~TEMA 2- ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

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3.ESTRUTURAS: EXECUÇÃO E PROJETOS DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO, AÇO E MADEIRA.
	ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
	NBR 6118/2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento 
NBR 14931/2004 – Execução de estruturas de concreto – Procedimento.
	Concreto armado: concreto + aço, trabalham por meio da aderência entre eles. 
-Concreto trabalha á compressão, parte de cima, o aço trabalha a tração, parte de baixo dos elementos. 
	EXECUÇÃO DE CONCRETO ARMADO
	FORMAS:
-No projeto de escoramento deve ser consideradas deformação por flambagem dos materiais e as vibrações a que o escoramento está sujeito. 
-Escoramento apoiador sobre cunhas, caixas de areia ou outros dispositivos que facilitem a remoção das fôrmas. 
-Cuidados para se evitar o recalque pelo escoramento, deve ser feito o apoio sobre piso de concreto ou pranchões, para correção de irregularidades e melhor distribuição de cargas.
-Desmoldante apenas na fôrma.
-Em fôrmas com altura maior que 2,5 é recomendável a presença de janelas de inspeção para o lançamento do concreto em etapas. 
Eventuais furos nos painéis têm de ser executados sempre a partir da face interna da forma no sentido da face externa, com broca de aço rápido para madeira. 
Para o projeto e dimensionamento das estruturas provisórias de fôrmas e escoramentos deve ser considerado o esforço decorrente do impacto do lançamento do concreto. O cálculo deste carregamento deve prever sobrecargas adicionais no caso de alturas de lançamento, em m, maiores do que 0,20m. 
	ARMADURA:
-A superfície da armadura deve estar livre de ferrugem e substâncias deletérias. 
-Armaduras levemente oxidadas por exposição ao tempo em ambientes de agressividade fraca a moderada, por período de até 3 meses, sem produtos destacáveis e sem redução de seção, podem ser empregadas em estruturas de concreto. 
-No caso de corrosão por ação e presença de cloretos, com formação de pites ou cavidades, a armadura deve ser lavada com jato de água sob pressão para retirada do sal e dos cloretos dessas pequenas cavidades. 
-A limpeza pode ser feita por qualquer processo mecânico, por exemplo, jateamento de areia ou jato de água. 
-As emendas podem ser: traspasse, por luva (resistência maior que a barra) com preenchimento metálico, prensadas ou rosqueadas, solda.
-A barra emendada, no ensaio de qualificação, deve obter alongamento mínimo de 2%. 
-A montagem da armadura deve ser feita amarração, utilizando aramas. A distância entre pontos de amarração das barras das lajes deve ter afastamento máximo de 35cm. 
-É permitido o uso de espaçadores de concreto ou argamassa, desde que apresente relação a/c menor ou igual 0,5.
-Caso a concretagem seja interrompida por mais de 90 dias, as barras devem ser pintadas com pasta de cimento. 
-Os aços são categorizados em relação a resistência característica de escoamento em CA25, CA50 e CA60. 
-Não podem apresentar defeitos quando submetidos ao ensaio de dobramento a 180°.
-Apresentam resistência à compressão com ordem de grandeza similar a sua resistência à tração. 
-As barras de estribos devem ser maior ou igual a 5mm, sem exceder 1/10 da largura da alma da viga. 
-As barras de estribos devem ser maior ou igual a 5mm, sem exceder 1/4 da barra isolada ou diâmetro equivalente do feixe do pilar.
-O espaçamento de estribos em pilares deve ser igual ou inferior ao menor dos seguintes valores: 
- 200 mm 
-Menor seção do pilar
- 24 ø para CA-25, 12 ø para CA-50.
-Obrigatório o uso de estribos na região de cruzamento com vigas e lajes. 
-As emendas da armadura dos pilares é feita acima do nível da laje. 
	CONCRETAGEM:
-Após a descarga do concreto, a “bica” do caminhão betoneira de descarga deve ser lavada no canteiro de obras. 
-A temperatura da massa de concreto, no momento do lançamento, não deve ser inferior a 5 °C.
-Quando a concretagem for efetuada em temperatura ambiente muito quente (≥ 35°C) e, em especial, quando a umidade relativa do ar for baixa (≤ 50%) e a velocidade do vento alta (≥ 30 m/s), devem ser adotadas as medidas necessárias para evitar a perda de consistência e reduzir a temperatura da massa de concreto.
-Concretagem suspensa se temperatura superior à 40°C ou vento superior 60 m/s.
-Em nenhum caso pode ser usados produtos que possam atacar quimicamente as armaduras, em especial aditivos à base de cloreto de cálcio.
