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  • 1 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

    Marcos Correia de Campos

    1 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

  • INTRODUO

    Estrutura de concreto armado a denominao deestruturas compostas de concreto, cimento + gua+ agregados (e s vezes + aditivos) com barras de+ agregados (e s vezes + aditivos) com barras deao no interior. Essas barras de ao soposicionadas em locais especficos da pea deconcreto com o objetivo de refora-la.

  • As estruturas de concreto armado apresentam bomdesempenho porque, sendo o concreto de timaresistncia compresso, esse ocupa as partescomprimidas ao passo que o ao, de tima resistncia trao, ocupa as partes tracionadas, basicamente. ocaso das vigas de concreto armado.

  • No entanto, o ao tambm possui boa resistncia acompresso. Assim o mesmo pode colaborar com oconcreto em regies comprimidas. o caso dos pilares deconcreto armado.

  • As obras de concreto estrutural, no Brasil, soregidas, basicamente, pela ABNT NBR 6118Projeto de Estruturas de Concreto Procedimento mar/2004. Segundo o item1.2, esta Norma aplica se s estruturas deconcreto normais identificados por massaespecfica seca maior do que 2 000 kg/m3, noespecfica seca maior do que 2 000 kg/m3, noexcedendo 2 800 kg/m3, do grupo I deresistncia (C10 a C50), conforme classificaoda ABNT NBR 8953

  • 1.2 HISTRICO

    No ano de 1770, em Paris, associou-se ferro compedra para formar vigas como as modernas, combarras longitudinais na trao e barras transversaisao cortante. Considera-se que o cimento armadosurgiu na Frana, no ano de 1849, com o primeiroobjeto do material registrado pela Histria sendoobjeto do material registrado pela Histria sendoum barco, do francs Lambot, o qual foiapresentado oficialmente em 1855. O barco foiconstrudo com telas de fios finos de ferropreenchidas com argamassa. Embora os barcosfuncionassem, no alcanaram sucesso comercial.

  • A partir de 1861, outro francs, Mounier, queera um paisagista, horticultor e comerciante deplantas ornamentais, fabricou uma enormequantidade de vasos de flores de argamassade cimento com armadura de arame, e depoisde cimento com armadura de arame, e depoisreservatrios (25, 180 e 200 m3) e uma pontecom vo de 16,5 m (VASCONCELOS, 2008).

  • 1.3 VIABILIDADE DO CONCRETO ARMADO

    O sucesso do concreto armado se deve, basicamente, atrs fatores:- aderncia entre o concreto e a armadura;- valores prximos dos coeficientes de dilatao trmica- valores prximos dos coeficientes de dilatao trmicado concreto e da armadura;- proteo das armaduras feita pelo concreto envolvente.

  • O principal fator de sucesso a aderncia entre o concreto e a armadura. Desta forma, as deformaes nas armaduras sero as mesmas que as do concreto adjacente, no existindo escorregamento entre um material e o outro. este simples fato de deformaes iguais entre a armadura e o concreto adjacente que permite quase todo o desenvolvimento dos fundamentos do concreto armado.

  • A proximidade de valores entre os coeficientesde dilatao trmica do ao e do concreto tornapraticamente nulos os deslocamentos relativosentre a armadura e o concreto envolvente,quando existe variao de temperatura. Estefato permite que se adote para o concretoarmado o mesmo coeficiente de dilataotrmica do concreto simples.trmica do concreto simples.

    Finalmente, o envolvimento das barras de aopor concreto evita a oxidao da armadurafazendo com que o concreto armado nonecessite cuidados especiais como ocorre, porexemplo, em estruturas metlicas.

  • 1.4 PROPRIEDADES DO CONCRETO

    O concreto, assim como todo material, possuicoeficiente de dilatao trmica, suascaractersticas mecnicas podem serrepresentadas por um diagrama tensorepresentadas por um diagrama tensodeformao, possui mdulo de elasticidade(mdulo de deformao), etc. Apresenta tambm,duas propriedades especficas, que so aretrao e a fluncia.

  • 1.4.1 CONCRETOS DA ABNT NBR 6118

    Segundo a ABNT NBR 8953, os concretos a serem usadosestruturalmente esto divididos em dois grupos,classificados de acordo com sua resistncia caracterstica compresso (fck), conforme mostrado na Tabela 1.1. compresso (fck), conforme mostrado na Tabela 1.1.Nesta Tabela a letra C indica a classe do concreto e onmero que se segue corresponde sua resistnciacaracterstica compresso (fck), em MPa.

    1 MPa = 0,1 kN/cm2 = 10 kgf/cm2.

  • A dosagem do concreto dever ser feita de acordo coma ABNT NBR 12655. A composio de cada concreto declasse C15 ou superior deve ser definida em dosagemracional e experimental, com a devida antecedncia emrelao ao incio da obra.

    Grupo I fck Grupo II fck

    C15 15 MPa C55 55 MPaC15 15 MPa C55 55 MPaC20 20 MPa C60 60 MPaC25 25 MPa C70 70 MPaC30 30 Mpa C80 80 MPaC35 35 MPaC40 40 MPaC45 45 MPaC50 50 MPa

  • 1.4.2 MASSA ESPECFICA

    Segundo o item 8.2.2, a ABNT NBR 6118 seaplica a concretos de massa especfica normal,que so aqueles que, depois de secos emestufa, tm massa especfica compreendidaestufa, tm massa especfica compreendidaentre 2 000 kg/m3 e 2 800 kg/m3. Se a massaespecfica real no for conhecida, para efeito declculo, pode se adotar para o concreto simpleso valor 2 400 kg/m3 e para o concreto armado 2500 kg/m3.

