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CCE1530 - ESTRUTURAS I - CONCRETO Aula 01: apresentação da disciplina APRESENTAÇÃO – QUEM SOU EU 2 Bacharel em Ciência e Tecnologia Formada em 2013 pela Universidade Federal Rural do Semi Árido - UFERSA Engenheira de Segurança do Trabalho Formada em 2017 pela Universidade Candido Mendes - UCAM • Professora ANA LARYSSA Engenheira Civil Formada em 2015 pela Universidade Federal Rural do Semi Árido - UFERSA Desde 2018. E-mail: ana.saboia@estacio.br APRESENTAÇÃO 3 Resumo da Aula • Apresentações • Será apresentada toda a Bibliografia utilizada no Curso; • O Programa, o Tema e as Metas a Atingir do Curso serão apresentados; • Importância da Solução em Concreto Armado. Retrofit de Hotel em Bruges Fonte: Roberto Lucas Junior (2012) PLANO DE ENSINO Ementa O concreto armado: características e comportamento nos sistemas estruturais. Possibilidades formais e plásticas e pré-dimensionamento. Tipos e técnicas em concreto armado. Lançamento e dimensionamento das estruturas em concreto armado. PLANO DE ENSINO • Objetivos Gerais: 1. Analisar as possibilidades e conveniência de uso do sistema estrutural; 2. Comparar o sistema estrutural com outros a partir de suas características; 3. Estimar dimensões a partir de pré-dimensionamentos; 4. Desenvolver projetos e cálculos utilizando o concreto armado. CONTEÚDOS • Apresentação da disciplina • Soluções estruturais normalizadas / Uso adequado dos materiais normalizados • O concreto armado • AÇO em lajes, vigas e pilares – Armaduras Positivas e Negativas e Estribo • Pré – Dimensionamento de Lajes em Concreto armado: Determinação da espessura CONTEÚDOS • Lajes Maciças e outras – Consumo de Concreto / Peso Próprio / Armaduras • Pré – Dimensionamento de Vigas em Concreto Armado • Pilares em Concreto Armado e Flambagem • Pré – Dimensionamento de Pilares AVALIAÇÕES, DATAS E APROVAÇÃO 8 O processo de avaliação será composto de três etapas, Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2 (AV2) e Avaliação 3 (AV3). A AV1 contemplará o conteúdo da disciplina até a sua realização, incluindo o das atividades estruturadas. As AV2 e AV3 abrangerão todo o conteúdo da disciplina, incluindo o das atividades estruturadas. AVALIAÇÕES, DATAS E APROVAÇÃO 9 Para aprovação na disciplina, o aluno deverá, ainda: 1. Atingir resultado igual ou superior a 6,0, calculado a partir da média aritmética entre os graus das avaliações, sendo consideradas apenas as duas maiores notas obtidas dentre as três etapas de avaliação (AV1, AV2 e AV3). A média aritmética obtida será o grau final do aluno na disciplina; 2. Obter grau igual ou superior a 4,0 em, pelo menos, duas das três avaliações; 3. Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas. AVALIAÇÕES, DATAS E APROVAÇÃO 10 06/10/21 – AV1 24/11/21 – AV2 08/12/21 – AV3 15/12/21 – Fim do semestre letivo BIBLIOGRAFIA Bibliografia Utilizada no Curso: ADÃO, Francisco Xavier; HEMERLY, Adriano Chequetto. Concreto armado: novo milênio: cálculo prático e econômico. Rio de Janeiro: Interciência, 2002. BOTELHO, Manoel Henrique Campos. Concreto armado eu te amo - para arquitetos. São Paulo: Edgard Blucher FUSCO, Péricles Brasiliense. Técnica de armar as estruturas de concreto. São Paulo: PINI, 2000. BIBLIOGRAFIA • Bibliografia Complementar Utilizada no Curso: 1- MEHTA, P. Kumar; MONTEIRO, Paulo J. M. Concreto, estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: PINI, 2000. 2- BOTELHO, Manoel H. C. Concreto Armado: Eu te Amo. 2006. 3- GAMBALE, Eduardo de Aquino et al. Concretos: massa, estrutural, projetado e compactado com rolo: ensaios e propriedades. São Paulo: PINI, 1997. BIBLIOGRAFIA • Bibliografia Complementar Utilizada no Curso: 4- HELENE, Paulo R. L. Corrosão em armaduras para concreto armado. São Paulo: PINI, 1986. 