Aula 02 estruturas de concreto armado i 2013 1

Aula 02 estruturas de concreto armado i 2013 1

Estruturas de Concreto Armado I

Curso: Engenharia Civil

Semestre: 2013/1 Professor: Telmo E. C. Deifeld

Aula 02

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CONCRETO PROTENDIDO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 3

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 4

A principal norma para o projeto de estruturas de concreto armado e protendido é a

NBR 6118/2003 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento.

Outras normas que regulamentam o projeto e a execução de obras de concreto são:

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• NBR 6120/80 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações - Procedimento;

• NBR 6122/96 - Projeto e execução de fundações – Procedimento;

• NBR 6123/87 - Forças devido ao vento em edificações - Procedimento;

• NBR 7187/03 – Projeto de pontes de concreto armado e de concreto protendido - Procedimento;

• NBR 7188/84 - Cargas móveis em ponte rodoviária e passarela de pedestre;

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• NBR 6349/91 - Fios, barras e cordoalhas de aço para armaduras de protensão - Ensaio de tração – Método de ensaio;

• NBR 7189/85 - Cargas móveis para projeto estrutural em obras ferroviárias;

• NBR 7191/82 - Execução de desenhos para obras de concreto simples ou armado;

• NBR 7477/82 - Determinação do coeficiente de conformação superficial de barras e fios de aço destinados a armaduras de concreto armado - Método de ensaio;

• NBR 7480/96 - Barras e fios destinados a amaduras de concreto armado – Especificação;

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 7

• NBR 7481/90 - Tela de aço soldada – Armadura para concreto – Especificação;

• NBR 8522/84 - Concreto - Determinação do módulo de deformação estática e diagrama - Tensão-deformação - Método de ensaio;

• NBR 8548/84 - Barras de aço destinadas a armaduras para concreto armado com emenda mecânica ou por solda - Determinação da resistência à tração - Método de ensaio;

• NBR 8681/84 - Ações e segurança nas estruturas – Procedimento;

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• NBR 8953/92 - Concreto para fins estruturais - Classificação por grupos de resistência – Classificação.

• NBR 8965/85 - Barras de aço CA 42S com características de soldabilidade destinadas a armaduras para concreto armado – Especificação;

• NBR 9062/85 - Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado – Procedimento;

• NBR 11919/78 - Verificação de emendas metálicas de barras de concreto armado – Método de ensaio;

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 9

• NBR 12142/92 - Concreto - Determinação da resistência à tração na flexão em corpos-de-prova prismáticos - Método de ensaio;

• NBR 14432/0 - Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações – Procedimento.

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 10

O concreto é o material estrutural mais utilizado no mundo. Seu consumo anual é da ordem de uma tonelada por habitante.

Entre os materiais utilizados pelo homem, o concreto perde apenas para a água.

Outros materiais como madeira, alvenaria e aço também são de uso comum e há situações em que são imbatíveis. Porém, suas aplicações são bem mais restritas.

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 1

Algumas aplicações do concreto:

• Edifícios: mesmo que a estrutura principal não seja de concreto, alguns elementos, pelo menos, o serão;

• Galpões e pisos industriais ou para fins diversos;

• Obras hidráulicas e de saneamento: barragens, tubos, canais, reservatórios, estações de tratamento etc.;

• Rodovias: pavimentação de concreto, pontes, viadutos, passarelas, túneis, galerias, obras de contenção etc.;

• Estruturas diversas: elementos de cobertura, chaminés, torres, postes, mourões, dormentes, muros de arrimo, piscinas, silos, cais, fundações de máquinas etc.

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Estrutura é a parte resistente da construção e tem as funções de suportar as ações e as transmitir para o solo.

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 13 SISTEMAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 14 SISTEMAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 15 SISTEMAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 16 SISTEMAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 18 SISTEMAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 19 SISTEMAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS

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Estrutura é a parte resistente da construção e tem as funções de suportar as ações e as transmitir para o solo.

Mas qualquer estrutura pode ser estudada considerando-se os elementos estruturais que a compõe.

Os elementos estruturais podem ser classificados segundo a sua geometria.

Compara-se, neste caos a ordem de grandeza das três dimensões principais do elemento (comprimento, altura e espessura), com a seguinte nomenclatura:

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 2 a) elementos lineares: são aqueles que têm a espessura da mesma ordem de grandeza da altura, mas ambas muito menores que o comprimento. São os elementos chamados “barras”. Como exemplos mais comuns encontram-se as vigas e os pilares.

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 23 b) elementos bidimensionais: são aqueles onde duas dimensões, o comprimento e a largura, são da mesma ordem de grandeza e muito maiores que a terceira dimensão (espessura). São os chamados elementos de superfície. Como exemplos mais comuns encontram-se as lajes, as paredes de reservatórios, etc.

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 24 c) elementos tridimensionais: são aqueles onde as três dimensões têm a mesma ordem de grandeza. São os chamados elementos de volume. Como exemplos mais comuns encontramse os blocos e sapatas de fundação, consolos, etc.

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Elementos lineares:

Vigas

Pela definição da NBR 6118/03 (item 14.4.1.1), vigas “são elementos lineares em que a flexão é preponderante”.

As vigas são classificadas como barras e são normalmente retas e horizontais, destinadas a receber ações das lajes, de outras vigas, de paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares, etc.

