura 37 – Fissuras por assentamento plástico em pilares.
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5.3 CAUSAS E MECANISMOS DE FORMAÇÃO DE FISSURAS NA ALVENARIA
CERÂMICA
As alvenarias cerâmicas de vedação são um subsistema das edificações civis
compostas por tijolos cerâmicos unidos uns aos outros por juntas de argamassa de
assentamento.
Jodas (2006, pág.13) diz que “a denominação alvenaria de vedação
corresponde ao emprego de elementos unidos entre si, destinados a fechar um
ambiente, assegurando segurança, conforto e habilitabilidade à edificação”.
Por estarem em contato ou apoiadas nos elementos estruturais, as alvenarias
de vedação reagem ao comportamento do reticulado estrutural, assim como o caso
contrário também se verifica (JODAS, 2006). Esse fato é observado também por
Vitório (2003, pág.43), ao afirmar que “as alvenarias também são muito sensíveis às
movimentações estruturais provocadas por recalques diferenciais nas fundações,
excesso de sobrecarga nas lajes ou deformabilidade das peças estruturais.”
“As fissuras ocupam o primeiro lugar na lista dos problemas mais comuns
nas alvenarias. Suas causas nem sempre são facilmente identificadas,
porém, o conhecimento das mesmas é de fundamental importância para a
adoção dos procedimentos adequados de correção.” (VITÓRIO, 2003, pág.
43)
A origem das fissuras nas alvenarias de vedação podem ser classificadas,
segundo autores como Medeiros & Franco (1999), em interna e externas.
“As fissuras com origem externa ocorrem devido à ação de choques e
cargas suspensas, cargas transmitidas pelos elementos estruturais ou
deslocamentos transferidos à parede pelo seu suporte. As manifestações de
origem interna são provocadas principalmente pela ação da temperatura e
umidade.” (JODAS, 2006, pág. 22)
Jodas (2006, pág.22) afirma que “as manifestações de origem interna são
provocadas principalmente pela ação da temperatura e umidade.”
Conforme Thomaz (1996) e Melo (2007), as trincas nas alvenarias podem
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ocorrer apenas na argamassa de assentamento ou podem manifestarem nos blocos
cerâmicos. O que vai influenciar é as características mecânica desses materiais.
Geralmente as argamassas rompem primeiro, mas se esta apresentar maior
resistência que o bloco e houver aderência adequada das juntas horizontais, serão
os tijolos que apresentarão fissuramento (Figura 38).
“Em função da resistência à tração da argamassa de assentamento e dos
componentes de alvenaria as fissuras poderão acompanhar as juntas
verticais de assentamento ou mesmo estenderem-se através dos
componentes de alvenaria.” (THOMAZ, 1996, pág. 27).
Figura 38 – Trincas em alvenaria cerâmica de vedação.
MELO, 2007.
5.3.1 FISSURAS CASADAS PELA ATUAÇÃO DE SOBRECARGAS
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Independente da origem a presença de sobrecargas, segundo Melo (2007,
pág. 68), “podem gerar movimentações na estrutura e levar à fissuração de partes.”
Quando os esforços são descarregados sobre as alvenarias pode provocar nas
mesmas diferentes quadros de fissuramento. (THOMAZ, 1996).
Em função da heterogeneidade e da diferença de comportamentos entre os
tijolos cerâmicos maciços e a argamassa de assentamento, formam-se solicitações
locais de flexão nos tijolos, propiciando a manifestação de fissuras verticais nas
alvenarias (Figura 39). As fissuras verticais nas paredes de vedação ocorrem
também quando a argamassa de assentamento apresenta deformações transversais
mais acentuadas que os tijolos introduzindo tensões de tração nas duas direções do
plano horizontal. (THOMAZ, 1996).
Figura 39 – Fissuras verticais nas alvenarias por ação de carga vertical: flexão local dos
tijolos.
VITÓRIO, 2003.
No caso das alvenarias constituídas de blocos cerâmicos vazados a
argamassa de assentamento apresentará deformações mais acentuadas.
Tipicamente tem-se a formação de fissuras verticais (Figura 39), mas há casos
também onde ocorrem esmagamento da argamassa e dos tijolos e fratura localizada
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de nervuras esbeltas. (THOMAZ, 1996).
Thomaz (1996, pág. 59) afirma que “o principal fator que influi na resistência a
compressão da parede é a resistência à compressão do componente de alvenaria.”
Ainda de acordo com Thomaz (1996), os fatores que mais influem no fissuramento e
na resistência final de uma parede a esforços axiais compressivos são: forma
geométrica, resistência mecânica, módulos de deformação longitudinal e transversal,
rugosidade superficial e porosidade, poder de aderência, retenção de água,
elasticidade e retração da argamassa; espessura, regularidade e tipo de junta de
assentamento e esbeltez da parede produzida.
O quadro de fissuração também varia devido à configuração dos painéis de
alvenaria, ou seja, suas dimensões e a presença ou não de aberturas nas paredes e
a posição e amplitude das mesmas. A presença de aberturas de portas e janelas
nas alvenarias cria pontos onde ocorrem acentuada concentração de tensões. A
ação dessas sobrecargas excêntricas potencializa o surgimento de fissuras.
(THOMAZ, 1996). A figura 40 mostra a diferente concentração de tensões conforme
as aberturas presentes nas alvenarias.
Figura 40 – Fatores de majoração das tensões.
THOMAZ, 1996.
