Slides - Concreto armado

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Estruturas de Concreto 
armado 
Estruturas de 
Concreto 
armado
TÓPICO 1 – CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE 
CONCRETO ARMADO 
TÓPICO 2 – MATERIAIS
TÓPICO 3 – FUNDAMENTOS
TÓPICO 4 – ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
•Composição do concreto?
Composição do concreto
O concreto é um material composto de água, 
cimento e agregados. Como resultado da 
mistura destas matérias-primas é ob9do: 
• pasta: mistura de cimento + água;
• argamassa: mistura da pasta + agregado 
miúdo;
• concreto: mistura da argamassa + agregado 
graúdo. 
Quando se trata de comportamento de 
estruturas, a u9lização de concreto de 
maneira isolada (sem uso de armaduras de 
aço) é aconselhado?
Concreto
üQuando se trata de comportamento de estruturas, a u0lização
de concreto de maneira isolada (sem uso de armaduras de aço) 
não é aconselhado. 
üIsso porque o concreto apresenta bom desempenho mecânico
frente aos esforços de compressão, porém não resiste bem à
tração e os elementos estruturais quase sempre estão sujeitos a 
este 0po de esforços. 
üEm um elemento estrutural subme0do à flexão, a sua seção
transversal apresenta tanto tensões de tração quanto de 
compressão. 
Concreto armadoO concreto armado é uma estrutura de aço 
e concreto 
As estruturas são as grandes responsáveis 
por sustentar o peso da construção – elas 
transferem a carga da edificação para as 
fundações, que distribuem esse peso para o 
solo.
O concreto armado é uma excelente opção 
de estrutura devido suas vantagens. O 
concreto é muito resistente à compressão 
(movimentos verticais) e o aço possui alta 
resistência a tração (movimentos laterais). A 
combinação dos dois evita que a estrutura 
‘embarrigue’ e caia!
VANTAGENS E DESVANTAGENS 
dois %pos de estruturas: as moldadas
no local e as pré-moldadas
diferenças?
Moldadas no local e as pré-moldadas
diferenças?
• Moldadas no local: os diversos elementos são moldados 
(concretados) no local em que serão trabalhados. Para isso, além das 
fôrmas, deverá haver um sistema de escoramento adequado (suporte 
estrutural). Embora seja possível idenCficar esses elementos, não
existe uma separação Gsica entre eles. 
• Pré-moldadas: os elementos são apenas montados no local definiCvo 
e, portanto, é praCcamente eliminada a necessidade de escoramento. 
Como se faz o cálculo
das estruturas de uma
construção? Por onde
começar?
Cálculo de uma 
estrutura
para determinar o esforço que a 
fundação transmite ao solo, deve-
se efetuar o cálculo (quando se usa 
a técnica da discreCzação) na 
seguinte sequência: lajes, vigas, 
pilares (superestrutura) e 
fundações (infraestrutura). 
Note que o cálculo é efetuado na 
sequência inversa da construção. 
MATERIAIS 
•O comportamento das estruturas de concreto 
armado está diretamente ligado às caracterís5cas
dos materiais que a compõe. 
•Quais caracterís5cas do concreto?
PROPRIEDADES DO CONCRETO 
• O concreto é um material cons9tuído por cimento, água, agregado 
miúdo (areia) e agregado graúdo (brita ou pedra), sendo mais 
comum a brita 1, e pode conter adições e adi9vos químicos, com a 
finalidade de melhorar ou modificar suas propriedades básicas. 
• adi9vos redutores de água, mais conhecidos por plas-ficantes e os 
superplas9ficantes, para reduzir a quan9dade de água do concreto 
e possibilitar a trabalhabilidade necessária, resultando em misturas 
com maior resistência e durabilidade. 
PROPRIEDADES DO CONCRETO
• A propriedade marcante do concreto é sua elevada resistência aos 
esforços de compressão aliada a uma baixa resistência à tração. 
• Trabalho conjunto do concreto e do aço, assegurado pela aderência
entre os dois materiais: na região tracionada em que o concreto 
possui resistência praCcamente nula, ele sofre fissuração tendendo a 
se deformar, o que graças à aderência, arrasta consigo as barras de 
aço, forçando-as a trabalhar e, consequentemente, a absorver os 
esforços de tração
Diferença entre o 
aço e ferro?
