AULA 04 - AÇO NO CONCRETO ARMADO FYK

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ESTRUTURA DE CONCRETO 
Aula 04: O concreto armado 
Profª Ana Laryssa 
ana.saboia@estacio.br 
OBJETIVOS 
2 
PRIMEIRO TÓPICO – 
RESISTÊNCIA NA 
RUPTURA 
1 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
Resistência na Ruptura 
3 
Aço no Concreto Armado. 
O concreto armado usa barras de aço (liga de ferro com baixo teor de carbono) em: 
• locais onde existe tração e o concreto não resiste; 
• na periferia de pilares, reduzindo a seção do mesmo. Os pilares trabalham à 
compressão e então não precisaríamos usar armadura, mas a norma manda colocar 
um mínimo de aço; 
• em estribos que amarram a estrutura e ajudam a deixar os aços longitudinais na 
posição desejada; 
• eventualmente, em outras posições, como as vigas duplamente armadas, 
reforçando a viga. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
• O aço é uma liga metálica de ferro e carbono, com um 
percentual de 0,03% a 2,00% de carbono; 
• O carbono lhe confere maior durabilidade, reduzindo a chance de ruir 
quando é dobrado durante a execução das armaduras. Em outras 
palavras, o carbono confere ao aço a propriedade de se deformar 
antes de um colapso, dando a possibilidade de dar sinais e não 
ocorrer uma ruptura brusca; 
• As barras de aço são classificadas conforme o valor característico da 
resistência de escoamento, definido pela sigla fYk; 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
• De acordo com esta classificação, com unidade de medida em 
kgf/mm², as barras de aço são denominadas como CA 25, CA 40, CA 
50 e CA 60; 
• O aço também pode ser classificado como Tipo A e Tipo B. 
 
Resistência na Ruptura 
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Aço CA – 25 e CA -50 
• Os vergalhões são encontrados sob a 
forma de rolos para bitolas até 12,5 mm 
e em barras retas ou dobradas de 12m, 
em feixes de 1.000 e 2.000Kg. 
Geralmente, quando se faz referência a 
estes tipos de aço, costuma-se chamá-los 
de barras de aço. 
Resistência na Ruptura 
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Aço CA-60 
• O aço CA-60 apresenta capacidade de soldabilidade com ótimo 
dobramento e alta resistência. 
• É indicado para a produção de vigotas de lajes pré-fabricadas, 
treliças, armações para tubos, pré-moldados e outras 
aplicações. 
Resistência na Ruptura 
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Aço CA-60 
• O vergalhão CA-60 está disponível em rolos de 
aproximadamente 170 Kg, estocadores para 
uso industrial e feixes de barras retas ou 
dobradas de 12 metros com 1000 Kg. 
Geralmente, quando se faz referência a este 
tipo de aço, costuma-se chamá-lo de fios de 
aço, por serem mais delgados que os aços CA-
25 e CA-50. 
Resistência na Ruptura 
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Composição e processo de fabricação 
• Os aços são ligas contendo ferro, carbono, manganês, silício, 
alumínio, enxofre, fósforo e cromo. 
• Os aços CA-25 têm resfriamento natural. Os aços CA-50A e CA-
60A são ligas especiais. Podem ser soldados sem maiores 
cuidados. 
• Os aços CA-50B e CA-60B são mais baratos. São encruados a frio 
e perdem a resistência quando aquecidos, por exemplo durante 
um processo de solda. 
Resistência na Ruptura 
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Curva Tensão x Deformação 
• A curva tensão-deformação é uma descrição gráfica 
do comportamento de deformação de um material 
sob carga de tração uniaxial. 
• A curva é obtida no chamado ensaio de tração. 
• O ensaio consiste em carregar um corpo de prova, 
submetendo-o a uma carga de tração que aumenta 
gradativamente. 
Resistência na Ruptura 
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Curva Tensão x Deformação 
• Os valores de carga e deslocamento são medidos continuamente ao longo 
do ensaio e traçada a curva de comportamento. 
• As máquinas e equipamentos convencionais utilizados no ensaio de tração 
podem ser combinadas com equipamentos auxiliares que geram a curva 
de comportamento, tomando os valores de engenharia tanto para a 
tensão como para a deformação. 
• Pode-se dizer que para materiais metálicos existem dois formatos típicos 
de curvas: as curvas para os metais dúcteis e as curvas para os metais 
frágeis. 
Resistência na Ruptura 
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Curva Tensão x Deformação 
Em termos genéricos pode-se dizer que: 
• Um material dúctil é aquele que pode ser alongado, flexionado 
ou torcido, sem se romper. Ele admite deformação plástica 
permanente, após a deformação elástica. 
• Na curva tensão deformação destes materiais, a região plástica 
é identificável. O ponto de escoamento determina a transição 
entre as fases elástica e plástica (com ou sem patamar na 
curva). 
Resistência na Ruptura 
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Curva Tensão x Deformação 
Em termos genéricos pode-se dizer que: 
• Um material frágil rompe-se facilmente, ainda na fase elástica. 
Para estes materiais o domínio plástico é praticamente 
inexistente, indicando sua pouca capacidade de absorver 
deformações permanentes. Na curva tensão deformação, a 
ruptura se situa na fase elástica ou imediatamente ao fim desta, 
não havendo fase plástica identificável. 
Resistência na Ruptura 
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• Deformação elástica: é reversível, ou 
seja, quando a carga é retirada, o material 
volta às suas dimensões originais; 
 