Em trechos de alvenaria em que não há aberturas de portas e janelas tem-se
trincas verticais causadas pela deformação transversal da argamassa comprimida
ou pela flexão local dos componentes de alvenaria. Há também fissuras horizontais
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geradas pela ruptura por compressão ou pela flexo-compressão da parede.
(THOMAZ, 1996). A configuração típica das fissuras neste caso pode ser vista na
Figura 41.
Figura 41 – Fissuração típica de painéis de alvenaria por sobrecarga vertical.
THOMAZ, 1996.
Thomaz (1996) comenta que a atuação de cargas concentradas sobre a
alvenaria pode levar à ruptura dos tijolos e argamassa de assentamento no local da
aplicação do esforço e/ou a manifestação de fissuras inclinadas partindo deste ponto
(Figura 42).
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Figura 42 – Ruptura e fissuras inclinadas por ação de carga concentrada.
THOMAZ, 1996.
Nos trechos de alvenaria em que há aberturas, as fissuras manifestam-se,
segundo Thomaz (1996), partindo dos vértices dessas aberturas e sob o peitoril.
Essas fissuras apresentam-se, geralmente, inclinadas, contudo não é regra. O
quadro desse tipo de fissuração configura-se conforme as dimensões da parede e
das aberturas, posição das aberturas, anistropia dos materiais que constituem a
alvenaria, dimensões e rigidez de vergas e contravergas (Figura 43 e Figura 44).
Figura 43 – Fissuração teórica em parede solicitada por sobrecarga vertical.
THOMAZ, 1996.
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Figura 44 – Fissuração típica (real) por sobrecarga vertical.
THOMAZ, 1996.
5.3.2 FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES TÉRMICAS
Conforme Melo (2007, pág.66), “a diferença de temperatura entre o ambiente
interno e externo, gera um gradiente que pode causar tensões, podendo provocar
rupturas.” A movimentação térmica quando não absorvida pelos materiais de
construção provoca a formação das fissuras. (MELO, 2007).
Ainda segundo Melo (2007), a expansão e contração de um material
relaciona-se às suas propriedades físicas e ao nível de oscilações da temperatura.
Por sua vez, as tensões criadas pela movimentação térmica depende da magnitude
do movimento, das restrições às movimentações promovidas pelos vínculos da
própria estrutura e das propriedades elásticas dos materiais.
A oscilação térmica das alvenarias e por conseguinte as tensões formadas
pela mesma, se acentuam devido aos diferentes coeficientes de dilatação térmica
dos tijolos cerâmicos e da argamassa de assentamento, à desuniforme exposição da
obra às solicitações térmicas e à exposição de diferente gradiente de temperatura a
uma mesma peça da edificação. (MELO, 2007).
As fissuras de origem térmicas nas alvenarias cerâmicas de vedação podem
ser formadas a partir do movimento térmico das lajes de cobertura, configurando
aberturas no topo das paredes (Figura 45.a). A expansão térmica da laje de
cobertura também produz trincas de cisalhamento, caracterizadas por aberturas
inclinadas nos contornos das lajes (Figura 45.b). (THOMAZ, 1996; MELO, 2007).
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Figura 45 – Fissuras nas alvenarias por expansão térmica da laje de cobertura.
THOMAZ, 1996.
A movimentação diferencial entre alvenaria e elementos estruturais pode
promover fissuras que conformam-se com o destacamento entre esses
componentes da edificação. E a expansão e contração do reticulado estrutural
promovidas pelas variações de temperatura pode gerar trincas de cisalhamento nas
alvenarias. A configuração típica destas últimas é a mostrada anteriormente na
Figura 4. (THOMAZ, 1996).
As fissuras de origem térmica manifestam-se nas platibandas de maneira
semelhante às formadas em muros. Apresentam-se regularmente espaçadas. O
movimento térmico pode ainda configurar o destacamento da platibanda e também
formar fissuras inclinadas nas extremidades dessa alvenaria (Figura 46). (THOMAZ,
1996).
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Figura 46 – Trincas inclinadas e destacamento da platibanda por movimentação térmica.
THOMAZ, 1996.
5.3.3 FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES HIGROSCÓPICAS
Segundo Melo (2007) a variação higroscópica, de modo geral, esta presente
nas construções desde a fase de execução, até seu posterior uso. Os materiais em
contato com essas variações de umidade experimentam variações dimensionais,
principalmente os materiais porosos. (THOMAZ, 1996; MELO, 2007).
O ganho de umidade promove o aumento volumétrico do material enquanto
que a perca gera o contração do mesmo. Configura-se assim, com os processos de
expansão e contração da peça sujeita à variação de umidade, a movimentação
higroscópica. Essa movimentação é restringida pelos vínculos existentes entre as
partes da edificação, fazendo surgir tensões capazes de provocar fissuras.
(THOMAZ, 1996).
“Materiais cerâmicos, inicialmente apresentam pequenas movimentações
reversíveis de umidade, mas sofrem aos efeitos da Expansão por Umidade-
EPU, que começa já na etapa de resfriamento do material e depende da
composição da matéria-prima, da temperatura e do tempo de queima, sendo
absorvida sem grandes problemas pelas estruturas, se ocorrer na ordem de
3mm/m.” (MELO, 2007, pág. 66).
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Trincas horizontais poderão se manifestarem em painéis de alvenaria
cerâmica onde os tijolos tenham experimentado uma expansão, fazendo com que a
alvenaria fosse solicitada à compressão na direção horizontal. (THOMAZ, 1996).
Situação mostrada na figura 47.
Figura 47 – Trincas horizontais por movimentações higroscópicas: expansão dos tijolos.