AÇO x FERRO
A principal diferença é o teor de 
carbono presente na liga:
üaço possui um teor inferior a 2,04% 
üo ferro possui entre 2,04% e 6,7%
As barras e fios u?lizados em concreto 
armado possuem normalmente um 
teor de carbono compreendido entre 
0,08% e 0,50%, sendo denominado 
tecnicamente como aço, apesar de ser 
usualmente chamada de ferro. 
Referente aos aços u-lizados emconstruções civis, assinalea(as) sentença
(as) CORRETA(S): 
a) O aumento de teor de carbono do aço eleva a sua resistência, porém
diminui a ducClidade. 
b) O módulo de elasCcidade é praCcamente igual para todos os Cpos de aço, 
com valor aproximado de 210 KN/mm2. 
c) Os aços podem ter sua resistência diminuída pela ação de baixas 
temperaturas do ambiente ou efeitos térmicos locais causados por solda 
elétrica, por exemplo. 
d) O aço é mais elásCco do que o concreto, pois seu Módulo de ElasCcidade é
maior do que o Módulo de ElasCcidade do Concreto. 
e)O aço é uClizado na estrutura de pilares para que tenham seções menores 
do que se fossem consCtuídos exclusivamente de concreto simples. 
• Gabarito: A
DIMENSIONAMENTO De acordo com a NBR 
6118:2014, a execução da 
análise estrutural é realizada 
com a finalidade de verificar a 
estrutura perante os Estados 
Limites de Serviço e Estado 
Limite ÚlHmo
• O que pode ser compreendido como 
Estado Limite de Serviço e Estado 
Limite Úl0mo?
DIMENSIONAMENTO
De acordo com a NBR 6118:2014, a execução da análise estrutural é realizada 
com a finalidade de verificar a estrutura perante os Estados Limites de Serviço
e Estado Limite ÚlCmo
üELS: são os critérios de segurança que estão relacionados ao conforto para 
os usuários, durabilidade da estrutura, aparência e boa uClização de um 
modo geral (formação de fissuras, vibrações excessivas )
üELU: está relacionado ao estado no qual a estrutura já não pode ser uClizada 
por razão de esgotamento da capacidade resistente e risco à segurança 
(perda de equilíbrio da estrutura, esgotamento da capacidade resistente da 
estrutura
Exemplo ELS
• Fissuração exagerada;
• Forte vibração da estrutura;
Exemplo ELU
• Um pilar mal dimensionado, como 
por exemplo, insuficiência de 
armadura;
• U?lização de materiais em obra de 
qualidade diferente à especificada 
no projeto.
SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES 
De modo geral, a segurança envolve dois aspectos principais: 
• uma estrutura nunca pode alcançar a ruptura;
• uma estrutura não deve se deformar de maneira a diminuir o conforto 
dos usuários. 
É dado uma folga de resistência em relação às ações aplicadas nos 
elementos estruturais de maneira que a estrutura deverá estar 
subme0da à carregamentos superiores ao que foi projetado para 
colapsar. 
Como submeter à carregamento superiores?
SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES 
Essa margem de segurança é aplicada através de coeficientes de 
ponderação, os quais fazem com que a estrutura permaneça distante 
do ponto de ruptura durante a sua u0lização. 
Uma vez que a estrutura alcance o seu Estado Limite de Serviço, a sua 
u0lização pode estar comprome0da, mesmo que ainda não tenha 
a0ngido o limite de sua capacidade resistente, ou seja, mesmo que a 
estrutura consiga suportar as ações aplicadas, a estrutura pode não
oferecer o conforto e durabilidade. 
Estados Limites – NBR 6118
• Estado Limite de Formação de Fissuras (ELS-F): é o estado no 
qual se inicia a formação das fissuras. Este Estado Limite é
a0ngido quando a tensão de tração máxima na seção
transversal for igual à resistência à tração do concreto. 
• Estado Limite de Abertura de Fissuras (ELS-W): neste estado, 
as fissuras apresentam aberturas iguais aos máximos
especificados, conforme delimitado pela NBR 6118. 