5- PHILLIPS, David; YAMASHITA, Megumi. Detalhes construtivos da arquitetura contemporânea com concreto. Porto Alegre: Bookman, 2012. BIBLIOGRAFIA • Associação Brasileira de Normas Técnicas: ABNT – NBR 6118/2014 - Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento BIBLIOGRAFIA PLANO DE ENSINO Disponível em: A Importância do Concreto Armado • Os primeiros materiais a serem empregados nas construções foram a pedra natural e a madeira, sendo o ferro e o aço empregados séculos depois. • O concreto armado só surgiu mais recentemente, por volta de 1850. • Para um material de construção ser considerado bom, ele deve apresentar duas características básicas: resistência e durabilidade. A Importância do Concreto Armado • A pedra natural tem resistência à compressão e durabilidade muito elevadas, porém, tem baixa resistência à tração. • A madeira tem razoável resistência, mas tem durabilidade limitada. • O aço tem resistências elevadas, mas requer proteção contra a corrosão. A Importância do Concreto Armado • O concreto armado pode ter surgido da necessidade de se aliar as qualidades da pedra (resistência à compressão e durabilidade) com as do aço (resistências mecânicas), com as vantagens de poder assumir qualquer forma, com rapidez e facilidade, e proporcionar a necessária proteção do aço contra a corrosão. Composição do Concreto • O concreto é um material composto, constituído por cimento, água, agregado miúdo (areia) e agregado graúdo (pedra ou brita). • Pode também conter adições (cinza volante, pozolanas, sílica ativa, etc.) e aditivos químicos com a finalidade de melhorar ou modificar suas propriedades básicas. Composição do Concreto • Esquematicamente pode-se indicar que a pasta é o cimento misturado com a água, a argamassa é a pasta misturada com a areia, e o concreto é a argamassa misturada com a pedra ou brita, também chamado concreto simples (concreto sem armaduras). Composição do Concreto • As Figura 1 a Figura 6 mostram fotografias do cimento, dos agregados miúdo e graúdo, da pasta de cimento, da argamassa que compõe o concreto e do concreto. Composição do Concreto • As Figura 1 a Figura 6 mostram fotografias do cimento, dos agregados miúdo e graúdo, da pasta de cimento, da argamassa que compõe o concreto e do concreto. Composição do Concreto • As Figura 1 a Figura 6 mostram fotografias do cimento, dos agregados miúdo e graúdo, da pasta de cimento, da argamassa que compõe o concreto e do concreto. Concreto Simples • A definição para o Concreto Simples, conforme a NBR 6118/03 (item 3.1.2) é: Composição do Concreto Na sequência são apresentados os materiais componentes do concreto simples, com a definição e a descrição de suas características mais importantes. Cimento • O cimento portland, tal como hoje mundialmente conhecido, foi descoberto na Inglaterra por volta do ano de 1824, e a produção industrial foi iniciada após o ano de 1850. • O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água. Composição do Concreto Cimento • Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação da água, o cimento portland não se decompõe mais (ABCP, 2002). • O cimento é o principal elemento dos concretos e é o responsável pela transformação da mistura de materiais que compõem o concreto no produto final desejado. Composição do Concreto Cimento • O cimento é composto de clínquer e de adições, sendo o clínquer o principal componente, presente em todos os tipos de cimento (Figura 7). • O clínquer tem como matérias-primas básicas o calcário e a argila. A propriedade básica do clínquer é que ele é um ligante hidráulico, que endurece em contato com a água. Composição do Concreto Cimento • Para a fabricação do clínquer, a rocha calcária inicialmente britada e moída é misturada com a argila moída. • A mistura é submetida a um calor intenso de até 1450°C e então bruscamente resfriadas, formando pelotas (o clínquer). • Após processo de moagem, o clínquer transforma-se em pó. • As adições são matérias-primas misturadasao clínquer no processo de moagem, e são elas que definem as propriedades dos diferentes tipos de cimento. Composição do Concreto Cimento • As principais adições são o gesso, as escórias de alto-forno, e os materiais pozolânicos e carbonáticos. • Os tipos de cimento que existem no Brasil diferem em função da sua composição, como o cimento portlando comum, o composto, o de alto- forno, o pozolânico, o de alta resistência inicial, o resistente a sulfatos, o branco e o de baixo calor de hidratação. Composição do Concreto Cimento • Dentre os diferentes tipos de cimento listados na Tabela 1, os de uso mais comuns nas construções