AVALIAÇÃO DE ESTRUTURAS

Independente da área da engenharia, a qualidade de sistemas materiais deve ser verificada nas quatro fases em que se desdobram as atividades da engenharia: planejamento, projeto, produção e operação. A qualidade é julgada como conforme ou não conforme quando o desempenho é comparado com padrões aceitáveis pelos usuários.

Nos casos de estruturas civis, as condições de segurança estrutural consideram, além da confiabilidade estrutural, a condição de “ruína segura” (colapso avisado) e o conforto psicológico dos usuários da edificação (vibrações em arquibancadas, por exemplo).

Dessa forma, a quantificação (medida) de variáveis em um sistema estrutural para estabelecer o estado de desempenho do mesmo é essencial na avaliação da qualidade das estruturas.


Sensores servo-acelerômetro instalados em ponte e sistema de aquisição de dados para avaliação do conforto humano.


DESENVOLVIMENTO DE SITEMAS

O LSE atua no desenvolvimento e adequação de sistemas estruturais especiais, utilizando-se para isso modelos numéricos e modelos reduzidos desenvolvidos em laboratório. Tal procedimento foi desenvolvido pelo LSE na Ponte JK, em Brasília-DF, por se tratar de uma obra especial, inédita na engenharia mundial.


Modelos físico e numérico do arco central da Ponte JK, Brasília-DF


AVALIAÇÃO DO CONFORTO HUMANO

A avaliação do conforto humano tem sido estudada pela equipe do LSE em estruturas de estádios de futebol, passarelas, edifícios industriais, residências e escritórios. Para avaliar o conforto humano, são realizadas medidas com servo-acelerômetro e avaliações com os critérios da ISO-2631, que estabelece limites de tolerância as vibrações em função da duração e dos diferentes ambientes da vida urbana.

Avaliação do conforto humano na estrutura do Estádio do Castelão, durante um jogo de futebol, diagrama de conforto humano ISO-2631


DESEMPENHO DE EDIFÍCIOS INDUSTRIAIS

As vibrações induzidas por máquinas e equipamentos em edifícios industriais podem, em alguns casos, comprometer a integridade e durabilidade de estrutura e das máquinas, além de acarretar problemas a saúde humana. O LSE avalia o desempenho estrutural nesse caso comparando-se com padrões estabelecidos pela VDI-2056, que estabelece os limites em função do porte das máquinas utilizadas.

Avaliação do desempenho de máquinas instaladas na estrutura da fábrica da DECA, diagramas de desempenho de máquinas VDI-2056.

DIAGNÓSTICO ESTRUTURAL BASEADO EM ANÁLISE MODAL

As técnicas baseadas em análise modal permitem uma avaliação do estado do desempenho dos sistemas estruturais em termos de suas características modais, frequências, deformadas e amortecimentos modais. Desse procedimento determina-se a “assinatura dinâmica” da estrutura que estabelece um estado de desempenho de referência. Esse procedimento vem sendo aplicado em estruturas de pontes e estádios. Em estruturas de pontes, por exemplo, o LSE utiliza normalmente um veículo de prova (VP) instrumentada para induzir vibrações conhecidas na estrutura.

Diagnóstico estrutural baseado em identificação modal do viaduto esteado sobre a Rodovia dos Imigrantes


HOMOLOGAÇÃO DE ESTRUTURAS

Os ensaios de aceitação vêm sendo realizados principalmente para verificar se a estrutura construída atende a padrões de desempenho requeridos durante o projeto. No caso da linha 5 do Metrô, o LSE avaliou a transmissibilidade do sistema massa-mola, a rigidez da via e o conforto humano nas residências localizadas na vizinhança.

Ensaios de homologação do sistema de atenuação massa-mola empregado na linha 5 do Metrô de São Paulo

CAPACITAÇÃO PARA AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DE ESTRUTURAS

Formado por professores da Escola Politécnica da USP, o LSE desenvolve cursos de capacitação tendo como foco principal a análise experimental de estruturas e suas aplicações. Esses cursos são ministrados para profissionais de empresa, pesquisadores e educadores.


MONITORAÇÃO DE FASES CONSTRUTIVAS

O LSE monitora as etapas construtivas de obras, principalmente durante a montagem de estruturas especiais. As variáveis estruturais de interesse são medidas para compará-las com valores estimados em projeto, validando-se dessa forma as hipóteses adotadas. Tal procedimento foi adotado na Ponte JK em Brasíli-DF, quando monitorou-se durante todas as fases construtivas, as forças nos estais e nos apoios atirantados, as deformações do arco metálico e os deslocamentos dos blocos de fundação. Para isso, foram instaladas células de carga monocordoalha nos estais, extensômetros elétricos no arco e um sistema de mensuração geométrica em pontos estratégicos da ponte. A monitoração on-line com células de carga, nesse caso, acarretou uma redução do tempo de esteamento da obra, que durou apenas 1 mês.


Célula de carga instalada em estai na Ponte JK, onde os valores de forças previstas em projeto foram controlados durante todas as etapas de tensionamento da ponte