ESTRUTURAS DE CONCRETONotas de aula Prof. Vicente Prado

Estruturas de concreto Materiais estruturais Concreto armado Ao Madeira

Conceito de Estrutura a parte de uma construo que se destina a resistir a cargas e transfer-las para o terreno.

Estruturas de concreto Os sistemas estruturais clssicos executados em concreto armado so compostos pelos seguintes elementos estruturais: Lajes Vigas Pilares e Fundaes

Estruturas de concreto As normas brasileiras a serem observadas quando da utilizao do concreto armado em sistemas estruturais so as seguintes: NBR 6118/80 da ABNT: Projeto e execuo de obras de concreto armado - procedimentos. NBR 12654/92 da ABNT: Concreto - controle tecnolgico de materiais componentes procedimentos. NBR 12655/92 da ABNT: Concreto - preparo, controle e recebimento - procedimentos.

Estruturas de concreto Os elementos estruturais podem ser classificados quanto a: Dimenses Blocos (blocos de fundaes) Folhas (lajes e paredes estruturais) Barras (pilares e vigas)

Modo de aplicao da carga Placas (lajes e paredes estruturais) Barras (vigas, pilares e tirantes)

Concreto armado Alia as qualidades da pedra e do ao Pode assumir qualquer forma Proporciona e necessria proteo do ao contra a corroso o material mais usado na construo de estruturas de edificaes e obras virias como pontes, viadutos, etc.

Concreto armado Tenses absorvidas pelo concreto armado: Trao ao Compresso concreto e ao em determinados elementos e posies

Aderncia essencial para que o trabalho do concreto e do ao seja realizado de forma conjunta

Concreto armado Esquematicamente temos: Concreto armado = concreto simples + armadura + aderncia

Onde: Concreto simples = cimento + agregados + gua

O trabalho conjunto do concreto e armaduras se faz por transmisso de esforos internos de um material a outro atravs da aderncia

Concreto armado Podemos citar trs fases da aderncia: Adeso - colagem Atrito - passa a existir aps a ruptura da adeso Mecnica provocada pelas salincias das barras de ao

A fissurao em elementos estruturais de concreto armado inevitvel e deve ser controlada

Concreto armado A abertura das fissuras o principal fator que influi na maior ou menor possibilidade da armadura ficar sujeita oxidao.

Concreto simples Como vimos anteriormente o concreto simples uma argamassa resultante da mistura em propores ideais de cimento, gua e agregados (grados e midos) O cimento tem a funo de elemento aglomerante, promove a ligao entre os materiais agregados

Concreto simples Matrias primas do cimento Portland: Calcrio Argila ou o xisto

O clnquer o produto resultante da calcinao at a fuso da mistura calcrio e argila. Na fase final, modo com um porcentagem de gipsita que tem a funo de regular a pega do cimento

Concreto simples Hidraulicidade a propriedade que caracteriza os aglomerantes, isto , endurecer quando misturados com gua e resistir satisfatoriamente ao dissolvente da gua aps o seu endurecimento Pega a fase inicial do processo de endurecimento, ou seja, a transformao da pasta plstica em pasta endurecida

Concreto simples Principais propriedades mecnicas do concreto: Resistncia compresso Resistncia trao Mdulo de elasticidade

Essas propriedades so determinadas a partir de ensaios executados em condies especficas. Os ensaios so realizados para verificao do atendimento s especificaes e controle de qualidade

Concreto simples Resistncia compresso Caracterstica mecnica mais importante do concreto denominada fc

Para estim-la so moldados e preparados corpos de prova ( NBR 5738 e NBR 5739 ) O corpo de prova padro brasileiro o cilndrico, com 15 cm de dimetro e 30 cm de altura. A idade de referncia 28 dias

Concreto simples

Concreto simples O valor fcm a mdia aritmtica dos valores de fc para o conjunto de corpos de prova ensaiados O desvio padro S corresponde distncia entre a abcissa de fcm e a do ponto de inflexo da curva Fck o valor da resistncia que tem 5% de probabilidade de no ser alcanado

Concreto simples Resistncia mecnica O concreto a ser especificado nos projetos, dever apresentar uma resistncia caracterstica fck no inferior a 20 Mpa. O concreto pr-misturado dever ser fornecido com base na resistncia caracterstica.

Concreto simples Na resistncia a trao por analogia resistncia a compresso temos: Fctm valor da mdia aritmtica dos resultados Fctk resistncia caracterstica do concreto trao

Concreto simples Mdulo de elasticidade Outro aspecto importante no projeto de estruturas de concreto a relao entre as tenses e as deformaes

Essa relao para determinados intervalos pode ser considerada linear (Lei de Hooke)

Concreto simples Estrutura interna do concreto Materiais constituintes: Pasta de cimento hidratada Agregado Zona de transio na interface entre a pasta de cimento e o agregado

A fase agregado a principal responsvel pela massa unitria, pelo mdulo de elasticidade e pela estabilidade dimensional

Concreto simples A pasta de cimento hidratada resultado das complexas reaes qumicas do cimento com a gua. A hidratao do cimento evolui com o tempo, resultando em diferentes fases slidas, tipos de vazios e gua em diferentes formas

