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DFA em Engenharia de Estruturas2009/2010

Disciplina de Opo Execuo de Estruturas

Jlio Appleton

1

Disciplina Execuo de Estruturas

PROGRAMA

1. Estruturas de Beto. Fabrico, colocao e cura do beto Juntas de

betonagem. Cofragens e cimbres. Armaduras para beto arm ado e

armaduras de pr-esforo. Aplicao e controlo do pr-esf oro

Aplicao de proteces superficiais (10,5h)

2

2. Estruturas Metlicas e Mistas. Execuo em fbrica de el ementos

metlicos: corte, dobragem, soldadura; controlo da qualid ade; tolerncia.

Transporte e montagem. Ligaes e conectores. Aplica o de

proteces contra a corroso e contra o fogo. (10,5h)


HOR`RIO

3 Feira 5 Janeiro 201011h30m 13.00h

Execuo de EstruturasEnquadramento geral ENV13670


5 Feira 7 Janeiro 2010 Execuo de Estruturas Metlicas

3


Execuo de Estruturas MetlicasEnquadramento geral ENV13670


Aditivos adjuvantes para betoDr Ndia Dias SIKA

4 Feira 13 Janeiro 201010.00h 11h30m

Execuo do Pr-EsforoEng Romo de Almeida VSL

13 Janeiro 2010 Revestimento da Proteco de Estruturas


HOR`RIO

4

13 Janeiro 201011h30m 13.00h

Revestimento da Proteco de Estruturas MetlicasDr Elsa Vaz Pereira e Dr Paula Rodrigues- LNEC


Execuo de Estruturas Pr-FabricadasEng Filipe Saraiva Pavicentro

6 feira 15 Janeiro 201010.00h 12h00m

Cofragens e CimbresEng Peter John Doka


Controlo da Qualidade de Execuo deEstruturas MetlicasEng Joo Braz Luis ISQ


Visita Martifer


HOR`RIO

5

10h00m 13.00h


Montagem e Execuo de EstruturasMetlicasProf. Francisco Virtuoso IST


AVALIAO DE CONHECIMENTOS

1. Monografia ( @@@@25 pginas) sobre um tpico de execuo de estruturas:

Estruturas de Beto Estruturas Metlicas

- Cimbres - Sistemas de Proteco- Industrializao Armaduras - Ligaes, - Durabilidade de Sistemas de Pr-esforo - Montagem- Cura do Beto -

6

- Cura do Beto - - Beto Autocompactvel- Beto Colorido- Pr-fabricao de Pontes- Pr-fabricao de Edifcios- Custos- Planeamento de Execuo

Ou um tema a propor pelos alunos

A monografia ser apresentada oralmente (fim de Fevereiro) e nessa ocasio

sero colocadas 2 questes sobre outros temas de execuo de estruturas.

REFERNCIAS

1. Execuo de Estruturas de Beto

1.1 Gerais

ENV 13670-1: 2005 Execuo de estruturas em beto. Parte 1: Regras geraisREBAP Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-Esfo rado Dec-Lei 348-C/83 de 30JulhoFIP Guide to Good Practice Practical Construction, 1975J. Calvarela Ruiz, et al Ejecucin y control de estruturas d e hormingn, INTEMAC, 2004

1.2 Cofragens e Cimbres

7

1.2 Cofragens e Cimbres

fib Bul 48 (2009) Guide to Good Practice Formwork and false work for heavy construction

1.3 Beto

EN 206 BetoMC 90 Appendix D Concrete Technology

REFERNCIAS

1.4 Armaduras para Beto Armado

prEN10080:1999 Steel for the Reinforcement of Concrete W eldable Reinforcing Steel General

Bul. 164-CEB Industrialization of Reinforced in Reinforc ed Concrete Structures, 1985

LNEC E449:1998 Vares de ao A400NRE455:2002 Vares de ao A400NR de ductilidade especia lE456:2000 Vares de ao A500ER para armaduras de beto armado Caracterstica, ensaios

e marcaoE457:2002 Vares de ao A500EL para armaduras de beto armado Caracterstica, ensaios

e marcaoE458:2000 Redes electrossoldadas para armaduras de beto armado Caracterstica,

8

E458:2000 Redes electrossoldadas para armaduras de beto armado Caracterstica, ensaios e marcao

