Fundamentos do concreto armado

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<ul><li> 1. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA UNESP - Campus de Bauru/SPFACULDADE DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia CivilDisciplina: 1288 - ESTRUTURAS DE CONCRETO INOTAS DE AULAFUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADOProf. Dr. PAULO SRGIO DOS SANTOS BASTOS (wwwp.feb.unesp.br/pbastos)Bauru/SP Agosto/2006</li></ul><p> 2. APRESENTAOEsta apostila tem o objetivo de servir como notas de aula na disciplina 1288 Estruturas de Concreto I, do curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia, da Universidade Estadual Paulista UNESP, Campus de Bauru/SP. O contedo da disciplina tem trs partes: Fundamentos do Concreto Armado, Dimensionamento de Vigas Flexo Simples e Lajes. Em outras duas apostilas so apresentadas a segunda e a terceira partes do contedo. Nesta apostila encontram-se os conceitos iniciais e diversas informaes que so base para o entendimento do projeto e dimensionamento das estruturas de concreto armado. O conhecimento dos Fundamentos do Concreto Armado primordial para o aprendizado das disciplinas posteriores de concreto armado, existentes no curso de Engenharia Civil. Em linhas gerais o texto segue as prescries contidas na nova norma NBR 6118/2003 (Projeto de estruturas de concreto Procedimento), conforme a verso corrigida de maro de 2004, para o projeto e dimensionamento dos elementos de concreto armado. A apostila no esgota todo o assunto, que muito vasto. Por isso, o aprendizado deve ser complementado com estudo dos itens constantes nas Referncias Bibliogrficas e na Bibliografia Complementar, entre outros. Nesta disciplina e na 1309 Estruturas de Concreto II, ministradas pelo autor, sero utilizadas diversas apostilas, disponibilizadas no endereo wwwp.feb.unesp.br/pbastos, em Disciplinas Lecionadas. Ao longo do curso de Engenharia Civil o aluno dever cursar trs disciplinas de Estruturas de Concreto Armado, com a opo de cursar outras disciplinas optativas. Na disciplina 1288 Estruturas de Concreto I o contedo composto por: Fundamentos do Concreto Armado, Dimensionamento de Vigas Flexo Simples e Projeto de Lajes. Em 1309 Estruturas de Concreto II o contedo : Projeto de Vigas, englobando o dimensionamento ao Esforo Cortante, Toro e da ancoragem da armadura longitudinal, seguido de pilares. Na disciplina 1354 Estruturas de Concreto III - o contedo : Fundaes de Edifcios (blocos, tubules, sapatas, vigas de equilbrio), escadas, reservatrios (vigas-parede), consolos, 3. dentes gerber e puno. No decorrer das trs disciplinas obrigatrias o aluno desenvolve o projeto da estrutura de um edifcio. As quatro disciplinas no abordam todos os temas existentes, porque o Concreto Armado um campo muito vasto, porm, os contedos tratam dos temas mais importantes e comuns do dia a dia das atividades do Engenheiro Estrutural. Ao final do curso espera-se que o aluno esteja apto a iniciar suas atividades no ramo do projeto estrutural de edifcios, em empresas ou escritrios de clculo estrutural. O projeto estrutural de edifcios consiste, resumidamente, nas seguintes etapas: concepo do sistema estrutural (horizontal e vertical) do edifcio, juntamente com o pr-dimensionamento das dimenses dos elementos, determinao e anlise dos deslocamentos e esforos solicitantes da estrutura, considerando-se obrigatoriamente os efeitos da ao do vento, dimensionamento e detalhamento das armaduras e desenhos finais. Nos ltimos anos ocorreu um grande avano no desenvolvimento dos programas computacionais para projeto estrutural, e hoje, praticamente a totalidade dos projetos so desenvolvidos por meio dos programas. Crticas e sugestes sero muito bem-vindas, pois assim a apostila poder ser melhorada. O autor agradece ao tcnico derson dos Santos Martins pela confeco dos desenhos. 4. SUMRIO1.INTRODUO ........................................................................................................................1 1.1 COMPOSIO DO CONCRETO ...................................................................................1 1.1.1 Cimento .....................................................................................................................3 1.1.2 Agregados..................................................................................................................5 1.1.3 gua ..........................................................................................................................6 1.2 CONCEITO DE CONCRETO ARMADO .......................................................................7 1.3 CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO ...............................................................8 1.4 FISSURAO NO CONCRETO ARMADO................................................................11 1.5 HISTRICO DO CONCRETO ARMADO ...................................................................13 1.6 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CONCRETO ARMADO ............................15 1.7 PRINCIPAIS NORMAS BRASILEIRAS PARA CONCRETO ARMADO .................15 1.8 PRINCIPAIS NOTAES DA NBR 6118....................................................................16 1.8.1 Letras Minsculas ...................................................................................................16 1.8.2 Letras Maisculas....................................................................................................17 1.8.3 Letras Gregas...........................................................................................................17 1.8.4 Smbolos Subscritos ................................................................................................18 1.9 PROPOSTAS DE ESTUDO ...........................................................................................18 1.10 QUESTIONRIO ...........................................................................................................18 2. ELEMENTOS ESTRUTURAIS EM CONCRETO ARMADO.............................................19 2.1 CLASSIFICAO GEOMTRICA ..............................................................................19 2.2 PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ..............................................................21 2.2.1 Laje..........................................................................................................................21 2.2.2 Viga .........................................................................................................................26 2.2.3 Pilar .........................................................................................................................30 2.2.4 Tubulo e Bloco de Fundao.................................................................................33 2.2.5 Sapata ......................................................................................................................36 2.3 PROPOSTAS DE ESTUDO ...........................................................................................38 2.4 QUESTIONRIO ...........................................................................................................38 3. REQUISITOS DE QUALIDADE DA ESTRUTURA E DO PROJETO ...............................39 4. DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ..................................................39 4.1 MECANISMOS DE DETERIORAO DO CONCRETO ..........................................39 4.2 MECANISMOS DE DETERIORAO DA ARMADURA.........................................40 4.3 MECANISMOS DE DETERIORAO DA ESTRUTURA ........................................40 4.4 AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE ............................................................................41 4.5 CUIDADOS NA DRENAGEM VISANDO A DURABILIDADE................................41 4.6 QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO ..................................................42 4.7 ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA .................................................42 4.8 QUESTIONRIO ...........................................................................................................43 5. RESISTNCIAS CARACTERSTICAS E DE CLCULO ..................................................44 5.1 CONCEITO DE VALOR CARACTERSTICO ............................................................44 5.2 RESISTNCIAS CARACTERSTICAS DO CONCRETO E DO AO.......................46 5.3 RESISTNCIAS DE CLCULO DO CONCRETO E DO AO..................................47 5. 