1 Introdução Em uma viga biapoiada submetida à flexão quando carregada, são geradas tensões de tração na fibra inferior do concreto e tensões de compressão na fibra superior. Como o concreto simples tem baixa resistência à tração e alta resistência a compressão, é necessário o uso do aço na região tracionada para resistir a estas tensões, pois este possui ótima resistência à tração. Estas são chamadas estruturas em concreto armado. Figura 1 – Viga de concreto armado Fonte: Arquivo pessoal O aço também possui boa resistência a compressão, sendo assim o mesmo pode colaborar com o concreto em regiões comprimidas. Em estruturas de concreto armado adotam-se armaduras em forma de barras com seção circular, chamadas armaduras passivas. Os projetos de estruturas em concreto armado tem como base a norma regulamentadora ABNT NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto — Procedimento. Segundo a NBR 6118 (2014, pág 04): 3.1.5 armadura passiva: Qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada. O aço será solicitado apenas quando as cargas externas começarem a atuar na estrutura, e isso ocorre principalmente devido a aderência entre o concreto e o aço. A NBR 6118 (2014, pág 04) define elementos de concreto armado como: 3.1.3 elementos de concreto armado: Aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e armadura, e nos quais não se aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência. O bom desempenho das estruturas de concreto armado deve-se a três fatores: Aderência entre o concreto e o aço;
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1 Introdução - Prof. Emílio Queiroz | Site Pessoal
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1 Introdução
Em uma viga biapoiada submetida à flexão quando carregada, são geradas
tensões de tração na fibra inferior do concreto e tensões de compressão na
fibra superior. Como o concreto simples tem baixa resistência à tração e alta
resistência a compressão, é necessário o uso do aço na região tracionada para
resistir a estas tensões, pois este possui ótima resistência à tração. Estas são
chamadas estruturas em concreto armado.
Figura 1 – Viga de concreto armado
Fonte: Arquivo pessoal
O aço também possui boa resistência a compressão, sendo assim o mesmo
pode colaborar com o concreto em regiões comprimidas.
Em estruturas de concreto armado adotam-se armaduras em forma de barras
com seção circular, chamadas armaduras passivas.
Os projetos de estruturas em concreto armado tem como base a norma
regulamentadora ABNT NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto —
Procedimento.
Segundo a NBR 6118 (2014, pág 04):
3.1.5 armadura passiva: Qualquer armadura que não seja usada para
produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada.
O aço será solicitado apenas quando as cargas externas começarem a atuar
na estrutura, e isso ocorre principalmente devido a aderência entre o concreto
e o aço.
A NBR 6118 (2014, pág 04) define elementos de concreto armado como:
3.1.3 elementos de concreto armado: Aqueles cujo comportamento estrutural
depende da aderência entre concreto e armadura, e nos quais não se aplicam
alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência.
O bom desempenho das estruturas de concreto armado deve-se a três fatores:
Aderência entre o concreto e o aço;
Valores próximos dos coeficientes de dilatação térmica;
Proteção do aço contra corrosão feita pelo concreto envolvente.
Vantagens do concreto armado
Apresenta boa resistência à maioria das solicitações;
Tem boa trabalhabilidade, e por isso se adapta a várias formas,
podendo, assim, ser escolhida a mais conveniente do ponto de vista
estrutural, dando maior liberdade ao projetista;
Permite obter estruturas monolíticas, onde existe aderência entre o
concreto já endurecido e o concreto lançado posteriormente, facilitando
a transmissão de esforços, onde todo o conjunto trabalha quando a peça
é solicitada;
As técnicas de execução são razoavelmente dominadas em todo o país,
o que ocasiona o baixo custo de mão-de-obra;
É um material durável, desde que bem executado;
Baixo custo dos materiais – água e agregados graúdos e miúdos.
Desvantagens do concreto armado
Resulta em elementos com grandes dimensões, o que acarreta em um
peso próprio elevado, limitando seu uso em determinadas situações ou
aumentado seu custo;
As reformas e adaptações são de difícil execução;
É necessário um sistema de fôrmas e escoramentos que precisam
permanecer no local até que o concreto alcance resistência adequada.
2 Concreto Estrutural
A NBR 6118 (2014) nos fornece as propriedades do concreto para estruturas
de concreto armado no item 8.2.
8.2.1 Classes
Esta Norma se aplica aos concretos compreendidos nas classes de resistência
dos grupos I e II, da ABNT NBR 8953, até a classe C90.
