Estruturas de concreto armado - notas de aula

Estruturas de concreto armado - notas de aula

(Parte 1 de 5)

COM A PROPOSTA DE REVISÃO DA NBR 6118/2014 NOTAS DE AULA

Engenheiro Civil

Especialista em Estruturas MBA em Construção Civil

1ª Parte – Disciplina Estruturas de Concreto 1 FEVEREIRO 2014

Disciplina: Estruturas de Concreto 1

Ementa

Histórico - Normas - Tecnologia e Propriedades do Patologias em Estruturas de Concreto Critérios de durabilidade - Agressividade Ambiental ELS); Deformações em vigas e lajes; Dimensionamento estrutural de lajes planas retangulares; Flexão Normal Simples em Vigas de Concreto Armado Cisalhamento em Vigas de Concreto Armado Torção em vigas retangulares de Concreto Armado Aberturas em vigas de concreto armado; Aderência, Ancoragem e Fissuração Detalhamento de Lajes e Vigas (Disposições Construtivas Gerais de Armaduras Passivas) Avaliações Serão aplicadas 4 avaliações (2 oficiais e 2 Parciais). As oficiais serão provas individuais com consulta apenas do material próprio. É proibido empréstimo de calculadora, tabelas e formulários. A nota será avaliada pelo resultado exato da questão, completa. Em caso de resposta errada, da nota. O aluno que perder alguma avaliação oficial terá direito a substitutiva com o mesmo conteúdo da avaliação perdida. As parciais serão trabalhos individuais e deverão ser entregues nas seguintes datas: 1ª Parcial: última aula antes da 1ª oficial 2ª Parcial: última aula antes da 2ª oficial Os parâmetros para realização do trabalho serão passados pelo professor a cada aluno e a correção será em cima destes parâmetros. Trabalhos entregues com parâmetros diferentes terão nota ZERO. O trabalho poderá ser feito no caderno ou no computador, porém, gabarito para avaliação, no formulário específico e assinado

“SOB NENHUMA HIPÓTESE SERÁ ACEITO TRABALHO POR E APÓS A DATA LIMITE (2ª CHAMADA) NÃO SERÁ AVALIADO.”

Sábados letivos Nos sábados letivos que forem referentes a esta disciplina o professor estará na faculdade a partir das 14:00hs para tirar dúvidas sobre a 1ª e 2ª Parcial e/ou outros assuntos r Critério de Avaliação O aluno que realizar todos os exercícios acrescidos a sua nota final. Exemplo: Aluno com todos os exercícios realizados. Nota Final: 5,7 + Crédito = 6 Nota Final: 5,6 + Crédito = 5,9 Nota Final: 3,7 + Crédito = 4 Nota Final: 3,6 + Crédito = 3,9

Disciplina: Estruturas de Concreto 1

Professor: Ronilson F. Souza e-mail: engronilsonsouza@gmail.com e Propriedades do Concreto Armado;

Patologias em Estruturas de Concreto; Agressividade Ambiental - Análise Estrutural, Segurança e Desempenho (

Dimensionamento estrutural de lajes planas retangulares; Flexão Normal Simples em Vigas de Concreto Armado; hamento em Vigas de Concreto Armado; de Concreto Armado;

Aberturas em vigas de concreto armado;

Ancoragem e Fissuração; Disposições Construtivas Gerais de Armaduras Passivas)

Serão aplicadas 4 avaliações (2 oficiais e 2 Parciais). As oficiais serão provas individuais com consulta apenas do material próprio. É proibido empréstimo de calculadora, tabelas e formulários. A nota será avaliada pelo resultado exato da questão, que deverá ser precedido da memória de cálculo resposta errada, será avaliada a memória de cálculo, porém, com no máximo

O aluno que perder alguma avaliação oficial terá direito a substitutiva com o mesmo conteúdo da

As parciais serão trabalhos individuais e deverão ser entregues nas seguintes datas: a 1ª oficial, em 1ª chamada, e no dia da 1ª oficial em 2ª e última chamada. última aula antes da 2ª oficial, em 1ª chamada e no dia da 2ª oficial em 2ª e última chamada.