-Cura imediatamente após o lançamento e adensamento. 
-Recomenda-se que o intervalo de tempo transcorrido entre o instante em que a água de amassamento entra em contato com o cimento e o final da concretagem não ultrapasse a 2 h 30 min.
-No caso de concreto bombeado, o diâmetro interno do tubo de bombeamento deve ser no mínimo 4x o diâmetro máximo do agregado.
-Quando o lançamento for submerso, o estudo de dosagem deve prever um concreto auto-adensável, coeso e plástico. Na falta de estudo de dosagem deve ser usado consumo mínimo de cimento Portland ≥ 400 kg/m³.
-Durante e imediatamente após o lançamento, o concreto deve ser vibrado ou apiloado continuamente. 
-Deve-se evitar a vibração da armadura para que não se formem vazios ao seu redor, com prejuízos da aderência.
-Adensamento manual a altura máxima das camadas é 20 cm, em todos os casos a camada de adensamento deve ser menor que 50cm. 
-Aplicar o vibrador sempre na vertical. Mudar o vibrador de posição quando a superfície apresentar-se brilhante. 
-As juntas de concretagem, sempre que possível, devem estar localizadas onde forem menores os esforços de cisalhamento, preferencialmente em posição normal aos esforços de compressão. 
-A queda vertical livre além de 2m não é permitida. 
	CURA E RETIRADA DE FORMAS E ESCORAMENTOS:
-Enquanto não for atingido o endurecimento satisfatório, o concreto deve ser curado e protegido contra agentes prejudiciais para: evitar a perda de água, assegurar a resistência, assegurar uma superfície durável. 
-O endurecimento do concreto pode ser acelerado por meio de tratamento térmico ou pelo o uso de aditivos.
PRAZO DE RETIRADA DAS FORMAS:
-Paredes, pilares e faces laterais das vigas: 3 dias
-Lajes até 10cm de espessura: 7 dias
-Lajes com mais de 10cm de espessura: 21 dias
-Faces inferiores de vigas até 10m: 21 dias
-Arcos e faces inferiores de viga maior que 10m: 28 dias.
-Quanto ao padrão de acabamento as lajes podem ser classificadas como:
-Laje convencional: necessita de camada de regularização antes da colocação do piso, pois não é executada com controle de nivelamento e rugosidade da superfície. 
-Laje nivelada: o contrapiso é definido pelo projeto e não tem função de regularização de nível, visam à redução de espessuras de contrapisos utilizados como elementos niveladores nas estruturas convencionais. 
-Laje acabada: tem as adequadas características de planeza ou rugosidade superficial e nivelamento ou declividade, necessários à fixação ou assentamento do piso final. Não necessita de contrapiso. 
	PROJETOS DE CONCRETO ARMADO
	Informações Iniciais da NBR 6118/2014
Os mecanismos preponderantes de envelhecimento e deterioração do concreto são:
-Lixiviação: dissolver e carrear os componentes hidratados da pasta de cimento por ação de águas…Para prevenir sua ocorrência, recomenda-se restringir a fissuração, de forma a minimizar a infiltração de água, e proteger as superfícies expostas com produtos específicos, como os hidrófugos. 
-Expansão por sulfato: expansão por ação de água ou solos que contem sulfatos, dando origem a reações expansivas deletérias com a pasta de cimento hidratado. A prevenção pode ser com cimentos resistentes a sulfatos. 
-Reações álcali-agregado: expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e agregados reativos.
Os mecanismos preponderantes de envelhecimento e deterioração relativos à armadura são:
-Despassivação por carbonatação, ou seja, por ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço da armadura. O cobrimento adequado das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável o uso de concreto com baixa porosidade. 
-Despassivação por ação de cloretos: consiste na ruptura local da camada depassivação, causada por elevado teor de íon-cloro. 
Os mecanismos de deterioração da estrutura propriamente ditam são: ações mecânicas, movimentações de origem térmica, impactos, ações cíclicas, retração, fluência e relaxação. 
CARACTERÍSTICAS DO MATERIAIS
Concreto: 
-Massa específica normal 2000 Kg/m³ e 2800 kg/m³.
-Se a massa específica normal não for conhecida, para efeitos de cálculo, pode-se adotar para o concreto simples o valor 2400 kg/m³ e concreto armado 2500 kg/m³. 
-Se for conhecida a apenas a massa especifica do concreto simples, pode-se estimar para o concreto armado acrescida de 100kg/m³ a 150kg/m³ do concreto simples. 