THOMAZ, 1996.
Conforme Thomaz (1996), a expansão dos tijolos por absorção de umidade
pode gerar fissuras verticais na alvenaria, principalmente se as juntas estiverem
assentadas a prumo, e o aumento de volume também pode promover
destacamentos (Figura 48).
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Figura 48 – Trincas verticais por movimentação higroscópica.
THOMAZ, 1996.
Ainda segundo Thomaz (1996), fissuras horizontais podem aparecer na base
das paredes, originadas pela movimentação diferenciada das primeiras fiadas que
absorveram a umidade vinda do solo, com relação às fiadas superiores (Figura 49).
Há também as fissuras causadas por movimentação higroscópica nos topos de
muros, peitoris e platibandas desprovidos de rufos (Figura 50). A umidade é
absorvida pela argamassa do topo gerando uma movimentação diferenciada em
relação ao restante do painel.
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Figura 49 – Fissura horizontal por movimentação higroscópica diferencial das fiadas.
VITÓRIO, 2003.
Figura 50 – Destacamento da argamassa no topo do muro: absorção de umidade.
THOMAZ, 1996.
5.3.4 FISSURAS CAUSADAS PELA DEFORMABILIDADE EXCESSIVA DAS
ESTRUTURAS DE CONCRETO
Os esforços de compressão, cisalhamento ou torção que causam
deformações em peças estruturais não têm gerados problemas graves em outros
componentes da edificação. Contudo, as flechas em vigas e lajes fletidas tem
acarretado, em função da deformação dessas peças, problemas diversos entre os
quais ressalta-se a ocorrência de fissuras nas alvenarias de vedação. (THOMAZ,
1996).
Jodas (2006, pág. 25) afirma que “as alvenarias de vedação de estruturas
reticuladas não são projetadas para resistirem à atuações de cargas verticais”. As
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paredes de alvenaria cerâmica, nesse caso, tem por funções básicas promover a
divisão dos espaços e o isolamento das intempéries ambientais.
Os elementos estruturais admitem flechas que podem não interferir nas suas
funções, entretanto essas mesmas flechas podem ser, segundo Thomaz (1996, pág.
69) “incompatíveis com a capacidade de deformação de paredes.”
Com a deformação de lajes e vigas configura-se a formação de fissuras em
alvenarias de vedação causados pelas flechas destes componentes estruturais.
(THOMAZ, 1996).
As aberturas por deformação dos elementos estruturais em paredes sem
aberturas apresentam, de acordo com Thomaz (1996, pág. 75), três configurações
típicas esquematizadas na figura 51.
Figura 51 – Configurações de fissuras por deformações das peças estruturais.
THOMAZ, 1996.
Nas paredes com aberturas o quadro de fissuração pode mostrar-se
diversificado. As configurações das fissuras variam de acordo com: a extensão da
parede, intensidade da movimentação, do tamanho e posição das aberturas.
(THOMAZ, 1996). A figura 52 mostra as configurações gerais desse tipo de fissura.
Figura 52 – Trincas por deformação das peças estruturais em paredes com aberturas.
THOMAZ, 1996.
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Outros dois casos típicos deste tipo de fissuramento são as trincas de
cisalhamento que se formam em paredes apoiadas em balanços de vigas (Figura
53), e aberturas horizontais causadas pela deformação excessiva da laje ancorada
na parede (Figura 54). (THOMAZ, 1996).
Figura 53 – Fissuramento nas alvenarias pela deformação da viga em balanço.
VITÓRIO, 2003.
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Figura 54 – Fissura horizontal devido deformação excessiva da laje.
VITÓRIO, 2003.
5.3.5 FISSURAS CASADAS POR RECALQUES DIFERENCIADOS
A movimentação decorrente do recalque diferenciado dos elementos de
fundação promove, de modo geral, fissuras e esmagamentos localizados. Trincas
inclinadas em direção ao ponto recalcado com aberturas variáveis ao longo do
comprimento das mesmas são as configurações tipicas do fissuramento produzido
por recalques diferenciais (Figura 55). (THOMAZ, 1996).
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Figura 55 – Configuração típica de fissuras causadas por recalques diferenciados.
VITÓRIO, 2003.
“Em edifícios com estrutura reticulada os recalques diferenciados da fundação
induzem a fissuração por tração diagonal das paredes de vedação; as trincas
inclinam-se na direção que sofreu maior recalque”, explica Thomaz (1996, pág.97).
(Figura 56).
Figura 56 – Trincas inclinadas por recalque diferenciados entre pilares.
THOMAZ, 1996.
5.4 ORIGENS DA FISSURAÇÃO
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Um edifício é uma interligação racional entre diferentes materiais e
componentes; um produto heterogêneo gerado por mão-de-obra, em maioria, não
especializada e de grande rotatividade. Essas características das edificações aliadas
a uma má utilização, ausência de manutenção, falhas de projeto e a combinação de
fenômenos físicos, químicos ou mecânicos levam à manifestação de patologias.
(ENAMI, SOUZA & BELTRAN, 2009; SOUZA & RIPPER, 2009; THOMAZ, 1996;
VITÓRIO, 2003).
Souza & Ripper (2009) dizem que a manifestação de uma patologia em uma
edificação indica, na pior das hipóteses e de modo geral, que em alguma etapa
ocorreram falhas. Essas podem ter origem na concepção do projeto, na execução da
obra, serem oriundas da utilização do edifício ou ainda serem consequência da falta
de controle de qualidade em uma ou mais etapas de implantação do projeto.