E460:2002 Vares de ao A500NR de ductilidade especia l para armaduras de beto armado Caracterstica, ensaios e marcao

REFERNCIAS

1.5 Pr-Esforo

EN10138 Aos de Pr-EsforoFIP Guide to Good Practice Prestressed Concrete: sa fety precautions in post-tensioning, 1989FIP Guide to Good Practice Preparation of Specific ation for Post-Tensioning, 1992FIP Guide to Good Practice Quality Assurance and Q uality Control for Post-Tensioned Concrete Stuctures, 1986FIP Technical Report Tendons, 1995CEN SC2 N 46 Mechanical Tests and Requirements f or Post-Tensioning Systems.EN 523 BainhasEN 446 InjecoEN 447

9

EN 447 LNEC E459

E452:2004 Fio de ao para pr-esforoE 453:2002 Cordes de ao para pr-esforo

fib Bul 7 (2000) Corrugated plastic ducts for internal bonded post-tensioningfib Bul 11 (2001) Factory applied corrosion protection of prestressing steelfib Bul 15 (2001) Durability of post-tensioning tendonsfib Bul 20 (2002) Grouting of tendons in prestressed concrete

fib Bul 33 (2005) Durability of post-tensioning tendons

REFERNCIAS

1.6 Pr-Fabricao

FIP Manualfib Bul 6 (2000) Special design considerations for precast prestressed hollow core floorsfib Bul 19 (2001) Precast concrete in mixed constructionfib Bul 29 (2004) Precast concrete bridgesfib Bul 43 (2008) Structural connections for precast concrete buildings

1.7 Sites para consulta na internet

fib http://fib.epfl.ch/ERMCO www.ermco.eu

10

ERMCO www.ermco.eu

REFERNCIAS

2. Execuo de Estruturas de Metlicas

2.1 Gerais

pr EN1090-1 Condies gerais de fornecimento de elementos de estruturas de ao e alumnio

pr EN1090-2 Condies gerais de fornecimento de elementos de estruturas de ao e alumnio

Curso CMM EN1090-2 Execuo de Estruturas de Ao e de Estru turas de Alumnio Novembro

2008

11

2008

2.2 Materiais

EN 10025 Hot rolled products of structural steels

2.3 Ligaes

2.4 Proteco

EN ISO 12944 Tintas e Vernizes. Proteco Anticorrosiva de Estruturas de Ao por Esquemas de

Pintura

ENV13670-1 Execuo de Estruturas em Beto (2005)

1 Objectivo e Campo de Aplicao

2 Classificao das Aces

3 Definies

4 Documentao

5 Cimbres e cofragens

6 Armaduras

Anexo A Guia sobre documentao

Anexo B Guia sobre cimbres e cofragens

Anexo C Guia sobre armaduras

Anexo D Guia sobre pr-esforo

Anexo E Guia sobre betonagem

12

6 Armaduras

7 Pr-Esforo

8 Betonagem

9 Execuo com produtos pr-fabricados e com componentes pr-moldados no estaleiro

10 Tolerncias Geomtricas

11 Inspeco

Anexo F Guia sobre tolerncias geomtricas

Anexo G Guia sobre inspeco

Cofragens, Cimbres e Andaimes

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Cofragem com painis de contraplacado martimo Moldes em beto vazado para aligeiramento da laje

Tipos de Cofragem

- Tradicional (madeira) Executado para cada caso especfico

- Paineis Standard Doka, Peri,

- Moldes perdidos, pr-lajes no colaborantes

- Moldes trepantes (movimento com macacos hidrulicos ou gruas)

- Moldes deslizantes (torres, chamins,silos, ) 3 a 5m/dia

14

- Moldes deslizantes (torres, chamins,silos, ) 3 a 5m/dia

Cofragens

Moldes Metlicos

15

Cofragens de Madeira

Cofragens

16Moldes Perdidos

Requisitos dos moldes (cofragens)- Garantir a geometria definida (dentro das tolerncias admi ssveis)- Definir a textura e qualidade da superfcie do beto- Resistir s aces durante a construo (com reduzida defor mao)- Garantir a estanqueidade- Permitir a fcil descofragem sem introduzir danos na estrutura

Projecto :- A aco principal nas cofragens a correspondente ao impuls o do beto no estado fresco- O projecto deve ser realizado de acordo com a Regulamentao em vigor (Estrutura

metlica, de madeira, ...);- Deve ter em conta as aces actuantes

Cofragens, Cimbres e Andaimes

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- Deve ter em conta as aces actuantes- Deve garantir a resistncia e uma reduzida deformabilidade(prever eventualmente

contraflechas).