-C20 ou superior concreto armadura passiva.
-C25 ou superior concreto armadura ativa. 
-C15 pode ser usadas apenas em obras provisórias ou concreto sem fins estruturais. 
-A resistência característica do concreto corresponde à resistência que tem 5% de probabilidade de não ser alcançada, ou seja, possui 95% de probabilidade de ser superada, a partir da distribuição normal de Gauss.
AÇO 
-Massa específica de armadura passiva o valor de 7850 kg/m³.
-Na falta de ensaios ou valores fornecidos pelo fabricante, o módulo de elasticidade do aço pode ser admitido igual a 210GPa. 
-Aços CA-25 e CA-50, geralmente alta ductilidade. Aços CA-60, ductilidade normal.
-Em ensaios de dobramento a 180°, não pode ocorrer ruptura ou fissuração.
	COMPORTAMENTO CONJUNTO DOS MATERIAIS: 
a) Aderência
Consideram-se em boa situação quanto à aderência os trechos das barras que estejam em uma das posições seguintes:
a) com inclinação maior que 45º sobre a horizontal;
b) horizontais ou com inclinação menor que 45°sobre horizontal, desde que:
- para elementos estruturais com h < 60 cm, localizados no máximo 30 cm acima da face inferior do
elemento ou da junta de concretagem mais próxima;
- para elementos estruturais com h > 60 cm, localizados no mínimo 30 cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima.
Os trechos das barras em outras posições e quando do uso de formas deslizantes devem ser considerados em má situação quanto à aderência.
b) Segurança e Estados Limites
Consideram-se os estados limites últimos e os estados limites de serviço.
O estado limite último (ELU) é o estado limite relacionado ao colapso, ou a qualquer outra forma de ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura.
Estados limites de serviço são aqueles relacionados à durabilidade das estruturas, aparência, conforto do usuário e à boa utilização funcional das mesmas, seja em relação aos usuários, seja em relação às máquinas e aos equipamentos utilizados.
A solução estrutural adotada em projeto deve atender aos requisitos de qualidade estabelecidos nas normas técnicas, relativos à capacidade resistente, ao desempenho em serviço e à durabilidade da estrutura.
c) Agressividade
Para concretos de classe de resistência superior ao mínimo exigido, os cobrimentos definidos na Tabela acima podem ser reduzidos em até 5 mm.
A dimensão máxima característica do agregado graúdo utilizado no concreto não pode superar em 20% a espessura nominal do cobrimento.
	AÇÕES A CONSIDERAR NO DIMENSIONAMENTO DAS ARMADURAS:
As ações a se considerar na estrutura são: permanentes, variáveis e excepcionais.
a) Ações permanentes: são praticamente constantes durante toda a construção, bem como, as que crescem no tempo, tendendo a um valor limite constante. 
As ações permanentes diretas são constituídas pelo:
- peso próprio da estrutura e
- pelos pesos dos elementos construtivos fixos e das instalações permanentes.
Consideram-se como permanentes os empuxos de terra e outros materiais granulosos quando forem admitidos não removíveis.
 As ações permanentes indiretas são constituídas:
- pelas deformações impostas por retração e fluência do concreto;
- Deslocamentos de apoio;
- Imperfeições geométricas; e
- protensão.
b) Ações Variáveis
As ações variáveis diretas são constituídas:
- Pelas cargas acidentais previstas para o uso da construção;
- Pela ação do vento e da água.
As cargas acidentais previstas para o uso da construção correspondem normalmente a:
- Cargas verticais de uso da construção;
- Cargas móveis, considerando o impacto vertical;
- Impacto lateral;
- Força longitudinal de frenação ou aceleração;
- Força centrífuga.
E as Ações variáveis indiretas são:
- Variações uniformes de temperatura;
- Variações não uniformes de temperatura;
- Ações dinâmicas (estrutura sujeita a choques e vibrações que possam influenciar na sua fadiga);
c) Ações Excepcionais
A norma NBR 6118 não define, e prevê a análise caso a caso por normas específicas.
Podemos citar como exemplo a ocorrência de choques inesperados, terremotos, explosões etc.
	Combinação das Ações:
As ações também são classificadas de acordo com sua permanência na estrutura e devem ser verificadas como estabelecido a seguir:
- quase permanentes: podem atuar durante grande parte do período de vida da estrutura e sua consideração pode ser necessária na verificação do estado limite de deformações excessivas;
- frequentes: se repetem muitas vezes durante o período de vida da estrutura e sua consideração pode ser necessária na verificação dos estados limites de formação de fissuras, de abertura de fissuras e de vibrações excessivas. Podem também ser consideradas para verificações de estados limites de deformações excessivas decorrentes de vento ou temperatura que podem comprometer as vedações;
- raras: ocorrem algumas vezes durante o período de vida da estrutura e sua consideração pode ser necessária na verificação do estado limite de formação de fissuras.