“As pequenas imperfeições, os pequenos equívocos, as pequenas
desatenções podem estar na origem de graves anomalias e grandes
prejuízos. (...) Elas têm origens diversas – nos projetos, nas técnicas de
construção, nos materiais empregados, no controle de execução, no seu uso
durante sua vida útil.” (MARTINS, 2004, pág.13).
A NBR 6118: 2003 diz que, para fins de se manter a qualidade do projeto,
devem ser atendidos os requisitos, estabelecidos por normas técnicas, a cerca da
capacidade resistente, ao desempenho em serviço e à durabilidade da estrutura.
Mas não só isso, a solução adotada para efetivação da obra dever ser compatível
com as condições arquitetônicas, funcionais, construtivas, estruturais e com os
demais projetos tais como elétrico e hidráulico.
Em decorrência da variedade de falhas detectadas ao longo dos anos nas
edificações, vamos separá-las em três categorias para facilitar sua identificação.
5.4.1 FALHAS DE PROJETO
Segundo Thomaz (1996), o diálogo direto entre os profissionais responsáveis
pelas etapas construtivas entre si e com os fabricantes dos materiais construtivos
não acontecem. E ainda, conforme Thomaz (1996) essa falta de interação ente
essas profissionais propicia incompatibilidades entre os projetos arquitetônicos,
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estruturais e de fundações. Em consequência podem surgir tensões que excedem a
resistência dos materiais sobretudo nas seções mais vulneráveis, tensões estas que
originam o fissuramento.
Souza & Ripper (2009) também apontam que a falta de compatibilidade entre
estrutura, arquitetura e demais projetos são uma das falhas geradas durante a
realização do projeto final de engenharia que favorecem a manifestação de
patologias nas construções além dos equívocos nos estudos preliminares e na
concepção dos anteprojetos.
O mal detalhamento é por muitas vezes o responsável pela má confecção da
estrutura, o que potencializa o surgimento das fissuras nas peças estruturais de
concreto armado e na alvenaria cerâmica (MEDEIROS & FRANCO,1999; ROCHA,
2007; THOMAZ,1996).
Acrescenta-se a especificação inadequada de materiais, detalhes construtivos
inviáveis, falta de padronização das representações e erros de dimensionamento às
falhas na etapa de projeto de uma edificação que levam ao surgimento de
problemas patológicos. (SOUZA & RIPPER, 2009).
5.4.2 FALHAS DE EXECUÇÃO
Souza & Ripper (2009) afirmam que embora o processo lógico e ideal fosse a
etapa de execução iniciar-se somente após a conclusão da concepção do projeto,
isto raramente ocorre. Por consequência surgem as adaptações e modificações no
projeto durante a obra, fato que contribui para a ocorrência de erros.
Associa-se, segundo Souza & Ripper (2009), às falhas na execução das
obras, condições de trabalho insatisfatórias, mão-de-obra insuficientemente
capacitada profissionalmente, inexistência ou deficiência do controle de qualidade de
execução, má qualidade dos materiais, irresponsabilidade técnica e até mesmo
sabotagem.
Os erros podem se mostrar grosseiros ou serem percebidos apenas com o
decorrer do uso da edificação, como problemas com instalações elétricas e
hidráulicas. Falta de prumo, de esquadro e de alinhamento entre alvenaria e
estrutura, desnivelamento entre pisos, falta de caimento correto em pisos molhados,
execução de argamassas de assentamento em camadas espessas, e flechas
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excessivas em lajes caracterizam-se com o erros grosseiros. (SOUZA & RIPPER,
2009).
Martins (2004) destaca também falhas no processo de retirada do
escoramento e desforma, na composição do concreto e dos revestimentos, a
produção de juntas de concretagem mal tratadas, com falhas, brocas e material
desagregado, cobrimentos desrespeitados devido ao incorreto posicionamento das
armaduras, ajustes feitos no canteiro devido a detalhes mal elaborados no projeto,
montagem deficiente das fôrmas, inadequada impermeabilização, chumbamento
descuidado de elementos metálicos na estrutura.
5.4.3 FALHAS DE UTILIZAÇÃO
Ainda que as etapas de projeto e execução sejam realizadas com qualidade,
problemas patológicos pode originar-se do uso da edificação. (SOUZA & RIPPER,
2009).
Martins (2004) relata que a maioria dos proprietários não têm em mãos os
projetos de seus respectivos imóveis. Essa falta de conhecimento técnico sobre as
possibilidades e limitações da obra por parte dos proprietários, leva ao uso
inadequado da edificação. (MARTINS, 2004; SOUZA & RIPPER, 2009).
“Frequentemente ao longo do tempo os proprietários desejam efetuar
alterações no uso das estruturas. Isto implica em remanejamentos e, não raro, em
aumento de cargas permanentes”, relata Martins (2004, pág. 18).
Como consequência, segundo Martins (2004), têm-se flechas e rotações
excessivas que comumente associam-se a um quadro acentuado de fissuras devido
ao aumento de tensão na armadura de tração.
Para a realização de projetos de adaptação são necessárias análise
cuidadosas sobre as implicações que vão ser geradas sobre a estrutura, pois podem
promover a sobreposição de novos estados de tensão a outros já existentes e
também gerar novas deformações imediatas e a longo prazo. (MARTINS, 2004).
A falta de manutenção e limpeza, por exemplo, das lajes de coberturas,
marquises, piscinas elevadas e playgrounds, segundo Souza & Ripper (2009, pág.