Cuidados na Montagem e Escoramento- A executar em conformidade com o projecto- Deve realizar-se uma limpeza antes da betonagem- Devem adoptar-se espaadores adequados para as armaduras, ou seja

em nmero suficiente,com a resistncia necessria ecom uma durabilidade semelhante requerida estrutura de b eto

- Devem adoptar-se esticadores adequados, evitando-se var es correntes- Devem adoptar-se janelas na face inferior para permitir a limpeza dos moldes.

Inseres nas CofragensCofragens, Cimbres e Andaimes

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DesmoldagemPara diminuir a aderncia beto/cofragem usual utilizarem-se leos descofrantes (leos deorigem mineral, ceras, ...), os quais no devem ser prejudic iais ao beto, s cofragens e sarmaduras. No devem ainda ter efeitos nocivos na qualidade da superfcie nem devem sernocivos ao ambiente.

(3)

Outros AspectosA utilizao de cofragens deslizantes requer cuidados adic ionais.Para melhorar a qualidade da camada superficial do beto pod ero adoptar-se cofragens depermeabilidade controlada.

Cimbres

Um cimbre uma estrutura provisria que tem como objectivo suportar o peso da estruturaenquanto o beto colocado e compactado, at que a estrutura de beto tenha aresistncia necessria para se autosuportar

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Apoio de cimbre ao solo Cimbre ao solo do tipo contnuo

Cimbres

- Cimbres para pavimentos em edifcios apoiados nos pisos j realizados

- Apoiados no terreno (distribudo por muitos prumos ou com torres e asnas,)

- Cimbres mveis para lajes ou tneis

para pontes a betonar tramo a tramo

para pontes a betonar por aduelas sucessivas em consola

Cimbre mvel superiorCimbre mvel inferior

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para pontes a betonar por aduelas sucessivas em consola

(3 a 5m por aduela)

- Vigas de Lanamento (para Aduelas Pr-Fabricadas)

Cimbres

TiposActualmente parte significativa destas estruturas realizada com elementos desmontveis, do seguinte tipo

- Perfis de ao ou elementos tubulares em geral pinta dos (e ou galvanizadas) que podem ser unidos atravs de braadeiras metlicas e ligadas a chapas de apoio podendo ser providas de sistemas de rosca que permitem regular o comprimento total. No topo podem ser providos de forquilhas com ou sem rosca de nivelamento. Estes sistemas facilitam o nivelamento e o descimbramento

ProjectoO projecto do cimbre deve ter em conta

-

21

- O peso prprio do cimbre e cofragens- O peso dos trabalhadores (sobrecargas de utilizao )- A fora do vento- O peso do beto - Foras devidas a aces horizontais acidentais devi das a desvios de montagem

(imperfeies geomtricas)- As aces nos prumos devem ter em conta a deforma o da estrutura do cimbre.

O travamento dos cimbres atravs de diagonais fundamental. Os travamentos devero ser ligados em todos os prumos e perto dos ns

Quando necessrio os cimbres devero ser atirantados

Cimbres

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Cimbre com Torres e Vigas Metlicas

Cimbres

23

Cimbre Mvel Inferior

Cimbres

24

Cimbre Mvel Superior

Cimbres

25Cimbre/Carro de Avanos para Aduelas em Consola

CimbresMontagem A montagem dos cimbres deve seguir desenhos detalhados, deve ser realizada por pessoal

especializado e objecto de controlo independente do montador. As cargas devem ser transmitidas aos prumos evitando excentricidades, no topo e na base O apoio dos cimbres deve ser especialmente cuidado, sendo realizado atravs de solipas de

madeira e/ou lajes de beto, devendo assegurar-se a capacidade do solo existentes e sempre que necessrio deve proceder-se ao seu saneamento. Quando necessrio podem utilizar-se estacas de madeira ou de beto para reforar a capa cidade de carga do solo. Se o terreno for inclinado necessrio realizar banquetas ou introduzir dispositivos especiais de conteno do solo.