	COEFICIENTES DE PONDERAÇÃO
Resistência do concreto/aço:
*Condições normais: 1,4/1,5
*Condições especiais ou de construção: 1,2/1,15
*Combinações excecionais: 1,2/1
	CONCEITOS ADICIONAIS:
a) Elementos Lineares
-O comprimento longitudinal superta em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal, são chamadas também de barras. 
Ex: Vigas, Pilares, Tirantes e Arcos.
Vigas: Elementos lineares em que a flexão é preponderante. 
Pilares: Usualmente dispostos na vertical, as forças de compressão são preponderantes. 
Tirantes: Elementos lineares retos as forças normais de tração são preponderantes. 
Arcos: Elementos curvos em que as forças de compressão são preponderantes, agindo ou não simultaneamente com esforços solicitantes de flexão, cujas ações estão contidas em seu plano.
b) Elementos de Superfície
-Elementos que a uma dimensão, espessura, é relativamente pequena em face das demais, podendo receber as designações apresentadas em placas, chapas, cascas e pilares-paredes.
Placas: Elementos de superfície plana sujeitos principalmente a ações normais a seu plano. São usualmente chamadas de lajes, quando de concreto. 
Chapas: Elementos de superfície plano, sujeitos principalmente a ações contidas em seu plano. As chapas de concreto em que o vão for menor que três vezes a maior dimensão da seção transversal são usualmente denominadas vigas-parede. 
Cascas: Elementos de superfície não plana.
Pilares-parede: São elementos de superfície plana ou casca cilíndrica, usualmente na vertical e submetidos preponderantemente a compressão. Para que tenha um pilar-parede, em alguma superfície a menor dimensão deve ser menor que 1/5 da maior, ambas consideradas na seção transversal do elemento estrutural. 
-Lajes nervuradas são as lajes moldadas no local com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração para momentos positivos está localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte. As lajes nervuradas bidirecionais podem ser calculadas, para efeito de esforços solicitantes, como lajes maciças. 
c) Lajes Cogumelo: São lajes apoiadas diretamente em pilares com capitéis, enquanto lajes lisas são apoiadas nos pilares sem capitéis. 
d) Vigas Parede as vigas altas em que a relação entre o vão e a altura l/h é inferior a 2 em vigas bi apoiadas e inferior a 3 em vigas contínuas. 
	DIMENSÕES LIMITES:
a) Vigas e Vigas-Parede
-A seção transversal das vigas não deve apresentar largura menor 12cm,e das vigas-parede, menor que 15cm. 
-Estes limites podem ser reduzidos, respeitando-se um mínimo absoluto de 10 cm em casos excepcionais, sendo obrigatoriamente respeitadas as seguintes condições:
*Alongamento das armaduras e suas interferências com as armaduras de outros elementos estruturais, respeitando os espaçamentos e coberturas estabelecidos na NBR 6118;
*Lançamento e vibração do concreto. 
b) Pilares e pilares-parede
-A seção transversal de pilares e pilares parede maciços, qualquer que seja a sua forma, não deve apresentar dimensão menor que 19cm. 
-Em casos especiais, permite-se a consideração de dimensões entre 19 e 14cm, desde que se multipliquem os esforços solicitantes de cálculo a serem considerados no dimensionamento por um coeficiente adicional. 
-Não se permite pilar transversal de área inferior a 360 cm².
Pilares Esbeltos
Pilares mais esbeltos significam pilares com maior relação entre a altura e o menor lado da seção transversal. São mais difíceis de execução devido maior dificuldade na execução, pois o lançamento, homogeneização e adensamento do concreto ficam mais difíceis, devido ao menor espaço para se trabalhar dentro de estruturas e formas. Os pilares mais esbeltos necessitam de mais aço para suportar os esforços em uma menor seção transversal de concreto. 
O colapso de pilares esbeltos devido ao aumento das deformações por flexão denomina-se flambagem.
Pode ser empregada armadura simétrica e constante ao longo de eixo apenas em pilares com λ <90, e seção retangular constante.
A consideração da fluência deve obrigatoriamente ser realizada em pilares com índice de esbeltez λ > 90.
	c) Lajes 
-Lajes Maciças
*7cm para lajes de cobertura não tem balanço;
*8cm para lajes de piso ou de cobertura em balanço;
*10cm para lajes em balanço.