27), “possibilitarão a infiltração prolongada de águas de chuva e o entupimento de
drenos, fatores que além de implicarem na deterioração da estrutura, podem levá-la
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à ruína por excesso de carga (acumulação de água).”
5.5 FISSURAS EM ELEMENTOS DE CONCRETO E NA ALVENARIA CERÂMICA
DE VEDAÇÃO
Aborda-se neste subitem dois exemplos em que a ocorrência de fissuras foi
relevante para diagnosticar a saúde de partes ou da estrutura global de uma
edificação. Um refere-se a manifestação de fissuras em estruturas de concreto
armado e o outro trata-se do desenvolvimento desta patologia nas alvenarias
cerâmicas.
5.5.1 DESABAMENTO DO PAVILHÃO DA GAMELEIRA
O desastre da Gameleira ocorreu em 4 de fevereiro de 1971 em Belo
Horizonte. Conforme narra Vasconcelos (2004), até esta data o processo de
descimbramento da estrutura já estava avançado, faltando apenas as vigas finais da
estrutura.
Neste mesmo dia, Vasconcelos (2004) relata que foi feita uma vistoria pelo
representante da firma responsável pelo projeto estrutural, e este, mesmo
verificando a manifestação de fissuras nas vigas finais e sem realizar uma análise
mais criteriosa, apenas permitiu a continuação da retirada das escoras.
Segundo Vasconcelos (2004), as fissuras e as flechas foram ignoradas,
supondo-se que a fissuração decorria da ocorrência de recalques. Contudo, elas
indicavam que a estrutura já estava atingindo o Estado Limite Último – ELU somente
com o peso próprio do concreto. O desabamento das referidas vigas ocorreu
repentinamente, a estrutura entrou em colapso.
A figura 57 mostra o mapeamento das fissuras nas vigas remanescentes da
estrutura, produzido pela equipe de vistoria, que foi realizada em 11 de fevereiro de
1972.
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Figura 57 – Mapeamento das fissuras nas vigas remanescentes: (a) vista externa e (b) vista
interna.
VASCONCELOS, 2004.
Vasconcelos (2004) conta que constatou-se nos topos dos pilares que
serviam de apoio as vigas que ruíram um grande concentração de barras grossas e
sem concreto aderente. Além disso, notou-se a ausência de ferros de cunhagem do
bloco. Este último fato contribuiu para a formação de grandes trações no concreto
ampliadas pelos efeitos da movimentação térmica da estrutura, resultando numa
força horizontal expressiva. O concreto, conforme determinado em análise
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posteriores, não teria capacidade para absorver e redistribuir essa força, e essa
incapacidade foi potencializada pela manifestação das fissuras.
Nota-se que as barras seriam suficientes para resistir aos esforços formados,
contudo as armaduras nem chegaram a ser solicitadas pois o concreto, cheio de
falhas de adensamento, ruiu primeiro. A verificação do projeto ainda mostrou que as
vigas principais estavam sujeitas a tensões excessivas. Tanto o concreto quanto a
armadura não seriam capazes de absorver essas tensões. (VASCONCELOS, 2004).
“O exame do estado de fissuração das vigas principais remanescentes,
apenas sob ação de peso próprio só do concreto, evidencia a falta de
armadura transversal adequada para as tensões principais de tração. As
fissuras que aparecem próximas aos pilares indicam pela sua abertura, sua
disposição e orientação, a aproximação de um estado de ruptura por
cisalhamento. Lembra-se que as fissuras de cisalhamento nunca se abrem
muito antes da ruptura. O que sobreviveu já estava bastante próximo do
estado limite último, com carregamento inferior ao da carga permanente
total.” (VASCONCELOS, 2004, pág. 27)
Após a análise também das fundações, segundo Vasconcelos (2004), a
conclusão final acerca do acidente, é que as fundações não foram a gênese deste.
5.5.2 TRINCAS EM ALVENARIA DE PRÉDIO RESIDENCIAL
Trata-se de um prédio residencial no bairro de Vila Isabel - Rio de Janeiro,
compostos por dois pavimentos de garagem, um pavimento de uso comum e dez
pavimentos-tipo com seis apartamentos por pavimento. (CUNHA, 2004).
Cunha (2004) relata que nos quatro apartamentos que dispunham-se nas
extremidades do prédio podiam se observar quadros de fissuramento (Figura 58). As
aberturas das trincas desenvolvidas eram maiores nas paredes do primeiro
pavimento-tipo. Conforme se subia para os andares superiores notava-se a
diminuição da intensidade das trincas, de modo que já no quarto pavimento-tipo
quase não era possível detectá-las.
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Figura 58 – Trincas na alvenaria do edifício residencial.
CUNHA, 2004.
Na vistoria da obra, conforme Cunha (2004), foram feitas as verificações do
projeto estrutural e dos valores da resistência a compressão do concreto obtidos
pelos corpos de provas submetidos a ruptura durante a execução da obra.
A análise emitida relatou que os quatro apartamentos onde houve fissuração,
eram idênticos, devido à simetria do projeto, tanto arquitetônico quanto estrutural.
Este consistia, entre outras, de quatro lajes nervuradas armadas nas duas direções
com espessura total de 16 cm e com os vazios preenchidos por tijolos cerâmicos
deitados de 10x20x20 cm. (CUNHA, 2004).
Segundo Cunha (2004), as dimensões em planta das referidas lajes eram de
7,29m x 8,675 m, em vãos livres, que suportavam todas as cargas de um
apartamento (Figura 59), o que gera um carregamento de grande intensidade.