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Descimbramento Garantir o necessrio perodo de permanncia das cofragens e do escoramento

O critrio para definir a idade do beto que permite o descimbramento o de verificar que a estrutura com as aces actuantes apresenta o neces srio coeficiente de segurana em relao rotura e no fica sujeita a deformaes e xcessivas.

Cimbres

Em estruturas pr-esforadas o escoramento pode ser removido aps o tensionamento dos cabos, o qual ocorre usualmente entre os 3 e 7 dias.Em estruturas de beto armado os perodos necessrios para a manuteno dos moldes e prumos so a ttulo indicativo os seguintes:

Temperatura face do beto

24 16 8 2

Cogragens verticais 9 h 12 h 18 h 30 h

27

Lajes

cofragem da face inferior

prumos

Vigas

cofragem da face inferior

prumos

3 dias

7 dias

7 dias

10 dias

4 dias

10 dias

10 dias

14 dias

6 dias

15 dias

15 dias

21 dias

10 dias

25 dias

25 dias

36 dias

Armaduras para Beto Armado

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- As caractersticas das armaduras ordinrias esto definidas no EC2 EN1992-1-1- AnexoC, devendo ser indicado no Projecto o tipo de armaduras adoptadas


Moldes para realizao das nervuras

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Malhas pr-fabricadas


Pr-fabricao de armaduras

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ARMADURAS PARA BETO ARMADO

Marcao dos varesA geometria das nervuras permite identificar:

Classe de resistncia Classe de ductilidade Pas produtor Fabricante

A400NR A400NR SD

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A400NR(classe B)

A400NR SD(classe C)


A500NR(classe B)

A500NR SD(classe C)

Marcao dos vares

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A500 ER(classe A)


Identificao do pas e do fabricante

A400NR SD(classe C)

Marcao dos vares

33

Transporte e armazenamento


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Exemplo de armazenamento do ao evitando o contacto com o solo

Corte e dobragemUtilizao de meios mecnicos apropriadosNo permitida a dobragem com recurso ao aquecimento dos varesO dimetro de dobragem deve ser o requerido conform e especificado no EN1992-1-1A desdobragem de vares s poder se autorizado se for utilizado equipamento especial.

SoldadurasA soldadura aplicvel em aos com as necessrias caractersticas. As malhas electrossoldadas tem a vantagem de a soldadura ser realizada em ambiente industrial com rigoroso controlo de qualidade.No deve ser aplicada em dobras ou elementos sujeit os a fadiga


35

No deve ser aplicada em dobras ou elementos sujeit os a fadiga

Fabrico, montagem e colocaoAdoptar os espaadores/cadeiras necessrios para assegurar o recobrimento especificado (nominal)


36

Espaador plstico em pilar o qual pode rodar quando da colocao da cofragem de introduo

das armaduras no modelo

Exemplo de espaador pr-fabricado em beto

Deixar o espao para a passagem do vibrador

Garantir que as malhas de armaduras so rgidas e e stveis durante a betonagem. A ligao entre armaduras dever ser efectuada com arame de atar ou soldadura por pontos.

A utilizao de acopladores permitida desde que c omprovada a sua eficcia.

Montagem

Armaduras de Pr-EsforoRequisitos :

As caractersticas dos aos de pr-esforo esto de finidas no EC2, EN1992-1-1 e na Norma Europeia 10138. No projecto deve ser claramente definido quais os aos de pr-esforo adoptados. necessrio verificar que todas os componentes dos sistemas de pr-esforo (prtenso ou pstenso aderente ou no aderente) esto conforme o sistema homologado ou aprovao tcnica europeia e devidamente Identificadas.As bainhas de ao devem estar em conformidade com a EN523

Transporte e armazenamentoOs materiais sensveis corroso devem ser protegi dos durante o transporte e armazenamento

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armazenamento

Bobine de cordo de pr-esforo e dispositivo de de senrolamento

Fabrico de armadurasO corte deve ser efectuado por disco.Devem ser colocados os tubos de purga necessrios.No permitida a soldadura ou corte a maarico de ao de pr-esforo ou de ancoragens.As bainhas e suas juntas devem ser seladas para proteco contra a penetrao de gua.