A função das vigas é basicamente vencer vãos e transmitir as ações nelas atuantes para os apoios, geralmente os pilares;

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Elementos lineares: Vigas

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Elementos lineares: Vigas

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Elementos lineares: Vigas

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Elementos lineares: Vigas

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Elementos lineares: Vigas

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Elementos lineares:

Pilares

Pilares são “elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes” (NBR 6118/2003, item 14.4.1.2).

São destinados a transmitir as ações às fundações, embora possam também transmitir para outros elementos de apoio.

As ações são provenientes geralmente das vigas, bem como de lajes também.

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Elementos lineares: Pilares

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Elementos lineares: Pilares

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Elementos lineares: Pilares

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 35

Elementos lineares: Pilares

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Elementos lineares:

Estacas

Estacas são elementos destinados a transmitir as ações ao solo, por meio do atrito ao longo da superfície de contato e pelo apoio da ponta inferior no solo.

Os blocos sobre estacas podem ser para 1,2,3, e teoricamente para n estacas.

Há um grande número de tipos diferentes de estacas, cada qual com finalidades específicas.

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Elementos lineares: Estacas

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 38

Elementos lineares: Estacas

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 39

Elementos lineares: Estacas

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Elementos bidimensionais:

Lajes

As lajes são os elementos planos que se destinam a receber a maior parte das ações aplicadas numa construção, como de pessoas, móveis, pisos, paredes, e os mais variados tipos de carga que podem existir em função da finalidade arquitetônica do espaço físico que a laje faz parte.

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Elementos bidimensionais:

Lajes

As ações são comumente perpendiculares ao plano da laje, podendo ser divididas em:

distribuídas na área (peso próprio, revestimento de piso, etc.), distribuídas linearmente (paredes) ou forças concentradas (pilar apoiado sobre a laje).

As ações são geralmente transmitidas para as vigas de apoio nas bordas da laje, mas eventualmente também podem ser transmitidas diretamente aos pilares.

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Elementos bidimensionais: Lajes

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Elementos bidimensionais: Lajes

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Elementos bidimensionais: Lajes

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Elementos bidimensionais: Lajes

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Elementos bidimensionais: Lajes

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Elementos tridimensionais:

Bloco de Fundação

Os blocos de fundação são utilizados para receber as ações dos pilares e transmití-las ao solo, diretamente ou através de estacas ou tubulões.

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Elementos tridimensionais: Bloco de Fundação

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 49

Elementos tridimensionais: Bloco de Fundação

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Elementos tridimensionais: Bloco de Fundação

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 51

Elementos tridimensionais: Tubulão

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 52

Elementos tridimensionais: Tubulão

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Elementos tridimensionais:

Sapatas

As sapatas recebem as ações dos pilares e as transmitem diretamente ao solo. Podem ser localizadas ou isoladas, conjuntas ou corridas.

As sapatas isoladas servem de apoio para apenas um pilar.

As sapatas conjuntas servem para a transmissão simultânea do carregamento de dois ou mais pilares.

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Elementos tridimensionais:

Sapatas

Sapatas corridas têm este nome porque são dispostas ao longo de todo o comprimento do elemento que lhe aplica o carregamento, geralmente paredes de alvenaria ou de concreto. São comuns em construções de pequeno porte onde o solo tem boa capacidade de suporte de carga a baixas profundidades.

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 5

Elementos tridimensionais: Sapatas

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Estruturas de edifícios:

Pilares alinhados ligados por vigas formam os pórticos, que devem resistir às ações do vento e às outras ações que atuam no edifício, sendo o mais utilizado sistema de contraventamento.

Em edifícios esbeltos, o travamento também pode ser feito por pórticos treliçados, paredes estruturais ou núcleos. Os dois primeiros situam-se, em geral, nas extremidades, e os núcleos, em volta da escada e dos elevadores.

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Estruturas de edifícios:

Nos andares com lajes e vigas, a união desses elementos pode ser denominada tabuleiro, andar, piso ou pavimento. Os termos piso e pavimento devem ser evitados, quando puderem ser confundidos com pavimentação.

É crescente o emprego do concreto em pisos industriais e em pavimentos de vias urbanas e rodoviárias, principalmente nos casos de tráfego intenso e pesado.

Nos edifícios com tabuleiros sem vigas, as lajes se apoiam diretamente nos pilares, sendo denominadas lajes lisas.

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Estruturas de edifícios:

Se nas ligações das lajes com os pilares houver capitéis, elas recebem o nome de lajes-cogumelo.

Os capitéis podem ser de dois tipos: aumento da espessura da laje, caso em que podem ser denominados pastilhas ou drop panels, ou aumento da seção transversal do pilar sob a laje, situação em que também podem ser chamados de ábacos.

Nas lajes lisas, há casos em que, nos alinhamentos dos pilares, uma determinada faixa é considerada como viga, sendo projetada como tal são as denominadas vigas chatas ou vigas-faixa.

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 59

Estruturas de edifícios:

São muito comuns as lajes nervuradas. Se as nervuras e as vigas que as suportam têm a mesma altura, o uso de um forro de gesso, por exemplo, dão a elas a aparência de lajes lisas.

Nesses casos elas são denominadas lajes lisas nervuradas. Nessas lajes, também são comuns as vigas-faixa e os capitéis embutidos.

Nos edifícios, são considerados elementos estruturais complementares: escadas, caixas d’água, muros de arrimo, consolos, marquises etc.

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I -AULA 02 60 Estruturas de edifícios:

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