são o CPII E-32, o CPII F32 e o CPIII-40. O cimento CPV-ARI é também muito utilizado em fábricas de estruturas pré-moldadas. Composição do Concreto Composição do Concreto • Os diferentes tipos de cimento têm uma nomenclatura própria e são fabricados segundo as resistências à compressão de 25, 32 ou 40 MPa. • No comércio o cimento é fornecido em sacos de 25 kg e 50 kg (Figura 8), com exceção do cimento ARI que pode ser encontrado também em sacos de 40 kg. • Usinas fabricantes de concreto adquirem o cimento a granel, em grandes quantidades. Composição do Concreto Agregados • Os agregados podem ser definidos como os “materiais granulosos e inertes que entram na composição das argamassas e concretos” (BAUER, 1979). • São muito importantes no concreto porque cerca de 70 % da sua composição é constituída pelos agregados, e são os materiais de menor custo dos concretos. Composição do Concreto Agregados • Os agregados são classificados quanto à origem em naturais e artificiais. • Os agregados naturais são aqueles encontrados na natureza, como areias de rios e pedregulhos, também chamados cascalho ou seixo rolado (Figura 9). Composição do Concreto Agregados • Os agregados artificiais são aqueles que passaram por algum processo para obter as características finais, como as britas originárias da trituração de rochas. • Na classificação quanto às dimensões os agregados são chamados de miúdo, como as areias, e graúdo, como as pedras ou britas. • O agregado miúdo tem diâmetro máximo igual ou inferior a 4,8 mm, e o agregado graúdo tem diâmetro máximo superior a 4,8 mm. Composição do Concreto Agregados • Os agregados graúdos (britas) têm a seguinte numeração e dimensões máximas (Figura 10): • - brita 0 – 4,8 a 9,5 mm; • - brita 1 – 9,5 a 19 mm; • - brita 2 – 19 a 38 mm; • - brita 3 – 38 a 76 mm; • - pedra-de-mão - > 76 mm. Composição do Concreto Agregados Composição do Concreto Agregados • As britas são os agregados graúdos mais usados no Brasil, com uso superior a 50 % do consumo total de agregado graúdo nos concretos. • No passado era comum a mistura de britas 1 e 2 para a confecção de concretos, porém, hoje no Brasil, a grande maioria dos concretos feitos para as obras correntes utiliza apenas a brita 1 na sua confecção. Composição do Concreto Água • A água é necessária no concreto para possibilitar as reações químicas do cimento, chamadas reações de hidratação, que irão garantir as propriedades de resistência e durabilidade do concreto. • Tem também a função de lubrificar as demais partículas para proporcionar o manuseio do concreto. • Normalmente a água potável é a indicada para a confecção dos concretos. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • O concreto é um material que apresenta alta resistência às tensões de compressão, porém, apresenta baixa resistência à tração (cerca de 10 % da sua resistência à compressão). • Assim sendo, é imperiosa a necessidade de juntar ao concreto um material com alta resistência à tração, com o objetivo deste material, disposto convenientemente, resistir às tensões de tração atuantes. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • Com esse material composto (concreto e armadura – barras de aço), surge então o chamado “concreto armado”, onde as barras da armadura absorvem as tensões de tração e o concreto absorve as tensões de compressão, no que pode ser auxiliado também por barras de aço (caso típico de pilares, por exemplo). Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • No entanto, o conceito de concreto armado envolve ainda o fenômeno da aderência, que é essencial e deve obrigatoriamente existir entre o concreto e a armadura, pois não basta apenas juntar os dois materiais para se ter o concreto armado. • Para a existência do concreto armado é imprescindível que haja real solidariedade entre ambos o concreto e o aço, e que o trabalho seja realizado de forma conjunta. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • Em resumo, pode-se definir o concreto armado como “a união do concreto simples e de um material resistente à tração (envolvido pelo concreto) de tal modo que ambos resistam solidariamente aos esforços solicitantes”. • De forma esquemática pode-se indicar que concreto armado é: Concreto armado = concreto simples + armadura + aderência. