Estruturas de Concreto - Concepção das Estruturas

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SISTEMAS CONSTRUTIVOS I
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO
HENRIQUE DINIS 
EDUARDO DEGHIARA
1HENRIQUE DINIS / EDUARDO DEGHIARA
Concepção das Estruturas de Concreto
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Concepção das Estruturas de Concreto
A concepção das estruturas de concreto deverá estar sempre 
fundamentada, em quatro bases, quais sejam:
• Estabilidade das estruturas;
• Estética e funções da edificação;
• Detalhes construtivos de arquitetura e de execução;
• Características dos materiais, em função das condições a que 
os mesmos estarão submetidos.
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Detalhes Construtivos de Arquitetura e de 
Execução
Estão citados abaixo alguns condicionantes, que usualmente 
interferem nas formas estruturais:
• Plástica arquitetônica - em geral, as mínimas dimensões dos 
elementos estruturais, necessárias para garantir sua estabilidade, 
podem ser aumentadas ou ter suas formas modificadas, para 
atender às relações estéticas impostas pelo desenho arquitetônico.
• Detalhes construtivos das obras - decorrem do projeto de 
acabamento das edificações, ou de obras com funções 
específicas.As estruturas de concreto devem ter suas formas, tais 
que possibilitem o perfeito detalhamento dos acabamentos da 
construção, entre os quais podemos citar: calhas, platibandas, 
caimentos das superfícies, encaixes dos revestimentos e da 
impermeabilização, vigas verga, muretas etc.
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FORMAS DAS ESTRUTURAS – CARACTERÍSTICAS GERAIS
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Detalhes Construtivos de Arquitetura e de Execução
• Disposições construtivas das estruturas - a execução das estruturas 
de concreto requer certos cuidados, apresentando assim várias 
limitações nas suas formas ou dimensões, de modo a possibilitar a 
retirada do madeiramento, como também, uma concretagem 
adequada, como exemplo, espessuras mínimas, chanfros, etc. 
• Detalhamento das armaduras - provém dos estudos da 
estabilidade das estruturas e deve ser efetuado de modo a dotar os 
elementos estruturais, de capacidade resistente para reagir aos 
estabilidade das estruturas e deve ser efetuado de modo a dotar os 
elementos estruturais, de capacidade resistente para reagir aos 
esforços solicitantes.
Muitas vezes, as mínimas dimensões dos elementos estruturais, 
necessárias para garantir a estabilidade , deverão ser aumentadas 
de modo a permitir que a armadura tenha um detalhamento 
adequado, possibilitando uma concretagem sem imperfeições, 
evitando a não distribuição homogênea do concreto nas formas. 
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Características dos materiais
A Escolha das Características do Concreto
O material concreto apresenta uma infinidade de variações possíveis, 
em suas características e propriedades, que inclusive, algumas, 
evoluem ao longo do tempo:
• Resistência à ruptura - certamente a característica mais genérica a 
ser avaliada em todas as obras, de modo a garantir a estabilidade 
das estruturas, medida geralmente à compressão.
• Módulo de Deformação - importante principalmente na avaliação 
das deformações decorrentes da flexão de vigas e lajes, de modo a 
• Módulo de Deformação - importante principalmente na avaliação 
das deformações decorrentes da flexão de vigas e lajes, de modo a 
impor um controle contra eventuais trincas em alvenarias ou 
esmagamento e empenamento dos caixilhos. Expressa a dificuldade 
do material em se deformar.
• Permeabilidade – percolação de líquidos pela massa do material e 
está relacionada à durabilidade da obra. Quanto menor o 
coeficiente de permeabilidade, menor também será a porosidade e 
maior será a proteção contra a penetração de gases corrosivos, 
lixiviação das superfícies pelo escorrimento de águas, percolação 
através de lajes e paredes, corrosão das armaduras, etc.
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Características dos materiais
A Escolha das Características do Concreto
• Retração hidráulica - contração da massa de concreto em 
decorrência da evaporação da água de amassamento. Deve ser 
avaliada, por ocasionar fissuras nas estruturas.
• Variações térmicas - provocam contrações ou dilatações nas 
estruturas. Conjuntamente com o efeito da retração hidráulica, são 
avaliadas na definição das juntas de dilatação ou contração 
estrutural.estrutural.