• Deformação plástica: é irreversível, ou 
seja, quando a carga é retirada, o material 
não recupera suas dimensões originais; 
Resistência na Ruptura 
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Em: a) vê-se um material 
dúctil típico, como um aço 
de baixo carbono recozido. 
Entre os materiais dúcteis 
existem aqueles que não 
mostram claramente o 
patamar de escoamento, 
como em b). 
Resistência na Ruptura 
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As figuras c) e d) mostram 
possíveis curvas de 
comportamento para materiais 
frágeis. 
No caso c) aparece um 
comportamento não linear em 
baixos níveis de tensão, que é 
característica dos ferros 
fundidos. 
Resistência na Ruptura 
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Já em d) o comportamento é 
elástico e linear até próximo 
da ruptura, característica de 
materiais cerâmicos e ligas 
fundidas de elevada dureza. 
Resistência na Ruptura 
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Módulo de Elasticidade (E) 
• Quanto maior o módulo, mais rígido será o material ou menor será a 
deformação elástica; 
• O módulo do aço (≈ 200 GPa) é cerca de 3 vezes maior que o 
correspondente para as ligas de alumínio (≈ 70 GPa), ou seja, quanto 
maior o módulo de elasticidade, menor a deformação elástica 
resultante. 
• O módulo de elasticidade corresponde a rigidez ou uma resistência do 
material à deformação elástica. 
Resistência na Ruptura 
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Módulo de Elasticidade (E) 
 
• Se compararmos a ordem de grandeza dos módulos de elasticidade 
do aço e da borracha, podemos dizer que o aço é um material de 
elevado módulo de elasticidade e a borracha um material de 
módulo de elasticidade muito baixo. 
 
• Por outras palavras: o aço é um material muito pouco elástico; a 
borracha é um material de elevada elasticidade. 
Resistência na Ruptura 
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Curva Tensão x Deformação do Aço 
• O limite de escoamento é o ponto onde começa o 
fenômeno escoamento, a deformação irrecuperável do corpo de prova, 
a partir do qual só se recuperará a parte de sua deformação 
correspondente à deformação elástica, resultando uma deformação 
irreversível. 
• Este fenômeno se situa logo acima do limite elástico, e se produz um 
alongamento muito rápido sem que varie a tensão aplicada em um 
ensaio de tração. Mediante o ensaio de tração se mede esta deformação 
característica que nem todos os materiais experimentam. 
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Corpo_de_prova_(mec%C3%A2nica)&action=edit&redlink=1
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https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Corpo_de_prova_(mec%C3%A2nica)&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Corpo_de_prova_(mec%C3%A2nica)&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Deforma%C3%A7%C3%A3o_el%C3%A1stica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Deforma%C3%A7%C3%A3o_el%C3%A1stica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Deforma%C3%A7%C3%A3o_el%C3%A1sticahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tra%C3%A7%C3%A3o
Resistência na Ruptura 
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Curva Tensão x Deformação do Aço 
Resistência na Ruptura 
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Aço Tipo A. 
 