5.4 COEFICIENTES DE PONDERAO DAS RESISTNCIAS ....................................48 5.4.1 Coeficiente de Ponderao das Resistncias no Estado Limite ltimo (ELU).......48 5.4.2 Coeficiente de Ponderao das Resistncias no Estado Limite de Servio (ELS)..48 6. SEGURANA E ESTADOS LIMITES .................................................................................49 6.1 ESTADOS LIMITES LTIMOS (ELU)........................................................................50 6.2 ESTADOS LIMITES DE SERVIO (ELS)...................................................................51 6.3 VERIFICAO DA SEGURANA..............................................................................51 6.4 QUESTIONRIO ...........................................................................................................52 7. AES NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ................................................52 7.1 AES PERMANENTES..............................................................................................52 7.1.1 Aes Permanentes Diretas.....................................................................................53 7.1.2 Aes Permanentes Indiretas ..................................................................................53 7.2 AES VARIVEIS .....................................................................................................54 7.2.1 Aes Variveis Diretas ..........................................................................................54 7.2.2 Aes Variveis Indiretas........................................................................................55 7.3 AES EXCEPCIONAIS..............................................................................................56 7.4 VALORES DAS AES ...............................................................................................56 7.4.1 Valores Caractersticos............................................................................................56 7.4.2 Valores Representativos..........................................................................................56 7.4.3 Valores de Clculo ..................................................................................................57 7.5 COEFICIENTES DE PONDERAO DAS AES ...................................................57 7.5.1 Coeficientes de Ponderao das Aes no Estado Limite ltimo (ELU)...............57 7.5.2 Coeficientes de Ponderao das Aes no Estado Limite de Servio (ELS)..........58 7.6 COMBINAES DE AES .......................................................................................58 7.6.1 Combinaes ltimas .............................................................................................59 7.6.2 Combinaes de Servio .........................................................................................61 7.7 QUESTIONRIO ...........................................................................................................62 8. MATERIAIS COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO ............................................62 8.1 CONCRETO ...................................................................................................................62 8.1.1 Massa Especfica .....................................................................................................62 8.1.2 Resistncia Compresso .......................................................................................63 8.1.3 Resistncia Trao................................................................................................64 8.1.4 Resistncia no Estado Multiaxial de Tenses .........................................................66 8.1.5 Mdulo de Elasticidade...........................................................................................67 8.1.6 Coeficiente de Poisson e Mdulo de Elasticidade Transversal...............................69 8.1.7 Diagrama Tenso-Deformao do Concreto Trao ............................................69 8.1.8 Diagrama Tenso-Deformao do Concreto Compresso ...................................70 8.1.9 Deformaes do Concreto.......................................................................................72 8.1.10 Proposta de Estudo ..................................................................................................75 8.1.11 Questionrio ............................................................................................................75 8.2 AOS PARA ARMADURA ..........................................................................................76 8.2.1 Tipos de Superfcie..................................................................................................76 8.2.2 Caractersticas Geomtricas ....................................................................................77 8.2.3 Diagrama Tenso-Deformao ...............................................................................80 8.3 QUESTIONRIO ...........................................................................................................81 9. ESTDIOS DE CLCULO ...................................................................................................82 10. DOMNIOS DE DEFORMAES....................................................................................83 10.1 RETA A...........................................................................................................................84 10.2 DOMNIO 1 ....................................................................................................................84 10.3 DOMNIO 2 ....................................................................................................................85 10.4 DOMNIO 3 ....................................................................................................................86 10.5 DOMNIO 4 ....................................................................................................................87 10.6 DOMNIO 4A .................................................................................................................87 6. 10.7 DOMNIO 5 ....................................................................................................................88 10.8 RETA B...........................................................................................................................88 10.9 DETERMINAO DE x2lim E x3lim ...............................................................................89 10.10 QUESTIONRIO .......................................................................................................90 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................................................................................90 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR.................................</p>