Apostila de Concreto I - Virginia UFRGS

Apostila de Concreto I - Virginia UFRGS

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UFRGS – Universidade federal do rio grande do sul

Escola de engenharia DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ENG 01111 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I

Prof. Virgínia Maria Rosito d’Avila

- NBR 6118/03 - Projeto de estruturas de concreto - Procedimento - NBR 7480/96 – Barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto armado

- Montoya, Meseguer e Morán : Hormigón Armado

- Leonhardt e Mönning : Construções de Concreto vol. 1 a 6 - Interciências

- Péricles B. Fusco : Estruturas de Concreto, solicitações normais

- Péricles B. Fusco – Técnica de armar as estruturas de concreto

ENG01111 - ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I - Prof. Virgínia Maria Rosito d'Avila - vichy@ufrgs.br - Sala 308a – DECIV - UFRGS1

I- FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO 1- INTRODUÇÃO GERAL

1.1- Definição

O concreto armado é um material composto, constituído por concreto simples e barras de aço. Os dois materiais constituintes (concreto e aço) devem agir solidariamente para resistir aos esforços a que forem submetidos e devem ser dispostos de maneira a utilizar econômica e racionalmente as resistências próprias de cada um deles.

O material concreto armado possui as seguintes propriedades: - Elevada resistência à compressão do concreto e elevada resistência à tração do aço.

- Trabalho conjunto do concreto e do aço, assegurado pela aderência entre os dois materiais.

- Coeficiente de dilatação térmica quase iguais α = 10-5/°C. Praticamente não existem tensões internas entre o aço e o concreto.

- O concreto protege a armadura de oxidação, garantindo a durabilidade da estrutura. Proteção física (cobrimento) e química (ambiente alcalino).

Já que o concreto possui alta resistência à compressão porém pequena resistência à tração, as barras da armadura devem absorver os esforços de tração que surgem nas peças submetidas à flexão ou à tração. Portanto, nestas situações, armadura deve ser colocada na zona de tração das peças.

Devido à aderência entre o concreto e o aço, as deformações das barras de aço e a do concreto que as envolve devem ser iguais. Tendo em vista que o concreto tracionado não pode acompanhar as grandes deformações do aço, o concreto fissura-se na zona de tração; os esforços de tração são, então, absorvidos apenas pelo aço.

1.2- Composição do Concreto Armado

Para a composição do concreto armado, pode-se indicar esquematicamente: cimento + água = pasta → pasta + agregado miúdo = argamassa → argamassa + agregado graúdo = concreto → concreto + barras de aço = concreto armado

1.3- Histórico

O emprego de materiais com propriedades adesivas e coesivas, que apresentassem resistência às interpéries e pudessem ser utilizados como material de construção é muito antigo: os antigos egípcios usavam gesso impuro calcinado; os gregos e romanos utilizavam uma mistura de cal, água, pedras e areia.

A seguir, encontram-se alguns fatos importantes relacionados com o concreto armado: ♦ Império Romano - Cimento pozolânico de origem vulcânica. Cimento vem do termo latino coementum, que designava na velha Roma uma espécie de pedra natural de rochedos. ♦ 1824 - Aspdin - Inglaterra - Consegue calcinar uma parte de argila e três partes de pedra calcárea, moída até obter um pó fino - Cimento Portland. ♦ 1848 - Lambot - França - Constrói um barco com argamassa de cimento reforçada com ferro.

♦ 1861 - Monier - França - Vaso de flores de concreto com armadura de arame

♦ 1902 - Mörsch - Alemanha - Teoria científica sobre o dimensionamento de peças de concreto armado. Os conceitos desenvolvidos por Mörsch são válidos ainda hoje.

1.4- Vantagens e desvantagens

Vantagens: - Economia - mais econômico que estruturas de aço

- Moldabilidade - adaptação a qualquer tipo de forma e facilidade de execução

- Estruturas monolíticas (sem ligações), hiperestáticas - segurança

- Resistência a efeitos térmicos, atmosféricos e a desgastes mecânicos

Desvantagens: - Peso próprio alto - 2,5t/m3 = 25KN/m3

- Dificuldade de reformas e demolições

- Transmissão de calor e som

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2- CONCRETO

2.1- Generalidades

O concreto é um aglomerado constituído de agregados e cimento como aglutinante; é, portanto, uma rocha artificial. A fabricação do concreto é feita pela mistura dos agregados com cimento e água, à qual, conforme a necessidade, são acrescidos aditivos que influenciam as características do concreto. As propriedades do concreto que interessam ao estudo do concreto armado são a resistência à ruptura e à deformabilidade, quer sob a ação de variações das condições ambientes, quer sob a ação de cargas externas.

2.2 - Características Mecânicas a) RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO - fc

A resistência à compressão simples é a característica mecânica mais importante de um concreto. Geralmente sua determinação se efetua mediante o ensaio de corpos de prova, executado segundo procedimentos operatórios normalizados.

matérias primas, turmas de trabalho

A resistência do concreto não é uma grandeza determinística, mas está sujeita a dispersões cujas causas principais são variações aleatórias da composição, das condições de fabricação e da cura. Além destes fatores aleatórios, existem também influências sistemáticas como: influência atmosférica (verão/inverno), mudança da origem de fornecimento das Representação das dispersões - DIAGRAMA DE FREQÜÊNCIAS

Grande número de ensaios → curva de distribuição normal ou curva de Gauss.

média aritmética → n f n 1 ci

=; desvio padrão →

cjci

Problema prático → dado o diagrama de freqüências, determinar um valor que seja representativo da resistência do concreto → média aritmética fcj → resistência média em 28 dias. A média aritmética apresenta o inconveniente de não representar a verdadeira resistência do concreto na obra, por não levar em conta a dispersão da série de valores.

Analisando dois concretos de mesma resistência média e diferente dispersão (1 e 2), não há dúvida que o mais seguro é aquele de menor dispersão (possui menos pontos com resistência menor que a média). Em conseqüência, o coeficiente de segurança a adotar no cálculo deve ser maior para o concreto 2.

Adotando-se a resistência média, ter-se-á coeficientes de segurança variáveis segundo a qualidade de execução do concreto.

Adoção de um coeficiente de segurança único → RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA.

abcissa que mede a resistência de maior freqüência

Sn Sn fcj freqüência fci (MPa) pto. de inflexão fci fcj1 = fcj2 freqüência fck1fck2 fck3 fcj3

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