Nestas lajes verificou-se que a maior flecha foi de 4,5 cm.
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Figura 59 – Arquitetura dos apartamentos.
CUNHA, 2004.
As lajes possuíam dois bordos simplesmente apoiados e nos outros dois eram
engastados devido a continuidade da laje. As armaduras negativas necessárias para
combater os momentos negativos resultantes do engaste, foram calculadas para
uma laje maciça de concreto com espessura de 16 cm. Pela falta da especificação
da presença de uma faixa maciça de laje junto aos apoios considerados engastados
na planta de fôrmas, executaram-se a laje nervurada preenchendo as nervuras com
tijolos mesmo nas regiões sujeitas a momentos fletores negativos. (CUNHA, 2004).
Conforme Cunha (2004), as armaduras foram corretamente dimensionadas,
contudo faltou concreto nas fibras inferiores o que levou a diminuição da capacidade
de resistência da laje, contribuindo para o aumento das flechas e por conseguinte as
trincas nas alvenarias.
A disposição desfavorável das paredes divisórias dos apartamentos, segundo
Cunha (2004), também é responsável pelo surgimento de trincas inclinadas, pois
uma das extremidades das paredes apoiava-se muito próximo ao centro da laje,
região de flechas máximas. As deformações da laje foram superiores a capacidade
resistente das paredes, provocando então as fissuras. Atribui-se a esse motivo as
trincas observadas nos apartamentos do primeiro pavimento-tipo.
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Cunha (2004, pág. 34), diz que “nos pavimentos superiores, a presença de
paredes de alvenaria sob as lajes contribuiu para uma progressiva diminuição das
flechas nas lajes e, consequentemente, nas trincas das paredes.”
Para solucionar o problema de estabilidade presente nas regiões de
engastamento das lajes (atuação do momento fletor negativo), recomendou-se a
elaboração de um projeto de reforço da estrutura (CUNHA, 2004).
5.6 PREVENÇÃO DE FISSURAS NOS EDIFÍCIOS
É possível minimizar a incidência de fissuras nas edificações contudo faz-se
necessário o reconhecimento, por parte dos profissionais da construção civil, de que,
segundo Thomaz (1996), “ as movimentações dos materiais e componentes das
edificações civis são instáveis.” Portanto, torna-se indispensável o estudo, alteração
e desenvolvimento de métodos e normas para todas as etapas de construção e
também dos sistemas de recuperação de estruturas (LORDSLEM JR & FRANCO,
1998; SOUZA & RIPPER, 2009).
5.6.1 DESEMPENHO, VIDA ÚTIL, DURABILIDADE E MANUTENÇÃO
Entende-se por desempenho, segundo Souza & Ripper (2009, pág. 17),
“o comportamento em serviço de cada produto, ao longo da vida útil, e a sua medida
relativa espelhará, sempre, o resultado do trabalho desenvolvido nas etapas de
projeto, construção e manutenção.”
Conforme Souza & Ripper, os materiais de construção vão se deteriorando ao
longo do tempo em virtude das alterações de suas propriedades físicas e químicas
em função da interação entre edificação e meio ambiente. E é através da analise
destas alterações que se pode julgar se a estrutura ou parte desta cumpri
satisfatoriamente as suas funções.
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Souza & Ripper (2009) ainda definem vida útil de um material como “ o
período durante o qual as suas propriedades permanecem acima dos limites
mínimos especificados.”
Algumas construções já iniciam sua vida apresentando desempenho
insatisfatório, seja por erros de projeto ou execução, enquanto a outras que atingem
o fim de sua vida útil mostrando bom desempenho. Nem sempre o desempenho não
satisfatório significa a condenação de uma obra. Desenvolver projetos de modo que
propiciem a correta execução do mesmo e posteriormente beneficie o trabalho de
manutenção é o equilíbrio que deve ser buscado na etapa de concepção de uma
obra. (SOUZA & RIPPER, 2009).
Conhecidas, ou estimadas as características de deterioração do material
concreto e dos sistemas estruturais, entende-se como durabilidade o
parâmetro que relaciona a aplicação destas características a uma
determinada construção, individualizando-a pela avaliação da resposta que
dará aos efeitos da agressividade ambiental, e definindo, então, a vida útil
da mesma. (SOUZA & RIPPER, 2009, pág 19).
A ABNT NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto, em suas diretrizes
para a durabilidade das estruturas de concreto exige que:
“As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que
sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando
utilizadas conforme preconizado em projeto conservem suas segurança,
estabilidade e aptidão em serviço durante o período correspondente à sua
vida útil.” (ABNT, NBR 6118: 2003, pág. 15).
Há uma preocupação crescente, segundo Guimarães, Carasek & Cascudo
(2005), em executar obras com elevado potencial de durabilidade. Respaldada nos
avanços na ciência e na tecnologia dos materiais, no nível de qualidade de
desenvolvimento dos projetos e da mão-de-obra responsável pela construção,
embora ainda a ocorrência das patologias se mostrem comuns.
Segundo Rocha (2007), para obras bem projetadas em observância das
normas, qualidade dos materiais e apuração da técnica adota, muitos dos problemas
a cerca da durabilidade da edificação pode ser resolvida durante a etapa de
execução.
Contudo, conforme Rocha (2007, pág. 73), “independentemente dessas
circunstâncias, procedimentos regulares e programados de manutenção são
essenciais para a conservação e eficácia da destinação da edificação.”