Armaduras de Pr-Esforo

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Pormenor da fita de selagem na zona de emenda das banhas

Colocao e Montagem


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Pormenor da montagem e apoio das banhas de cabos de pr-esforo

Vista geral das armaduras ordinrias e dos tubos de purga dos cabos de pr-esforo


40

Pormenor da zona de ancoragem de cabos de pr-esforo

Pormenor de fixao da ancoragem de um monocordo cofragem

As armaduras de pr-esforo devem ser colocadas e fixadas de modo a conservarem a sua

posio dentro das tolerncias admissveis

Devem ser previstas purgas, devidamente fixadas, nas extremidades das bainhas e nos pontos

onde se podem acumular gua ou ar.

Proteco temporria (Anexo D da ENV 13670) recomendao

Deve procurar-se respeitar os seguintes perodos mximos:

- 12 semanas entre a data de fabrico dos cabos e a injeco

- 4 semanas entre a data de montagem dos cabos sobre as cofragens e a betonagem

- 2 semanas entre o pr-esforo e a injeco

Caso contrrio devem ser adoptadas medidas de proteco provisrias.

Aplicao do pr-esforo

fundamental que o pessoal seja qualificado para e ste tipo de trabalho, que o equipamento


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fundamental que o pessoal seja qualificado para e ste tipo de trabalho, que o equipamento esteja calibrado e que tenham sido adoptadas as medidas de segurana do PSS.

O plano de puxe deve ser detalhado e aprovado previamente

A aplicao ou a transferncia de pr-esforo a uma estrutura deve ser efectuada progressivamente e s permitida quando a resistncia do beto cumprir os requisitos da EN1992-1-1.

No deve ser permitida a aplicao de pr-esforo p or postenso com temperaturas inferiores a 10 C.

O pr-esforo s pode ser aplicado aps verificar-s e se a resistncia do beto atingiu o valor necessrio para cada problema especfico

Todas as operaes devem ser registadas

Tolerncia para alongamentos

As seguintes tolerncias dos desvios entre os valor es observados e os previstos no plano de puxe so admissveis:

< 10% para um cabo (postenso) e 5% para uma armadu ra de pretenso

< 5% para a totalidade dos cabos (postenso) de um elemento estrutural ou 3% para a totalidade das armaduras da pretenso.

Se no forem verificadas estas tolerncias devem se r tomadas medidas de acordo com o especificado no projecto.

Injeco dos cabos


42

Injeco dos cabos

As injeces dos cabos deve ser feita com calda de cimento apropriada (EN 446 e EN447) ou lubrificantes ou ceras apropriadas

Antes da injeco dever verificar-se que os cabos e tubos de purga esto livres

A injeco pode ser efectuada por vcuo, devendo ser executada por empresa especializada

Aps a injeco proceder-se- selagem de ancorage ns e aberturas, ...

Beto

O beto deve ser especificado e produzido de acordo com a EN 206 e Especificaes do LNEC, integradas nesta norma.

Beto

Transporte- Por camio autobetoneira (o tempo de transporte dev e ser limitado nas situaes correntes a

30 45 minutos)

- Por bombagem (bombas com capacidade para transporte de 12 a 200 m3/hora, e beto com composio adequada e adoptada a este tipo de trans porte)

- Por tapete rolante

- Por balde (depsito aberto)

Betonagem, Colocao e Compactao

-

44

- A realizar apenas aps concludas todas as tarefas de inspeco e desde que as condies climatricas o permitam (se necessrio a zona a betonar dever ser protegida contra a radiao solar, vento forte, congelao, gua, chuv a e neve).

O beto deve ser colocado e compactado de modo a as segurar que todas as armaduras e elementos a integrar no beto ficam adequadamente e mbebidas de acordo com as tolerncias do recobrimento e que se obtm a resistncia e durabilidade pretendidas, os seguintes aspectos devero ser considerados:

Beto

- Minimizar a segregao

- Descarregar o beto na vertical, a baixa altura

- Comear a betonagem pelas zonas mais baixas quando existe inclinao significativa da cofragem

- Utilizar anteparas ou tubagens para colocar o beto

- Vibrao/compactao

Manual

com vibrador ( 50m de dimetro ),

45

Pode ser:

- Aps a vibrao no devem continuar a aparecer bolh as de ar superfcie.