• Condutibilidade térmica - propriedade a ser considerada na 
avaliação da capacidade de isolação térmica de lajes e paredes de 
concreto, quando submetidas a forte irradiação solar.
• Absorção ou irradiação acústica - propriedades avaliadas 
principalmente em auditórios, salas de espetáculos etc.
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Características dos materiais
A Escolha das Características do Concreto
• Resistência aos agentes químicos - característica a ser estudadas nos 
concretos, utilizados em tanques de armazenamento de produtos 
químicos, pisos de instalações industriais, de cozinhas etc.
• Resistência à abrasão - característica importante em elementos 
estruturais submetidos ao desgaste superficial, tais como as obras 
hidráulicas, pistas de rolamento, pisos industriais com movimentações de 
cargas, etc.
Nas obras de edificação, é importante saber que o concreto resiste à 
abrasão de veículos em estacionamentos.abrasão de veículos em estacionamentos.
• Resistência ao fogo - características relevantes aos estudos de concretos 
submetidos a temperaturas elevadas, tais como: fornos industriais, 
chaminés etc, ou mesmo, de estruturas que deverão possuir garantia de 
estabilidade, após a ocorrência de um incêndio de grandes proporções, 
tais como obras que farão parte do patrimônio histórico e cultural. 
As estruturas de concreto apresentam melhor resistência ao colapso que 
as metálicas, em se tratando de incêndio, porém, perdem a garantia de 
estabilidade.
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VIGAS
As vigas, sob a ótica funcional, são elementos do conjunto 
arquitetônico, que têm como finalidade, sustentar vãos livres, por sobre 
os ambientes. Trabalham especialmente à flexão. Quando solicitadas, 
apresentam deformações verticais no vão, que se denominam de 
flecha.
Avaliação da capacidade resistente à flexão das vigas: quando solicitadas pelos 
momentos fletores, reagem internamente com momentos resistentes. 
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AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE RESISTENTE À FLEXÃO DAS VIGAS
As tensões de compressão e as de tração, formam resultantes que compõe o 
memento resistente. O concreto absorve a compressão e o aço, a tração.
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Detalhes Típicos das Armaduras
As armaduras dos elementos reticulados de concreto, por exemplo vigas, 
pilares, etc, devem ser sempre estruturados por uma gaiola formada por 
barras de aço, envolvendo sempre todas as superfícies da peça, 
constituída de barras longitudinais e estribos.
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ARMADURA DAS VIGAS
• As armaduras das vigas devem formar uma gaiola contínua, formada 
pelas barras longitudinais (principais) e os estribos, que servem tanto para 
resistir as forças cortantes, como para amarrar as barras longitudinais.
• O apoio das lajes sobre as vigas é efetuado através do entrelaçamento 
das armaduras. Na figura abaixo, estas armaduras não foram ainda 
colocadas.
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LAJES
São elementos laminares, horizontais, cujo trabalho estrutural, 
se dá ortogonalmente ao seu plano.
Ruptura típica de uma laje retangular, apoiada nos 4 lados: Ruptura típica de uma laje retangular, apoiada nos 4 lados: 
Esta forma de ruptura nos indica, que os carregamentos aplicados em cada uma 
das lamelas, formadas após a ruptura, caminham diretamente para os bordos, 
que apoiam cada uma destas lamelas
13HENRIQUE DINIS / EDUARDO DEGHIARA
DETALHAMENTO TÍPICO DE ARMADURA DE LAJE
As barras de armadura devem estar dispostas nas duas direções, tendo em 
vistaa existência de momentos nas duas direções. Sobre as vigas, dispõe-se 
barras na face superior da laje (negativas), para evitar trincas nesta região.
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Armaduras típicas de uma laje maciça
Notar que as vigas são invertidas e que a laje se apóia através do 
entrelaçamento das armaduras.
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PILAR
A estrutura é considerada reticulada e os esforços, ao 
longo de seu eixo, se desenvolvem axialmente, à 
compressão. Poderão, no entanto, haver momentos 
fletores atuando concomitantemente. Neste caso, 
dizemos que o pilar trabalha a flexo-compressão.
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PILAR – Comportamento estrutural
Os pilares funcionam primordialmente à compressão. Poderíamos supor que 
somente o concreto possa resistir aos esforços através de sua resistência à 
compressão. 