Concreto simples As quatro principais fases slidas so: Silicato de clcio hidratado ( C S H ), parte resistente da pasta Hidrxido de clcio ( CH ), parte frgil da pasta Sulfoaluminato de clcio Gro de clnquer no hidratado

Concreto simples Os vazios presentes na pasta de cimento hidratada so classificados de acordo com o tamanho: Espao interlamelar no C-S-H so os menores vazios Vazios capilares (espao entre os componentes slidos da pasta) Ar incorporado Ar aprisionado

Concreto simples A classificao da gua presente na pasta de cimento hidratada baseada na maior ou menor dificuldade de remoo. Em ordem crescente temos: gua capilar ou gua livre gua adsorvida gua interlamelar gua quimicamente combinada

Concreto Deformaes Retrao por secagem e fluncia a deformao associada perda de umidade, ocorre mesmo na ausncia de tenses mecnicas e variaes de temperatura A fluncia o fenmeno do aumento gradual da deformao ao longo do tempo, sob um dado nvel de tenso constante

Concreto Deformaes Expanso o aumento do volume do concreto, que ocorre em peas submersas e em peas tracionadas, devido fluncia

Nas peas submersas, no incio tem-se retrao qumica. Como o fluxo de gua de fora para dentro, as tenses capilares anulam a retrao qumica e em seguida provocam a expanso da pea

Concreto Deformaes Deformaes trmicas Em geral as estruturas comuns de concreto sofrem pouco ou nenhum dano com as alteraes da temperatura ambiente. O mesmo no acontece em grandes estruturas como as barragens, onde h grande quantidade de calor produzido pela hidratao do cimento e condies desfavorveis de dissipao

Concreto Deformaes Deformao imediata A deformao imediata acontece por ocasio do carregamento e ocorre de acordo com a Teoria da Elasticidade. A deformao imediata ocorre por uma acomodao dos cristais que formam o material.

Concreto Propriedades do concreto Trabalhabilidade deve ser compatvel com as dimenses da pea a ser moldada, com a distribuio e densidade das armaduras e com os processos de lanamento e adensamento a serem usados Durabilidade deve ser considerado o nvel de agressividade do meio ambiente; adotado um cobrimento mnimo de concreto e especificao de parmetros para dosagem

Concreto Fatores que influem nas propriedades do concreto Tipo e quantidade de cimento Qualidade da gua e relao gua-cimento Tipos de agregados, granulometria e relao agregado-cimento Presena de aditivos e adies Procedimento e durao do processo de mistura

Concreto Fatores que influem nas propriedades do concreto (continuao) Condies e durao do transporte e do lanamento Condies de adensamento e de cura Forma e dimenses dos corpos de prova Tipo e durao do carregamento Idade do concreto, umidade, temperatura, etc.

Concreto Fatores que influem na resistncia do concreto Agregados representam cerca de 70% da composio do concreto, so os materiais de menor custo, responsveis por promover a resistncia e importantes para definio da trabalhabilidade. gua deve se apresentar isenta de resduos industriais, detritos e impurezas que podem prejudicar as reaes qumicas do cimento

Concreto Fatores que influem na resistncia do concreto Cimento a composio qumica do cimento influencia na evoluo da resistncia dos concretos Aditivos utilizados quando se busca alguma propriedade especial, como aumento da plasticidade, controle do tempo de pega, aumento da resistncia e reduo do calor de hidratao

Concreto Fatores que influem na resistncia do concreto Tipos de aditivos Plastificantes reduzem a qtdade de gua necessria para conferir a trabalhabilidade desejada, aumentando a resistncia Retardadores retardam o incio da pega em algumas horas permitindo a concretagem de grandes volumes sem juntas

Concreto Fatores que influem na resistncia do concreto Tipos de aditivos Aceleradores aceleram a pega e o endurecimento do concreto, devendo ser aplicados corretamente, podem provocar o endurecimento muito rpido e diminuio da resistncia corroso da armadura Incorporadores de ar produzem bolhas de ar melhorando a trabalhabilidade , impermeabilidade e resistncia a meios agressivos

Concreto Fatores que influem na resistncia do concreto Idade do concreto Relao gua/cimento

Concreto simples Ensaios do concreto Slump Compresso Trao Compresso diametral Flexo

Concreto Conceito de concreto protendido A idia bsica aplicar tenses prvias de compresso nas regies da pea que sero tracionadas pela ao do carregamento externo aplicado. As tenses de trao so diminudas ou at mesmo anuladas. A protenso tambm age como fator limitante da fissurao de peas de concreto.

Concreto

Concreto Vantagens do concreto armado Economia componentes facilmente encontrados e de relativo baixo custo Conservao boa durabilidade na dosagem correta e com cobrimentos mnimos para as armaduras Adaptabilidade favorece arquitetura pela fcil modelagem

Concreto Vantagens do concreto armado Rapidez de construo a execuo e o recobrimento so relativamente rpidos Segurana contra o fogo desde que com cobrimento mnimo da armadura Impermeabilidade com dosagem e execuo corretas Resistncia a choques

Concreto Principais desvantagens do concreto armado: Peso prprio elevado, relativamente resistncia Reformas e adaptaes so de difcil execuo Fissurao Transmite calor e som