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Souza & Ripper (2009, pág. 21) definem manutenção de uma estrutura como
“conjunto de atividades necessárias à garantia do seu desempenho satisfatório ao
longo do tempo, ou seja, o conjunto de rotinas que tenham por finalidade o
prolongamento da vida útil da obra, a um custo compensador.”
Para Souza & Ripper (2009) na manutenção há a co-responsabilização entre
proprietário, investidor e usuário, pois estes são quem arcam com as despesas do
sistema de manutenção elaborado pelos projetistas.
Enami, Souza & Beltran (2009) ressaltam que:
“os proprietários/usuários da maioria das edificações pouco conhecem
sobre as patologias em construções, de maneira que há grande
questionamento em relação ao direito de reivindicação à resolução dos
problemas iniciais verificados. Dessa maneira, muitos proprietários/usuários
tomados pela dúvida deixam tais patologias avançarem, de maneira que se
atinge um estado crítico que dará questionamento quanto a efetiva
responsabilidade para o problema, ou seja, no estado crítico o
proprietário/usuário também poderá ser considerado responsável, uma vez
que não solicitou um programa de manutenção/intervenção para a
construção danificada.” (ENAMI, SOUZA & BELTRAN, 2009, pág. 149).
Thomaz (1996, pág. 127) sintetiza que a prevenção de fissuras nos edifícios
“passa obrigatoriamente por todas as regras de bem planejar, bem projetar e bem
construir.” Entretanto, ainda conforme Thomaz (1996), há a necessidade de
controlar sistematicamente e com eficiência a qualidade dos materiais e dos
serviços. Deve haver a compatibilização entre os diversos projetos executivos, a
correta estocagem e manuseio dos materiais de construção, bem como também a
correta utilização e manutenção da obra.
A figura 60 esquematiza o círculo de qualidade para a construção civil
apresentada por Souza & Ripper (2009).
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Figura 60 – Círculo da qualidade para a Construção Civil
5.6.2 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Através da adoção de modelos baseados na teoria da elasticidade e das
regulamentações técnicas difusas no meio profissional, segundo Thomaz (1996),
pode-se calcular, com razoável precisão, a intensidade dos esforços e as
deformações pelas quais os elementos estruturais são submetidos em função do
carregamento de serviço da edificação.
A adoção de juntas de dilatação e o espaçamento a ser observado entre elas
é ainda divergente. Mas ao se levar em consideração o comportamento de todo
arcabouço estrutural, como um todo, alguns autores vêem a necessidade de juntas
também na altura da edificação. Ou seja, a implantação de juntas de movimentação
entre o topo das paredes e a estrutura para acomodação das deformações do
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concreto provindas de movimentações térmicas, retração, entre outras. (THOMAZ,
1996).
Conforme Thomaz (1996, pág. 132), objetivando a durabilidade da estrutura,
“os códigos de concreto armado apresentam limitações nas aberturas das fissuras e
as mínimas taxas de armadura a serem empregadas nos componentes estruturais, a
fim de que não seja atingido o estado de fissuração inaceitável”.
Para prevenir as deformações provindas da deformação excessiva de vigas e
lajes, segundo Thomaz (1996), deve-se limitar as flechas das peças estruturais e
também fazer o detalhamento construtivo apropriado. Recomenda-se também, no
dimensionamento da viga ou da laje, observar o critério da flecha admissível e não
só o critério de ruptura.
Martins (2004) lembra que o projeto de pavimentos esbeltos são, além de
mais suscetíveis às flechas, também são sensíveis à vibrações. Portanto, deve-se
realizar verificações de frequência própria, para melhor dimensionar as espessuras e
dimensões das peças estruturais.
5.6.3 ALVENARIAS
Os painéis de alvenaria não apresentam bom comportamento frente às
esforços diferentes dos de compressão e é por esse motivo que deve-se evitar,
sempre que possível, que cargas excêntricas atuem sobre esse subsistema da
edificação. Além disso, por serem sensíveis às deformações, o projeto das
fundações e o calculo da estrutura devem ser bem realizados. (THOMAZ, 1996).
Para Thomaz (1996), no caso da atuação de cargas concentradas, deve-se
fazer uso de coxins, e para combater as concentrações de tensões no entorno das
aberturas, utilizar vergas e contravergas.
Para evitar a presença de água na alvenaria acabada e, por conseguinte,
evitar acentuadas movimentações higroscópicas, eflorescências, expansão por
sulfatos ou mesmo a dissolução dos componentes da argamassa de assentamento,
faz necessária a impermeabilização eficaz da fundação, a adoção de detalhes
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arquitetônicos que façam com que as águas pluviais descolem da fachada, o uso de
revestimento da parede com película impermeável ou hidrófuga, presença de uma
cobertura estanque e medidas que impeçam o empoçamento de água nas bases
das paredes. (THOMAZ, 1996).
Thomaz (1996) alerta também que cuidados na recepção e estoque dos
tijolos cerâmicos também contribui para qualidade da alvenaria. Deve-se mantê-los
abrigados no canteiro para evitar que absorvam águas pluviais e sofram expansão e
posterior contração quando estiverem na parede após perderem o volume de água.
Recomenda-se o frisamento das juntas das alvenarias aparentes localizadas
nas fachadas sobretudo para promover o descolamento da lâmina de água de chuva
escorrendo pela fachada. E também, para evitar-se fissuras, o uso de juntas de
controle, onde há mudanças bruscas na altura ou espessura da parede, ou ainda em
paredes muito longas ou enfraquecidas devido a presença de muitas aberturas, é
indicado. (THOMAZ, 1996).