No entanto, se este limite é ultrapassado, são dispostas barras de aço 
longitudinais na seção, para absorver o excedente da carga que teria 
ultrapassado os limites do concreto, mantendo as dimensões da seção. 
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(=)
ARMADURA DOS PILARES
Os estribos são necessários, em parte, por questões construtivas, mas 
principalmente, servem como travamento das barras longitudinais, 
evitando a sua flambagem localizada.
No detalhamento das armaduras, se prevê o corte e emenda das barras 
longitudinais a cada lance do edifício (andar), evitando-se assim barras 
muito longas, difíceis de equilibrar.
O trabalho conjunto dos dois materiais ocorre através da aderência 
entre o aço e o concreto, que garante, ao se aplicar uma carga, que 
a deformação seja comum aos dois, fazendo com que cada material 
absorva um quinhão da carga aplicada, proporcionalmente à sua 
dificuldade em se deformar, ou seja, ao seu módulo de elasticidade 
e seção resistente.
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ARMADURA DOS PILARES
19HENRIQUE DINIS / EDUARDO DEGHIARA
ARMADURA DOS PILARES
Exemplo de armaduras do arranque do pilar e armação das vigas baldrames.
20HENRIQUE DINIS / EDUARDO DEGHIARA
APLICAÇÕES
O CONCRETO ARMADO PODE SER APLICADO EM QUALQUER SISTEMA 
ESTRUTURAL, APRESENTANDO MELHOR DESEMPENHO NOS SITEMAS 
RETICULADOS MONOLÍTICOS, COMO AS ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS, OU 
EM PLACAS, COMO AS ESTRUTURAS EM LAJES E CASCAS.
Por muito tempo foi considerado o material ideal para estruturas com formas 
livres, sejam nas superfícies como nos volumes, a exemplo dos pilares com 
superfície reversa e as membranas.superfície reversa e as membranas.
Teve grande utilização, também, na arquitetura moderna “brutalista”, em que 
as grandes superfícies em concreto aparente dominaram o padrão 
estético.
Seguem, a seguir, alguns exemplos de aplicação.
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Edifícios de Vários Andares
A utilização de estruturas de concreto armado traz grande economia a este 
tipo de obra, tendo em conta a reutilização das formas, que é o item mais 
caro do concreto armado, depois do aço. Assim, é o sistema mais utilizado 
nos edifícios de vários andares.
Henrique Dinis / Eduardo Deghiara 22
Monumentos – Praça da Apoteose
Apresenta como vantagem a possibilidade de moldar formas arquitetônicas 
livres, ou seja, tem a qualidade de se obter plasticidade com as formas.
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Desenho da Armadura do Monumento.
FORMAS ESCULTÓRIAS 
uma famosa escultura (estrutura): Cristo Redentor
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FORMAS ESCULTÓRIAS
Palácio da Alvorada
Henrique Dinis / Eduardo Deghiara 25
PASSARELAS – Memorial da América Latina
Apresenta a vantagem da plasticidade nas formas (formas livres) e quando há 
a possibilidade de se escorar diretamente sobre o solo (quando não transpõe 
obstáculos), traz também economia à obra.
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CASCAS E MEMBRANAS
Possibilita grande plasticidade nas formas (formas livres) e esbeltez 
estrutural. Como desvantagem, apresenta dificuldades executivas que se 
traduzem em altos custos.
27Henrique Dinis / Eduardo Deghiara
CASCAS – Memorial da América Latina
Possibilita a concepção de estruturas delgadas e formas arquitetônicas livres.
HENRIQUE DINIS / EDUARDO DEGHIARA 28
Cascas – Construção
A execução é extremamente trabalhosa, sendo que a própria 
forma (estrutura provisória), trata-se de uma obra de arte.
HENRIQUE DINIS / EDUARDO DEGHIARA 29
Cascas – Construção
A montagem das armaduras é também complexa e impõe 
condições de trabalho que envolve periculosidade.
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CÚPULAS – Palácio dos Esportes em Roma – Nervi
Como decorrência das dificuldades de execução, atualmente só se viabiliza se 
forem utilizados métodos de execução racionalizados, como exemplo, 
estruturas mistas com vigas de aço e pré-forma de concreto, par evitar o uso 
de formas e escoramentos..
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