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PROPRIEDADES DO AÇO UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA PROFESSOR: MSC. ALOÍSIO STHÉFANO ENG118 – CONCRETO ARMADO I AÇO O aço empregado nas peças de concreto armado é uma liga constituída principalmente de ferro e carbono, onde são incorporados outros elementos para melhoria das propriedades. PARA AS PEÇAS DE CONCRETO ARMADO, QUAL A PRINCIPAL CARACTERÍSTICA DO AÇO? RESISTÊNCIA À TRAÇÃO fY NORMAS NBR 7480 - Barras e fios destinados a armadura para concreto armado. NBR 7481 - Tela de aço soldada - Armadura para concreto TELAS SOLDADAS ROLOS PAINEIS TELAS SOLDADAS ELEMENTOS DAS TELAS SOLDADAS TELAS SOLDADAS TIPOS DE MALHAS TELAS SOLDADAS TELAS GERDAU TELAS SOLDADAS TELAS GERDAU RESISTÊNCIA À TRAÇÃO CORPOS DE PROVA • Ensaio de resistência • Diagrama ss x es Diagrama 𝜎𝑠 × 𝜀𝑠 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Barra 1 6,3mm Barra 2 6,3mm T e n s ã o , s s (M P a ) Deformação, e s (mm/m) CLASSIFICAÇÃO (TIPOS DE AÇO) • Tipo/Classe do Aço para Concreto Armado: • Processo de fabricação e diagrama ss x es correspondente. • Aço tipo A: aço de dureza natural; mistura- se ferro com carbono, laminado à quente, sem qualquer tratamento posterior. (Barras ≥6,3mm) • Aço tipo B: após ser laminado à quente, é encruado (deformado) a frio como tração, torção ou trefilação. (Fios ≤10mm) AÇO TIPO A (BARRAS) AÇO TIPO A (BARRAS) • Diagrama Padronizado ou Simplificado para o dimensionamento • Diagrama Real: fyk = limite de escoamento característico; aquele que tem 95% de chance de ser ultrapassado; eyk = (fyk/Es) = deformação unitária limite de escoamento; Es = tg a = módulo de deformação longitudinal do aço. AÇO TIPO B (FIOS) AÇO TIPO B (FIOS) • Diagrama Padronizado ou Simplificado para o dimensionamento • Diagrama Real: fyk = limite de escoamento convencional; é a tensão correspondente a uma deformação residual de 2‰; eyk = (fyk/Es) + 2‰ = deformação unitária limite de escoamento; 0,7 fyk = limite de proporcionalidade; ponto até onde é válida a Lei de Hooke (comportamento perfeitamente elástico). MÓDULO DE ELASTICIDADE • Para todos os aços utilizados nas estruturas de concreto armado, seja Tipo A ou Tipo B, o ângulo a do diagrama ss x es é sempre constante, sendo, portanto, constante o valor do Es, que é definido por: Es = 210.000 MPa (210 GPa) NOMENCLATURA • O limite de escoamento dos aços empregados nas estruturas de concreto armado varia de 250 MPa (25 kN/cm2) a 600MPa (60 kN/cm2), sendo sua nomenclatura baseada neste limite de escoamento. Exemplo: CA 50 A Concreto Armado Limite de Escoamento: fyk = 50 KN/cm 2 = 500MPa Tipo de Aço AÇOS COMERCIAIS CA 50 A CA 50 CA 25 A CA 25 CA 60 B CA 60 A NBR 7480 permite a utilização de categorias diferentes. AÇO Comprimento das barras: Comercialmente: L = 11,00 9% ( 10 à 12 m) vergalhão Aço cortado e dobrado transporte Horizontal e Vertical Exigências de Qualidade: Limite de escoamento (ensaio à tração) Alongamento mínimo de ruptura Trabalhabilidade (ensaio de dobramento) Problemas: Fadiga: pontes (solicitações alternadas) EXIGÊNCIAS DE QUALIDADE ENSAIO DE DOBRAMENTO • Ensaio de Dobramento (trabalhabilidade): PINO DE DOBRAMENTO CONFORMAÇÃO SUPERFICIAL BARRAS LISAS BARRAS NERVURADAS BARRAS ENTALHADAS CONFORMAÇÃO SUPERFICIAL Tipo de barra Coeficiente de aderência (h1) Lisa (CA-25) 1,0 Entalhada (CA-60) 1,4 Nervurada (CA-50) 2,25 OBS.: As barras de aço CA-60 também são fabricadas com as superfícies lisas ou nervuradas CARACTERÍSTICAS DAS BARRAS NERVURADAS 1. Os eixos das nervuras transversais ou cristas devem formar com a direção do eixo da barra um ângulo igual ou superior a 45O; 2. As barras devem ter pelo menos duas nervuras longitudinais contínuas e diametralmente opostas, exceto no caso em que as nervuras transversais estejam dispostas de forma a se oporem ao giro da barra dentro do concreto; 3. A altura média das nervuras ou cristas, ou a profundidade das mossas, deve ser igual ou superior a 0,04 do diâmetro nominal; 4. espaçamento médio das nervuras transversais, cristas ou mossas, medido ao longo da mesma geratriz, deve estar entre 0,5 e 0,8 do diâmetro nominal; 5. As saliências devem abranger pelo menos 85% do perímetro nominal da seção transversal da barra ou do fio. AÇO CORTADO E DOBRADO ESPASSADORES CONCRETO ARMADO O uso do concreto e do aço em conjunto deve acontecer de tal forma que um possa suprir as deficiências do outro. • Resistência à tração (aço) • Resistência à compressão (concreto e aço) • Isolamento elétrico (concreto) • Defesa contra agentes químicos (concreto) • Resistência à altas temperaturas (concreto) EXERCÍCIO 01 Para o aço CA 32 A, nos estados limites de serviço (ELS) e último (ELU), determine: a) a tensão de escoamento (fy) b) a deformação (ey)quando atingida a tensão de escoamento c) ss para es = 0,43‰ d) ss para es = 3,4‰ e) ss para es = 5,6‰ EXERCÍCIO 01 5,6‰ 0,43‰ 3,4‰ fyk = 320 MPa ssk = esk * Es ssk = 0,43‰ * 210.000 ssk = 90,3 MPa eyk = fyk / Es = 320 / 210000 = 1,52‰ 90,3 MPa eyk = 1,52‰ EXERCÍCIO 01 5,6‰ 0,43‰ 3,4‰ fyd = 278 MPa ssd = esd * Es ssd = 0,43‰ * 210.000 ssd = 90,3 MPa eyd = 1,33‰ eyk = fyk / Es = 278 / 210000 = 1,33‰ 90,3 MPa fyd = fyk / 1,15 = 278 MPa EXERCÍCIO 02 Para os aços CA 50 A e CA 60 B, nos estados limites de serviço (ELS) e último (ELU), determine: a) a tensão de escoamento (fy) b) a deformação (ey)quando atingida a tensão de escoamento c) ss para es = 0,5‰ d) ss para es = 3,0‰ e) ss para es = 6,0‰ EXERCÍCIO 02 EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES FIM PROFESSOR: MSC. ALOÍSIO STHÉFANO
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