Os parâmetros para realização do trabalho serão passados pelo professor a cada aluno e a correção será em cima destes parâmetros. Trabalhos entregues com parâmetros diferentes terão nota ZERO. O trabalho poderá ser feito no caderno ou no computador, porém, deverá ser para avaliação, no formulário específico e assinado pelo aluno.

“SOB NENHUMA HIPÓTESE SERÁ ACEITO TRABALHO POR E-MAIL. O TRABALHO QUE FOR APÓS A DATA LIMITE (2ª CHAMADA) NÃO SERÁ AVALIADO.”

Nos sábados letivos que forem referentes a esta disciplina o professor estará na faculdade a partir das 14:00hs para tirar dúvidas sobre a 1ª e 2ª Parcial e/ou outros assuntos relativos à disciplina.

O aluno que realizar todos os exercícios proposto em classe terá um crédito de no máximo exercícios realizados.

Aprovado Exame Exame Reprovado

Professor: Ronilson F. Souza mail: engronilsonsouza@gmail.com

, Segurança e Desempenho (ELU e

Disposições Construtivas Gerais de Armaduras Passivas);

apenas do material próprio. É proibido empréstimo de calculadora, tabelas e formulários

Serão aplicadas 4 avaliações (2 oficiais e 2 Parciais). As oficiais serão provas individuais com consulta que deverá ser precedido da memória de cálculo será avaliada a memória de cálculo, porém, com no máximo 60%

O aluno que perder alguma avaliação oficial terá direito a substitutiva com o mesmo conteúdo da e no dia da 1ª oficial em 2ª e última chamada. em 1ª chamada e no dia da 2ª oficial em 2ª e última chamada.

Os parâmetros para realização do trabalho serão passados pelo professor a cada aluno e a correção será em cima destes parâmetros. Trabalhos entregues com parâmetros diferentes terão nota ZERO. entregue somente o

Nos sábados letivos que forem referentes a esta disciplina o professor estará na faculdade a partir das elativos à disciplina.

terá um crédito de no máximo 0,3 pontos

Introdução

O concreto armado como conhecemos, se comparado com o aço que há milênios vem sendo utilizado pelo homem, é de certa forma um material recente. Como elemento estrutural o conceito de concreto armado é antigo, porém as pesquisas que realmente desenvolveram o material e consolidaram sua utilização datam de menos de 200 anos. Por volta de 1850 elementos cimentícios com utilização de aço para resistir a tração foram construídos, estes elementos eram chamados de “cimento armado”, somente por volta de 1920 a denominação passou a ser “concreto armado”. A primeira teoria sólida sobre o dimensionamento das peças de concreto foi realizada pelo Alemão E. Mörsch, professor da Universidade de Stuttgart, em 1902, a sua analogia de treliça para o dimensionamento a flexão de vigas é até hoje utilizada no mundo. Não demorou para que as normas de concreto armado fossem redigidas e implantadas em todo mundo. No Brasil o concreto armado vem sendo utilizado desde 1904 e, em pouco tempo, o concreto armado, devido a sua versatilidade, foi incorporado de vez na engenharia de construção brasileira. Sendo considerado hoje o material mais utilizado como elemento estrutural no mundo. Em 1928 o francês Freyssinet é o primeiro engenheiro projetista a reconhecer a importância da protensão na construção civil. Estuda as perdas devido à retração e deformação lenta do concreto e registra várias patentes sobre o sistema Freyssinet de protensão. É considerado o pai do concreto protendido. As normas mais importantes utilizadas no mundo são o C.E.B - Comitê Europeu de “Béton” (concreto), o A.C.I - Instituto Americano do Concreto, e aqui no Brasil a ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, em particular a NBR 6118/2014- Projeto de estruturas de concreto — Procedimento, que foi revisada em 2013. Esta norma que utilizaremos neste trabalho, juntamente, é claro, com as outras normas da ABNT que complementam o estudo do concreto armado.