*10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN;
*12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN;
*15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas;
*16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo, fora do capitel.
-Lajes nervuradas:
O valor mínimo absoluto deve ser 5 cm, quando existirem tubulações embutidas de diâmetro máximo 10 mm.
A espessura das nervuras não deve ser inferior a 5 cm.
Nervuras com espessura menor que 8 cm não devem conter armadura de compressão.
	FISSURAÇÃO:
A abertura máxima característica das fissuras, desde que não exceda valores da ordem de 0,2 mm a 0,4 mm, sob ação das combinações frequentes, não tem importância significativa na corrosão das armaduras passivas.
	
CONSIDERAÇÕES GERAIS:
- A laje do pavimento de um edifício pode ser considerada como uma chapa totalmente rígida em seu plano, desde que não apresente grandes aberturas e cujo lado maior do retângulo circunscrito ao
pavimento em planta não supere em três vezes o lado menor.
- Aplicam-se às estruturas de placas métodos baseados na teoria da elasticidade, com coeficiente de Poisson igual a 0,2.
- Para a consideração do estado limite último das estruturas com elementos de placas, a análise de esforços pode ser realizada através da teoria das charneiras plásticas.
-As aberturas em vigas, contidas no seu plano principal, como furos de passagem de tubulação vertical nas edificações, não devem ter diâmetros maiores que 1/3 da região das vigas. 
A distância mínima de um furo à face mais próxima da viga deve ser no mínimo igual a 5 cm e duas vezes o cobrimento previsto nessa face.
- Nas vigas, o espaçamento mínimo livre entre as faces das barras longitudinais, medido no plano da seção transversal, deve ser, na direção horizontal, ≥:
- 20 mm;
- diâmetro da barra, do feixe ou da luva;
- 1,2 vez a dimensão máxima característica do agregado graúdo.
De acordo com a NBR 6118, em vigas com altura igual ou inferior a 60 cm, pode ser dispensada a utilização da armadura de pele.
A mínima armadura lateral deve ser 0,10% da área da seção transversal em cada face da alma da viga e composta por barras de alta aderência com espaçamento ≤ 20 cm.
- Nos pilares, nas armaduras longitudinais, o diâmetro das barras longitudinais deve ser ≥ 10 mm limitado a 1/8 da menor dimensão.
- Nos pilares, nas armaduras longitudinais, em seções poligonais, deve existir pelo menos uma barra em cada vértice; em seções circulares, no mínimo seis barras distribuídas ao longo do perímetro.
- Nos pilares, o espaçamento mínimo livre entre as faces das barras longitudinais, medido no plano da seção transversal, deve ser, medido da seção transversal, ≥:
- 20 mm;
- diâmetro da barra, do feixe ou da luva;
- 1,2 vez a dimensão máxima característica do agregado graúdo.
Nos pilares, o espaçamento máximo entre eixos das barras, ou de centros de feixes de barras, deve ser ≤ 2x a menor dimensão da seção no trecho considerado, sem exceder 400 mm.
Espaçamento de estribos deve ser menor que:
- 200 mm;
-menor dimensão da seção;
- 24 ø para CA-25, 12 ø para CA-50.
	A flexão composta é caracterizada pela combinação do momento fletor e da força normal na seção transversal.
A resistência do concreto para cargas de longa duração é menor do que a resistência apresentada frente a carregamentos rápidos.
A composição química do cimento altera a resistência.
A água que se acumula superficialmente é chamada exsudação e é quantitativamente expressa como percentagem do volume inicial dela, na mistura. É uma forma de segregação que prejudica a uniformidade, a resistência e a durabilidade do concreto.
	
Tolerâncias dimensionais para comprimentos de elementos estruturais lineares:
Estruturas de aço
 Quando a espessura do material for inferior ou no máximo igual ao diâmetro do parafuso acrescido de 3mm, os furos podem ser puncionados. 
Aços Estruturais NBR 8800
Módulo de Elasticidade: E=Ea= 200 000Mpa
NBR 6118
Módulo de Elasticidade: E= 210 000 Mpa
I. O volume mínimo de entrega por viagem, para caminhão betoneira, deve ser igual ou superior a 3 m³.
II. A verificação da consistência do concreto fresco entregue deve ser realizada através do abatimento do tronco de cone ou pelo espalhamento, em função do tipo de concreto previamente especificado no pedido.
III. O documento de entrega que acompanha cada remessa de concreto deve conter, entre outras informações, a quantidade máxima de água complementar a ser adicionada na obra, retida pela central dosadora.