• É fabricado através do processo de laminação a quente sem posterior 
deformação a frio, ou também através do processo de laminação a 
quente com encruamento a frio; 
• Sua fabricação é realizada com diâmetros iguais ou superiores a 5mm; 
• Recebem o nome de barras de aço. 
• Apresenta um patamar de escoamento em seu gráfico de tensão x 
deformação; 
Resistência na Ruptura 
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Aço Tipo A: 
 
Resistência na Ruptura 
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Aço Tipo B. 
 
• É fabricados através do processo de laminação a quente com posterior 
deformação a frio; 
• Sua fabricação é realizada com diâmetros de 5,0mm; 
6,3mm; 8,0mm; 10,0mm e 12,5mm; 
• Recebe o nome de fios de aço. 
• Não apresenta um patamar de escoamento em seu gráfico de tensão x 
deformação; 
 
Resistência na Ruptura 
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Aço Tipo B: 
 
Resistência na Ruptura 
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Existem, no mercado brasileiro de aço, aços dos tipos: 
Resistência na Ruptura 
27 NBR 7480 – Aço destinado as armaduras para estruturas de concreto armado - Especificações 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
• Somente o aspecto físico não é capaz de diferenciar os aços dos tipos A e B. 
• No que ser refere à resistência, os aços dos tipos A e B também não 
apresentam diferenças. 
• Basicamente, o que diferencia é o processo de fabricação. O tipo A é 
obtido por laminação a quente, enquanto o tipo B é obtido por 
encruamento a frio após a laminação a quente. Este último, em geral, 
apresenta custo de fabricação menor do que o do tipo A. 
 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
• O aço do tipo B, quando aquecido posteriormente, ao processo de 
fabricação, perde parte de sua resistência à tração. Assim, a soldagem 
desses aços deve ser feita, quando necessário, com uso de técnicas 
especiais (de acordo com a NBR 6118). 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
Como decorrência das diferenças das técnicas de fabricação, os diagramas 
tensão-deformação desses tipos de aço apresentam as seguintes diferenças: 
 
- os aços do tipo A caracterizam-se pela linearidade do diagrama tensão-
deformação até o limite de escoamento e pela presença de um patamar de 
escoamento bem definido a partir desse valor de tensão; 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
Como decorrência das diferenças das técnicas de fabricação, os diagramas 
tensão-deformação desses tipos de aço apresentam as seguintes diferenças: 
- os aços do tipo B não apresentam patamar de escoamento definido, sob a 
sua tensão de escoamento definida convencionalmente como a tensão sob a 
qual, feita a descarga do corpo-de-prova num ensaio de tração simples, 
resulte uma deformação plástica de 0,2%. A NBR 8118 apresenta as 
características típicas dos diagramas tensão-deformação dos dois tipos de 
aço. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
- A categoria do aço não interfere na durabilidade da estrutura. A 
durabilidade das estruturas de concreto relaciona-se com a proteção dada 
à armadura pela camada de cobrimento do concreto e dos agentes 
agressivos do meio em que se encontram. 
- Em fase de projeto, é sempre a favor da segurança considerar no 
dimensionamento o aço do tipo B. No entanto, o uso do aço do tipo A é 
mais vantajoso, pois resulta num dimensionamento mais econômico, além 
de, caso necessário, permitir a emenda de barras por solda sem a 
necessidade de técnicas especiais. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
- As bitolas comerciais mais comuns das barras de aço em milímetros e sua 
correspondência em polegadas são: 
 
 
- barra de diâmetro 5 mm só é usada para estribos e só existe na categoria 
CA60. 
- Para aço de armadura principal de lajes, vigas e pilares, o diâmetro mínimo 
da norma é de 6,3 mm. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
- A norma fixa critérios de uso dos vários 
diâmetros. 
- O aço CA25 tem superfície 
obrigatoriamente lisa e atualmente é 
pouco utilizado nos projetos de armação, 
embora possa ser usado em qualquer 
obra. 
- É utilizado como barra de transferência 
para pisos. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
-Os aços CA50 e CA60 têm superfície rugosa 
ver item 8.3.2 da NBR 6118. 
 
-O aço CA-60 é utilizado concomitante com 
o CA-50 nos projetos de armação. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
 
-O Aço CA-60 é indicado para a 
produção de vigotas de lajes 
pré-fabricadas, treliças, 
armações para tubos, pré-
moldados e outras aplicações. 
 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
-As barras de aço são fornecidas ou em barras 
ou em rolos.(*) 
 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
 
- Com o arame recozido e uma turquesa, o 
Armador faz a amarração dos elementos 
de aço (barras, estribos), montando as 
peças. 
Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
 
-O aço categoria A permite seu corte por fogo e para o da categoria 
B não se recomenda essa prática. 
 