Capítulo 1 - Tecnologia do Concreto Estrutural e Patologias

O concreto estrutural pode ser dividido em três categorias, a saber: Concreto simples ou ciclópico: é aquele que não possui armadura (barras de aço para combater a tração). Segundo a NBR 6118 é classificado da seguinte forma:

Elementos de concreto simples estrutural Elementos estruturais elaborados com concreto que não possuem qualquer tipo de armadura, ou que a possuem em quantidade inferior ao mínimo exigido para o concreto armado (item 3.1.2 NBR 6118/2014).

Concreto Armado com armadura passiva: é aquele que possui armaduras para resistir as solicitações de tração, no entanto estas armaduras são tracionadas somente após a retirada do cimbramento (escoramento), e a peça passa a trabalhar fissurada, situação em que as tensões são transmitidas do concreto para a armadura e vice versa. Segundo a NBR 6118 é classificado da seguinte forma:

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 (item 3.1.3 NBR 6118/2014).

Concreto protendido ou com armadura ativa: é aquele cujas armaduras são prétracionadas antes mesmo da retirada do cimbramento. Este procedimento imprime a seção fletida uma compressão uniforme reduzindo a tração no concreto e consequentemente diminuindo a fissuração das peças. Segundo a NBR 6118 é classificado da seguinte forma:

Elementos de concreto protendido Aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão, com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura, bem como propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estado-limite último (item 3.1.4 NBR 6118/2014).

Como pôde ser observado nas descrições acima, existem dois tipos de armaduras, as armaduras passivas, utilizadas no concreto armado convencional, aqui chamado a partir de agora simplesmente de C.A. protendido que chamaremos simplesmente de C.P.

Propriedades do concreto

O concreto para fins estruturais pode ser considerado um material homogêneo e isotrópico, com massa específica para efeito de

O coeficiente de Poisson pode ser tomado com o valor médio de de dilatação térmica α = 10 possível, em ensaios de laboratório. No entanto podem ser estruturais, desde que os material utilizados na preparação do concreto (agregados e aglomerantes - cimentos ), estejam dentro das especificações normativas existentes para o concreto armado, na NBR 12655/06 que regulamentam estes materiais. fck- resistência característica a compressão

Resistência à compressão do concreto A resistência característica a compressão do concreto, fck, deve ser especificada em todos os projetos e seu valor deve ser avaliado em ensaio de compressão definidos na NBR 5739 – ensaios de compressão de corpos 8953/1992 – Concretos para fins estruturais dois grupos, Grupo 1 de 10 a 50MPa e Grupo 2 de 5 a 80MPa

Para fins estruturais a NBR 12655/2006 a dosagem do concreto deve atender a requisitos de produção que variam com os níveis de controle no momento da dosagem. Para isso a norma estabelece três tipos de controle, a saber :

de agora simplesmente de C.A. e as armaduras ativas que trabalham no concreto protendido que chamaremos simplesmente de C.P.

Propriedades do concreto

O concreto para fins estruturais pode ser considerado um material homogêneo e assa específica para efeito de cálculo (ρc)= 2500kg/m pode ser tomado com o valor médio de (ν) = 0,2

= 10-5°C-1 . Estes valores devem ser validados, sempre que possível, em ensaios de laboratório. No entanto podem ser utilizados nos projetos estruturais, desde que os material utilizados na preparação do concreto (agregados e cimentos ), estejam dentro das especificações normativas existentes para o

NBR 12655/06, pode ser encontrado as descrição de todas as normas que regulamentam estes materiais. O módulo de elasticidade (E) do concreto d resistência característica a compressão - e será estudado mais adiante compressão do concreto - fck

A resistência característica a compressão do concreto, fck, deve ser especificada em todos os projetos e seu valor deve ser avaliado em ensaio de compressão definidos na NBR ensaios de compressão de corpos-de-prova de concreto cilíndricos.