“O surgimento de fissuras e trincas em paredes de alvenaria de vedação
pode ser evitado através de especificação e projetos adequados das
estruturas e vedações de maneira a limitar as tensões atuantes a níveis
compatíveis com as resistências das paredes e suas interfaces. O projetista
pode adotar reforços metálicos para suportar as tensões atuantes nas regiões
mais solicitadas ou juntas de controle permitindo que estas tensões sejam
dissipadas.” (MEDEIROS & FRANCO, 1999, pág. 12).
5.6.4 LIGAÇÕES ENTRE ESTRUTURA E ALVENARIAS
Conforme Thomaz (1996), sempre que as paredes não puderem absorver as
deformações ou tensões aplicadas sobre elas, devem-se adotar algumas medidas
para evitar o fissuramento ou o destacamento do painel de alvenaria.
Para evitar deflexões exageradas nos andares inferiores, propões-se o
encunhamento das paredes dos andares mais altos para os níveis inferiores. Caso
não seja possível, recomenda-se a montagem alternada das paredes. Outro método
é a utilização de material deformável como poliuretano expandido, feltro betumado
ou estiropor na base ou topo da parede. (THOMAZ, 1996).
A ligação entre pilar e parede é comumente reforçada para evitar-se a
manifestação de fissuras. Para tal, uma das técnicas é o emprego de ferros de
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espera. Mais atualmente se emprega telas metálicas eletrosoldadas de arame de
pequeno diâmetro. (MEDEIROS & FRANCO, 1999; THOMAZ, 1996).
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6. CONCLUSÃO
A manifestação de fissuras, seja em elementos estruturais de concreto ou nas
alvenarias cerâmicas de vedação, possuem diversas origens e causas. É também
um dos problemas patológicos mais frequentes nas edificações e o seu surgimento
interfere no atendimento de todas as funções de uma edificação.
Podem servir como alerta para um possível estado de ruptura de parte ou da
estrutura global. Comprometem o desempenho quanto a segurança, estanqueidade,
salubridade, durabilidade da obra. A manifestação de fissuras fere também os
interesses dos usuários da construção por gerar desconforto higrotérmico, acústico,
visual, tátil e psicológico nestes.
Embora as causas sejam diversificadas, pode-se dizer que os quadros de
fissuração nas estruturas de concreto desenvolvem-se de modo característico, o que
possibilita a identificação da origem do problema. Contudo, cabe ressaltar que uma
fissura pode decorrer da combinação de mais de uma causa, portanto nem todos os
casos se encaixam nas configurações típicas.
As causa mais comuns, verificadas com este estudo, da manifestação de
fissuras no concreto são as movimentações térmicas, movimentações higroscópicas,
retração do concreto, atuação de esforços solicitantes (sobrecargas), recalques
diferenciados da fundação, alterações químicas dos materiais de construção e o
processo de assentamento do concreto.
De modo geral, tem-se que as fissuras surgem do alívio de tensões
promovidas pelas movimentações dos materiais e elementos estruturas que tendem
a serem restringidas pelos vínculos de apoios ou de outras peças da estrutura.
As alvenarias cerâmicas de vedação são subsistemas da construção e não só
reagem às condições externas à obra, mas também ao comportamento do reticulado
estrutural. Por esse motivo, as causas mais comuns da origem de fissuras nestes
componentes são a atuação de sobrecargas, a deformabilidade excessiva das
estruturas de concreto, os recalques diferenciados além das movimentações
térmicas e higroscópicas.
As causas do fissuramento nas alvenarias não são facilmente identificáveis,
requer uma análise ampla e criteriosa, pois só como conhecimento da causa, tanto
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para fissuras na alvenaria quanto no concreto, é que se pode adotar procedimentos
corretos de reparo e recuperação.
As fissuras nas alvenarias podem transpassar a argamassa de assentamento
ou os tijolos cerâmicos. Estas configurações relacionam-se diretamente com as
características destes materiais.
A exemplo do que ocorre com as estruturas em concreto, as fissuras nos
painéis de alvenaria podem ocorrer por ação conjunta das causas, sendo assim,
nem todos os casos se encaixam nas configurações típicas.
A fissuração pode ter suas origens em falhas que ocorrem no projeto,
execução ou utilização da obra. Isto porque uma edificação é o resultado de uma
combinação de diferentes materiais que, conforme suas especificações em projeto,
ou manuseio, montagem, fabricação na etapa construtiva ou ainda a falta de
manutenção potencializam o surgimento de fissuras.
Conforme o presente estudo, as fissuras servem de alerta para a saúde global
ou de partes do edifício. Como citado neste trabalho, a analise e avaliação de
quadros de fissuramento possibilitaram a identificação de falhas nos projetos já
executados, o que reforça a importância do conhecimento sobre o assunto.
Por fim, pode-se afirmar que é possível sim a prevenção de fissuras nas
edificações. Para tanto, deve-se observar as normas técnicas e também as
recomendações que já demonstrem eficácia na prevenção desta patologia como
emprego de telas soldadas nas ligações pilar/paredes, adoção de juntas de controle,
uso de vergas e contravergas, modelação e interpretação correta das cargas
atuantes na estrutura, análises eficazes dos solos, entre outras.
É necessário também que sejam difundidos os conceitos de desempenho,
vida útil, durabilidade e manutenção, para que os profissionais técnicos atentem
para a necessidade de se produzirem projetos com qualidade e para que os
usuários finais das construções saibam quais as suas responsabilidade para manter
seus bens por mais tempo desempenhando suas funções satisfatoriamente.
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7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
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