Tabela 1 – Classes de resistência do grupo 1
Grupo I de resistência Resistência característica à
compressão (MPa)
C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50
20 MPa 25 MPa 30 MPa 35 MPa 40 MPa 45 MPa 50 MPa
Fonte: NBR 8953 (1992)
Tabela 2 – Classes de resistência do grupo 2
Grupo I de resistência Resistência característica à
compressão (MPa)
C55 C60 C70 C80 C90
55 MPa 60 MPa 70 MPa 80 MPa 90 MPa
Fonte: NBR 8953 (1992)
A classe C20, ou superior, se aplica ao concreto com armadura passiva e a
classe C25, ou superior, ao concreto com armadura ativa. A classe C15 pode
ser usada apenas em obras provisórias ou concreto sem fins estruturais,
conforme a ABNT NBR 8953.
O concreto estrutural deve ter resistência característica à compressão aos 28
dias (fck) mínimo de 20 MPa para estruturas em concreto armado podendo
chegar até 90 MPa. A norma ainda nos fornece definições importantes a
respeito do concreto estrutural:
3.1.2 elementos de concreto simples estrutural: Elementos estruturais
elaborados com concreto que não possui qualquer tipo de armadura, ou que a
possui em quantidade inferior ao mínimo exigido para o concreto armado (ver
17.3.5.3.1 e tabela 17.3).
Se ao dimensionar uma estrutura em concreto armado, o aço calculado for
menor do que a quantidade mínima estabelecida pela norma não podemos
usar o aço calculado, pois a estrutura será considerada uma estrutura de
concreto simples estrutural. Devemos sempre atender a quantidade de aço
mínima exigida pela NBR 6118 para que tenhamos uma estrutura em concreto
armado.
8.2.2 Massa Específica
Esta Norma se aplica aos concretos de massa específica normal, que são
aqueles que, depois de secos em estufa, têm massa específica (ρc)
compreendida entre 2 000 kg/m³ e 2 800 kg/m³.
Se a massa específica real não for conhecida, para efeito de cálculo, pode-se
adotar para o concreto simples o valor 2 400 kg/m³ e para o concreto armado, 2
500 kg/m³.
Quando se conhecer a massa específica do concreto utilizado, pode-se
considerar para valor da massa específica do concreto armado aquela do
concreto simples acrescida de 100 kg/m³ a 150 kg/m³.
Não é usual a realização de ensaios para determinação da massa específica
do concreto, então como prática recorrente utilizamos como massa específica
do concreto armado 2500 kg/m³.
8.2.3 Coeficiente de dilatação térmica
Para efeito de análise estrutural, o coeficiente de dilatação térmica pode ser
admitido como sendo igual a 10-5/°C.
O coeficiente dilatação térmica é utilizado para o cálculo do alongamento e
encurtamento devido à variação de temperatura no dimensionamento de juntas
de dilatação.
8.2.4 Resistência à compressão
As prescrições desta Norma referem-se à resistência à compressão obtida em
ensaios de corpos de prova cilíndricos, moldados segundo a ABNT NBR 5738
e rompidos como estabelece a ABNT NBR 5739.
Quando não for indicada a idade, as resistências referem-se à idade de 28
dias. A estimativa da resistência à compressão média, fcmj, correspondente a
uma resistência fckj especificada, deve ser feita conforme indicado na ABNT
NBR 12655.
A evolução da resistência à compressão com a idade deve ser obtida por
ensaios especialmente executados para tal. Na ausência desses resultados
experimentais, pode-se adotar, em caráter orientativo, os valores indicados em
12.3.3.
O parâmetro mais importante para a execução de um projeto estrutural é a
resistência característica à compressão do concreto aos 28 dias (fck). É ela
que irá determinar a classe do concreto, portanto devemos sempre realizar
ensaios para que o concreto usado na obra seja correspondente ao concreto
definido em projeto.
8.2.5 Resistência à tração
A resistência à tração indireta fct,sp e a resistência à tração na flexão fct,f
devem ser obtidas em ensaios realizados segundo as ABNT NBR 7222 e
ABNT NBR 12142, respectivamente.
A NBR 7222 (2011) determina a resistência à tração por compressão diametral
de corpos de prova cilíndricos. O ensaio de compressão diametral ou ensaio de
tração indireta, também conhecido como splitting test criado pelo Prof.
Fernando Luiz Lobo Carneiro se tornou referência mundial. Para conhecer
como foi criado este ensaio acesse o link abaixo: http://aquarius.ime.eb.br/~webde2/prof/ethomaz/lobocarneiro/comp_diametral.pdf