-Para melhorar a aderência das barras tracionadas, pode-se dobrar 
a extremidade das barras. Surgem os ganchos. Há uma tendência 
atual de não usar ganchos nas barras tracionadas, embora 
permitido pela norma. A norma não permite ganchos em barras 
comprimidas. 
Resistência na Ruptura 
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Tabela-Mãe Métrica 
 
Pelo seu uso intenso, chamamos a tabela a seguir de Tabela-Mãe. 
Ela indica os diâmetros das barras de aço em milímetros e mostra a 
antiga correspondência com a expressão da bitola em medidas 
americanas com o uso da expressão em polegadas. 
Resistência na Ruptura 
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Tabela-Mãe Métrica 
 
Resistência na Ruptura 
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Tabela-Mãe Métrica 
 
Resistência na Ruptura 
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Resistência na Ruptura 
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Aço no Concreto Armado. 
Resistência na Ruptura 
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Exercício 
 
Uma carga vai ser levantada por barras de aço de concreto armado. A 
carga é de 8.300 kgf. Admitamos que usaremos o aço CA50 e com o 
diâmetro de 10 mm. Quantas barras teremos de usar? 
Resistência na Ruptura 
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Exercício 
 
Como vamos usar o aço CA50 barra de 10 mm de diâmetro, esta tem 
uma superfície de 0,8 cm2. O aço CA50 resiste a uma carga de 4.350 
kgf/cm2. 
Resistência na Ruptura 
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Exercício 
 
Admitindo um coeficiente de segurança na carga de 1,5, a carga de 
dimensionamento vira 8.300 x 1,5 = 12.450 kgf. 
 
A área necessária de resistência é de 12.450/4.350 = 3 cm2 
 
Como a barra de 10 mm tem área de 0,8 cm2, precisamos usar quatro 
barras. 
Resistência na Ruptura 
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FyK 
 
• A NBR 7480, barras e fios de aço destinados à armadura para concreto 
armado, normatiza a utilização do aço no concreto armado; 
• Marcas de laminação, identificando o produto e a categoria do 
material, devem ser inscritas em barras de diâmetro igual ou superior a 
10 mm; 
• Por outro lado, os de diâmetros inferior a 10 mm e os fios de aço 
deverão ser identificados por cores, com sua pintura no topo da peça; 
• Pode ser usado o valor de 7.850 kg/m³, para a massa específica do aço 
de armadura passiva. 
Resistência na Ruptura 
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• Elementos estruturais, como 
grandes escadarias que possuam 
apenas dois pontos de apoio, 
precisam de aço em sua armadura 
com o FyK elevado. 
 
 
 
Escadas do Aeroporto Santos Dumont 
Fonte: Roberto Lucas Junior (2006) 
 
Resistência na Ruptura 
50 
• Outros elementos estruturais que 
necessitam de aço, em sua 
armadura com FyK elevado, são 
vigas e pilares que garantem 
grandes vãos, ao mesmo tempo em 
que devem suportargrandes 
cargas. 
 
 
Vigas e Pilares do Aeroporto Santos Dumont 
Fonte: Roberto Lucas Junior (2006) 
 
Para Exercitar 
• Explique a importância do aço para a resistência dos esforços em 
elementos estruturais em concreto armado. 
• O que significa dizer que o aço é uma liga metálica? 
• Qual a importância do carbono na composição do aço do concreto 
armado? 
• O que significa fyk? É a mesma coisa que MPa? 
• Sabemos que as barras de aço mais utilizadas no concreto armado são 
as barras CA 50. O que significa essa sigla? 
• Qual a diferença de um aço tipo A para um aço tipo B? 
• As marcas de laminação para identificação das barras de aço devem 
ser colocadas sempre em todas as barras? Explique. 
Saiba mais 
• Documentário: Megaconstruções — O aeroporto de Hong 
Kong 
 
Disponível em: 
<https://www.youtube.com/watch?v=S51rwmTHYsE>. 
Acesso em 13 jun. 2017. 
 
Obrigada pela atenção!