Estados Limites – NBR 6118
• Estado Limite de Deformação Excessivas (ELS-DEF): neste caso, 
as deformações a0ngem os limites estabelecidos para a 
u0lização normal. Quando se trata de elementos fle0dos (vigas 
e lajes), estes elementos apresentam flechas máximas
permi0das de acordo com a NBR 6118, de maneira que não
seja comprome0da a esté0ca e cause insegurança aos 
usuários. 
•Estado Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE): é o estado em 
que as vibrações da estrutura a0ngem o limite estabelecido 
para a u0lização normal da construção. 
ELEMENTOS 
ESTRUTURAIS 
Quais são os 
elementos 
estruturais?
ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
• LAJE 
• são os elementos planos que se desCnam a receber a maior parte das 
ações aplicadas numa construção, como pessoas, móveis, pisos, 
paredes e os mais variados Cpos de carga que podem exisCr em 
função da finalidade arquitetônica do espaço Gsico da qual faz parte. 
As ações são comumente perpendiculares ao plano da laje, podendo 
ser divididas em: distribuídas na área (peso próprio, revesCmento de 
piso etc.), distribuídas linearmente (paredes) ou forças concentradas 
(pilar apoiado à laje). As ações são geralmente transmiCdas para as 
vigas de apoio nas bordas da laje, mas eventualmente podem ser 
transmiCdas diretamente aos pilares. 
ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
• VIGA 
• são classificadas como barras desCnadas a receber ações das lajes, de 
outras vigas, de paredes de alvenaria, eventualmente de pilares etc. A 
função das vigas é basicamente vencer vãos e transmiCr as ações
nelas atuantes para os apoios, geralmente os pilares. 
• As ações são geralmente perpendicularmente ao seu eixo 
longitudinal, podendo ser concentradas ou distribuídas. Podem ainda 
receber forças normais de compressão ou de tração, na direção do 
eixo longitudinal. 
ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
PILAR 
• Pilares são elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na 
verCcal, em que as forças normais de compressão são
preponderantes. São desCnados a transmiCr as ações às fundações, 
embora possam também transmiCr para outros elementos de apoio. 
As ações são provenientes geralmente das vigas, bem como de lajes. 
ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
PILAR 
• Pilares são elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na 
verCcal, em que as forças normais de compressão são
preponderantes. São desCnados a transmiCr as ações às fundações, 
embora possam também transmiCr para outros elementos de apoio. 
As ações são provenientes geralmente das vigas, bem como de lajes. 
DIMENSIOSAMENTO
Qual o obje9vo do 
dimensionamento?
DIMENSIOSAMENTO
O obje9vo do cálculo da estrutura consiste em uma das seguintes 
operações: 
ücomprovar que uma seção conhecida é capaz de resis9r às
solicitações mais desfavoráveis que poderão atuar; 
üDimensionar uma seção para que suporte assolicitações máximas
a quepoderá estar sujeita. 
Os métodos conhecidos de cálculo são divididos em método
clássico, no qual se analisa as tensões admissíveis, e os métodos de 
cálculo de ruptura, no qual são analisados os Estados Limites da 
Estrutura. 
MÉTODO CLÁSSICO 
São determinadas as solicitações devido às cargas máximas de serviço e 
são calculadas as tensões máximas correspondentes a essas solicitações, 
supondo um comportamento completamente elás:co dos materiais 
São conhecidos como métodos determinís:cos, nos quais são fixos os 
parâmetros de par:da para o cálculo como, nesse caso, a resistência dos 
materiais e cargas aplicadas.
Quais seriam as limitações desse método? 
MÉTODO CLÁSSICO - restrições
• normalmente leva à superdimensionamento das estruturas, uma vez 
que leva em consideração os carregamentos máximos possíveis, 
raramente aCngido na vida úCl da estrutura; 
• Não considera a capacidade de adaptação plásCca dos materiais, as 
quais fazem resisCr à maiores solicitações; 
MÉTODO DE RUPTURA 
• Neste método a segurança é garan:da fazendo com que as 
solicitações correspondentes às cargas majoradas sejam 
menores que as solicitações úl:mas, estas que levariam a 
estrutura ao colapso se os materiais apresentassem suas 
resistências reais minoradas pelos coeficientes de 
ponderação de resistências. 
• Rd é o valor dos esforços resistentes de cálculo e Sd é o 
valor de cálculo dos esforços solicitantes. 