- Por cada camada no superior a 50 cm de espessura a plicar a vibrao.

- Em seces muito espessas a recompactao da camada superficial recomendada

com vibrador ( 50m de dimetro ),

rgua vibrante ou

vibrao da cofragem (para peas de pequen a espessura)

ou com mesas vibrantes (pr-fabricao )

Beto

46

Betonagem da laje de um edifcio

Beto

Cura

- O beto nas idades jovens deve ser objecto de cura e proteco:

- para minimizar a retraco plstica

- para assegurar uma resistncia superficial adequada

- para assegurar uma durabilidade adequada na zona superficial

- para assegurar resistncia congelao

- para o proteger contra vibraes prejudiciais, impa cto ou danos.

47

Os seguintes mtodos de cura so admissveis separadamente ou em sequncia:

- Manter a cofragem

- Cobrir a superfcie de beto com membrana impermeveis

- Colocao de coberturas hmidas

- Manter a humidade da superfcie visvel do beto.

Beto

48

Beto

49

Deficincias de Execuo

50


Seleco dos Materiais

51

Reaces expansivas

fendilhao do beto

deteriorao

Sada de finos acumulao de agregados

Deteriorao por corroso


Colocao Compactao do Beto

52

Deficiente colocao da cofragem


Cofragens Deficientes

53

Deficiente colocao da cofragem


Posicionamento das Armaduras

54

Armaduras sem recobrimento

Cabos de pr-esforos mal posicionados alterao dos esforos fendilhao


Posicionamento das Armaduras

55

Deficiente posicionamento da armadura dificuldades de betonagem vazios corroso


Posicionamento das Armaduras/Espaadores

56

Espaadores em material inadequado

Deficiente colocao dos espaadores


Colocao Compactao do Beto - Juntas

57

Segregao do beto

Concentrao da deteriorao nas zonas segregadas

Vazios sob o varo


Colocao Compactao do Beto - Cura

58

Assentamento do beto

Malha de armaduras marcada na superfcie

Fendas horizontais provocadas pela restrio da cofragemao assentamento do beto


Colocao Compactao do Beto - Cura

59

Cura do beto

Falta de humedecimento da superfcie

Retraco plstica

Fendilhao do beto

Controlo de Qualidade

Colocao Compactao do Beto - Juntas

60

Controlo de QualidadeClasses de Inspeco

61


Inspeco de Materiais e Produto

62

Inspeco da Execuo


63

Na EN13670 listam-se nos captulos 11.4 a 11.7 os aspectos principais que devem ser objecto

de inspeces nas seguintes tarefas:

- Inspeco dos cimbres e das cofragens

Antes da betonagem

Depois da betonagem

- Inspeco das armaduras

Antes da betonagem

Depois da betonagem


64

Depois da betonagem

- Inspeco do pr-esforo

Conformidade com as especificaes

Antes da betonagem

Antes do pr-esforo

Antes da injeco

- Inspeco das operaes de betonagem

Tolerncias (EC2) define o mximo desvio aceitvel entre uma varivel geomtrica medida em obra e o correspondente valor nominal especificado no projecto

Generalidades


65

Tolerncias na posio de fundaes


66

Tolerncias de verticalidade em pilares e paredes


67

Tolerncias na posio de pilares e paredes em plan ta


68

Tolerncias de implantao em vigas e lajes


69

Tolerncias geomtricas em vigas e lajes


70

Tolerncias dimensionais em seces


71

Tolerncias dimensionais em seces


72

Tolerncia do desempeno de superfcies e arestas


73

Tolerncias na localizao de aberturas e inseres


74


75

Elevada qualidade do acabamento em estrutura de beto de geometria complexa

A garantia da qualidade de uma estrutura envolve todas as actividade e intervenientes do processo construtivo, destacando-se:

- Controlo do Projecto- Controlo da Produo e Execuo, de acordo com as c lasses de inspeco especificado

no projecto.- Controlo da Qualidade da Estrutura Concluda

A garantia da qualidade deve ser verificada por controlo interno e externo

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