  • 1.4.3 COEFICIENTE DE DILATAO TRMICA

    O coeficiente de dilatao trmica, para efeito deanlise estrutural, pode ser admitido como sendoanlise estrutural, pode ser admitido como sendoigual a 10-5/C (ABNT NBR 6118, item 8.2.3).

  • 1.4.4 RESISTNCIA COMPRESSO

    As prescries da ABNT NBR 6118 referem se resistncia compresso obtida em ensaios decilindros moldados segundo a ABNT NBR 5738,realizados de acordo com a ABNT NBR 5739 (item8.2.4 da ABNT NBR 6118).8.2.4 da ABNT NBR 6118).Quando no for indicada a idade, as resistnciasreferem se idade de 28 dias. A estimativa daresistncia compresso mdia, fcmj, correspondentea uma resistncia fckj especificada, deve ser feitaconforme indicado na ABNT NBR 12655.

  • 1.4.5 RESISTNCIA TRAO

    Segundo a ABNT NBR 6118, item 8.2.5, a resistncia trao indireta fct,sp e a resistncia trao na flexofct,f devem ser obtidas de ensaios realizados segundo aABNT NBR 7222 e a ABNT NBR 12142, espectivamente.

    A resistncia trao direta fct pode ser consideradaigual a 0,9 fct,sp ou 0,7 fct,f ou, na falta de ensaios paraobteno de fct,sp e fct,f, pode ser avaliado o seu valormdio ou caracterstico por meio das equaesseguintes:

  • Sendo fckj 7MPa, estas expresses podem tambm serusadas para idades diferentes de 28 dias. e so em MPa.

    O fctk,sup usado para a determinao de armadurasmnimas. O fctk,inf usado nas anlises estruturais.

  • Segundo a ABNT NBR 6118, item 8.2.8, o mdulo deelasticidade deve ser obtido segundo ensaio descrito na

    1.4.6 MDULO DE ELASTICIDADE

    a razo entre a tenso e a deformao na direo da cargaaplicada, sendo a mxima tenso que o material suporta sem sofrerdeformao permanente.

    elasticidade deve ser obtido segundo ensaio descrito naABNT NBR 8522, sendo considerado nesta Norma o mdulode deformao tangente inicial cordal a 30% de fc, ou outratenso especificada em projeto. Quando no forem feitosensaios e no existirem dados mais precisos sobre oconcreto usado na idade de 28 dias, pode-se estimar o valordo mdulo de elasticidade usando a expresso:

  • O mdulo de elasticidade numa idade j 7 dias podetambm ser avaliado atravs dessa expresso, substituindo-se fck por fckj. e so em MPa.

    Quando for o caso, esse o mdulo de elasticidade a serespecificado em projeto e controlado na obra.

    O mdulo de elasticidade secante a ser utilizado nasO mdulo de elasticidade secante a ser utilizado nasanlises elsticas de projeto, especialmente paradeterminao de esforos solicitantes e verificao deestados limites de servio, deve ser calculado pelaexpresso:

  • Na avaliao do comportamento de um elemento estruturalou seo transversal pode ser adotado um mdulo deelasticidade nico, trao e compresso, igual aomdulo de elasticidade secante (Ecs).

    Na avaliao do comportamento global da estrutura podeNa avaliao do comportamento global da estrutura podeser utilizado em projeto o mdulo de deformao tangenteinicial (Eci).

  • 1.4.7 COEFICIENTE DE POISSON E MDULO DEELASTICIDADE TRANSVERSAL

    Para tenses de compresso menores que 0,5 fc etenses de trao menores que fct, o coeficiente dePoisson pode ser tomado como igual a 0,2 e oPoisson pode ser tomado como igual a 0,2 e omdulo de elasticidade transversal Gc igual a 0,4 Ecs(ABNT NBR 6118,item 8.2.9).

  • 1.4.8 DIAGRAMA TENSO - DEFORMAO -COMPRESSO

    Uma caracterstica do concreto no apresentar,para diferentes dosagens, um mesmo tipo dediagrama tenso-deformao. Os concretos maisricos em cimento (mais resistentes) tm um "pico" deresistncia (mxima tenso) em torno da deformao2. J os concretos mais fracos apresentam um2. J os concretos mais fracos apresentam um"patamar" de resistncia que se inicia entre asdeformaes 1 e 2.

    A ABNT NBR 6118, item 8.2.10.1, no leva emconsiderao os diferentes diagramas tenso-deformao mostrados e apresenta, de modosimplificado, o diagrama parbola-retngulo mostradona Figura abaixo.

  • 1.4.9 DIAGRAMA TENSO DEFORMAO -TRAO

    No concreto no fissurado, pode ser adotado odiagrama tenso deformao bilinear de trao,indicado na Figura abaixo (ABNT NBR 6118, item8.2.10.2).

  • 1.4.10 FLUNCIA E RETRAO

    1.4.10.1 FLUNCIA

    A fluncia uma deformao que depende docarregamento. Corresponde a uma contnua (lenta)deformao do concreto, que ocorre ao longo dotempo, sob ao de carga permanente. Um aspectodo comportamento das deformaes de peas deconcreto carregada e descarregada mostrado naFigura abaixo.

  • 1.4.10.2 RETRAO

    A retrao do concreto

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