• é admi:do que a estrutura seja segura quando as 
solicitações de cálculo são menores ou iguais que os valores 
resis:dos pela estrutura no Estado Limite considerado. 
AÇÕES DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 
• AÇÕES PERMANENTES 
• O que pode ser considerado como ação permanente?
AÇÕES DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 
AÇÕES PERMANENTES 
• são aquelas que ocorrem com valores pra/camente constantes durante a 
vida ú/l da estrutura. Essas ações podem ser classificadas como diretas e 
indiretas e nelas deve ser incluído o peso próprio dos elementos que 
compõe a estrutura, assim como seus elementos constru/vos fixos 
(paredes, reves/mentos etc.). 
Diretas: são cons/tuídas pelo peso próprio da estrutura, pelos pesos dos 
elementos constru/vos fixos, das instalações permanentes e dos empuxos 
permanentes”
Indiretas: deformações impostas principalmente por retração e fluência do 
concreto, deslocamentos dos apoios, além da imperfeição geométrica e 
protensão. 
AÇÕES DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 
AÇÕES VARIÁVEIS 
De acordo com a NBR 6118, estes esforços apresentam variações
significa/vas durante a vida ú/l da edificação e podem ser classificadas como 
ações variáveis diretas e indiretas 
As ações variáveis diretas são cargas acidentais previstas para o uso da 
construção, ação do vento e da água, respeitando as suas específicas
normas. 
Como cargas acidentais para uso da edificação, pode-se citar: 
• cargas ver/cais de uso;
• cargas móveis de impacto ver/cal; • impacto lateral;
• esforço de frenagem ou aceleração; • força centrífuga. 
AÇÕES NO DIMENSIONAMENTO DE CONCRETO 
ARMADO 
• As ações serão trabalhadas de maneira isolada ou em combinações?
AÇÕES NO DIMENSIONAMENTO DE CONCRETO 
ARMADO 
• a combinação das ações deve ser feira de maneira que 
possibilite determinar os efeitos mais desfavoráveis para a 
estrutura, devendo ser verificada a segurança em relação
ao ELU e ELS, considerando as combinações úl?mas e de 
serviço respec?vamente. 
COMBINAÇÕES ÚLTIMAS 
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), as combinações úl/mas podem ser 
classificadas como normal, especial ou excepcional. 
• cargas normais quando se inclui as ações permanentes e a ação principal com 
seus valores caracterís/cos e as demais cargas inseridas (ações variáveis) são
consideradas cargas secundárias
• cargas especiais as ações permanentes e as ações variáveis especiais são
consideradas com seus valores caracterís/cos, enquanto as demais ações
variáveis não desprezíveis são consideradas com seus valores reduzidos de 
combinação. 
• cargas excepcionais são quando as ações permanentes e as variáveis
excepcionais são consideradas com seus valores representa/vos e as demais 
ações variáveis não desprezíveis são consideradas com seus valores reduzidos 
de combinação. 
COMBINAÇÕES DE SERVIÇOS 
As combinações de serviços são verificadas conforme estabelecidos pela NBR 
6118 e, devem ser consideradas de acordo com a sua permanência na estrutura. 
• Combinações Quase Permanentes (CPQ): podem atuar durante boa parte do 
período de vida da estrutura e, pode ser necessário ser considerada na 
verificação do Estado Limite Úl/mo de deformações excessivas. 
• Combinações Frequentes (CF): sua ocorrência repete diversas vezes durante o 
período de vida da estrutura, sendo necessário sua consideração durante a 
verificação do estado limite de formação e abertura de fissuras, além de 
vibrações excessivas. 
• Combinações Raras (CR): ocorrem algumas vezes durante a vida ú/l da 
edificação e pode ser necessário levar em consideração na verificação de Estado 
Limite de Formação de Fissura. 
VALORES DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE 
PONDERAÇÃO 
• as ações são vinculadas a 
coeficientes de ponderação, 
porém, no caso das ações, 
os coeficientes são
u/lizados para majorar o 
carregamento aplicado na 
estrutura. Portanto os 
valores representa/vos das 
ações são mul/plicados 
pelo coeficiente γf
VALORES DE CÁLCULO DE COEFICIENTES DE 
PONDERAÇÃO