Concretos para fins estruturais – define a classificação dos concretos em dois grupos, Grupo 1 de 10 a 50MPa e Grupo 2 de 5 a 80MPa

Para fins estruturais a NBR 12655/2006 – Controle de Cimento Portland deve atender a requisitos de produção que variam com os níveis de controle no momento da dosagem. Para isso a norma estabelece três tipos de controle, armaduras ativas que trabalham no concreto

O concreto para fins estruturais pode ser considerado um material homogêneo e )= 2500kg/m3 (25kN/m3 );

) = 0,2 e o coeficiente

. Estes valores devem ser validados, sempre que utilizados nos projetos estruturais, desde que os material utilizados na preparação do concreto (agregados e cimentos ), estejam dentro das especificações normativas existentes para o descrição de todas as normas do concreto depende do mais adiante.

A resistência característica a compressão do concreto, fck, deve ser especificada em todos os projetos e seu valor deve ser avaliado em ensaio de compressão definidos na NBR prova de concreto cilíndricos. A NBR define a classificação dos concretos em

Controle de Cimento Portland – especifica que deve atender a requisitos de produção que variam com os níveis

A) Condição A (C10 até C80):

O cimento e os agregados são medidos em massa, a água de amassamento é medida em massa ou volume com dispositivo dosador e corrigida em função da umidade dos agregados;

B) Condição B (C10 até C25)

O cimento é medido em massa, a água de amassamento é medida em volume mediante dispositivo dosador e os agregados medidos em massa combinada. A umidade do agregado miúdo é determinada pelo menos três vezes durante o serviço do mesmo turno de concretagem. O volume de agregado miúdo é corrigido através da curva de inchamento estabelecida especificamente para o material utilizado;

C) Condição C (C10 e C15 )

O cimento é medido em massa, os agregados são medidos em volume, a água de amassamento é medida em volume e a sua quantidade é corrigida em função da estimativa da umidade dos agregados e da determinação da consistência do concreto.

Cálculo da resistência de dosagem A resistência de dosagem deve atender às condições de variação existentes durante a construção. Esta variabilidade medida pelo desvio-padrão Sd é levada em conta no cálculo da resistência de dosagem, segundo a equação:

Condição A (C10 até C80)

fcj = fck + 1,65 Sd onde: fcj é a resistência média do concreto à compressão, prevista para a idade de j dias, em megapascals; fck é a resistência característica do concreto à compressão, em megapascals; Segundo a NBR 12655, o desvio padrão para cada condição de preparo é: Sd = 4MPa

Condição B (C10 até C25) Sd = 5,5MPa

1) Para as condições de preparo C nos concretos de 15MPa o consumo mínimo de cimento é de 350kg/m3 de concreto ( tabela 6 - NBR 12655/2006).

É importante frisar que, em situações rotineiras de obras, estes controles não são atendidos quando o concreto é realizado na obra, com betoneiras. Se formos seguir ao “pé da letra” a normatização, somente poderíamos “rolar” na obra concretos com fck até 25MPa. Além deste limite seria necessária a utilização de uma pequena estação de concretagem, fato que oneraria muito obras de pequeno porte. A recomendação é que para concretos com fck acima de 25MPa, sejam sempre utilizados concretos usinados.

Resistência a Tração do concreto - fct A resistência a tração do concreto é muito pequena em relação a sua resistência característica de compressão, da ordem de 10 vezes menor, o valor deve sempre ser verificado por intermédio de ensaios de laboratório, ensaios de tração direta ou ensaios de compressão diametral, que estima a resistência do concreto através do fendilhamento do corpo de prova. Outro ensaio é a resistência a tração na flexão.

(Parte 1 de 5)

Comentários