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • Com a aderência, a deformação εs num ponto da barra de aço e a deformação εc no concreto que a circunda, devem ser iguais, isto é: εc = εs . • A Figura 11 mostra uma peça de concreto com o concreto sendo lançado e adensado, devendo envolver e aderir à armadura nela existente. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • A armadura do concreto armado é chamada “armadura passiva”, o que significa que as tensões e deformações nela aplicadas devem- se exclusivamente aos carregamentos aplicados nas peças onde está inserida. • Como armadura tem-se que ter um material com altas resistências mecânicas, principalmente resistência à tração. • A armadura não tem que ser necessariamente de aço, pode ser de outro tipo de material, como fibra de carbono, bambu, etc. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • O trabalho conjunto, solidário entre o concreto e a armadura fica bem caracterizado na análise de uma viga de concreto simples (sem armadura), que rompe bruscamente tão logo surge a primeira fissura, após a tensão de tração atuante alcançar e superar a resistência do concreto à tração (Figura 12a). • Entretanto, colocando-se uma armadura convenientemente posicionada na região das tensões de tração, eleva-se significativamente a capacidade resistente da viga (Figura 12b). Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO ARMADO • O trabalho conjunto do concreto e do aço é possível porque os coeficientes de dilatação térmica dos dois materiais são praticamente iguais. • Outro aspecto positivo é que o concreto protege o aço da oxidação (corrosão), garantindo a durabilidade do conjunto. Porém, a proteção da armadura contra a corrosão só é garantida com a existência de uma espessura de concreto entre a barra de aço e a superfície externa da peça (denominado cobrimento), entre outros fatores também importantes relativos à durabilidade, como a qualidade do concreto, por exemplo. Concreto Armado CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO • O concreto protendido é um refinamento do concreto armado, onde a idéia básica é aplicar tensões prévias de compressão nas regiões da peça que serão tracionadas pela ação do carregamento externo aplicado. • Desse modo, as tensões de tração são diminuídas ou até mesmo anuladas pelas tensões de compressão pré-existentes ou pré- aplicadas. Com a protensão contorna-se a característica negativa de baixa resistência do concreto à tração. Concreto Protendido CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO A Importância do Concreto Armado CONCRETO ARMADO • Ele é utilizado em elementos estruturais como vigas e pilares, em lajes etc.; • Duas propriedades do concreto que o destacam como material construtivo são: sua resistência à água – diferentemente do aço e da madeira, o concreto sofre menor deterioração quando exposto à água, razão de sua utilização em estruturas de controle, armazenamento e transporte de água – e sua plasticidade– que possibilita obter formas construtivas inusitadas. A Importância do Concreto Armado • A resistência do concreto aumenta de acordo com a elevação da quantidade do cimento que utiliza e diminui, consequentemente, com o aumento da quantidade da água na sua mistura; • O Concreto Armado, difere do concreto simples devido ao fato de receber uma armadura metálica utilizada para resistir aos esforços de tração, pois o concreto resiste apenas à compressão; • Em termos de sustentabilidade, o concreto armado consome muito menos energia do que o alumínio, o aço, o vidro, e também emite proporcionalmente menos gases e partículas poluentes. A Importância do Concreto Armado O grande consumo de concreto deve-se a vários fatores, entre os quais pode-se destacar: -a facilidade e a disponibilidade de encontrar os materiais que o compõem (água, cimento e agregados) e a um custo relativamente baixo; - a sua facilidade de execução; - a sua adaptação a praticamente todo tipo de forma e tamanho; -a sua excelente resistência à água e a diversas ações; A Importância do Concreto Armado O grande consumo de concreto deve-se a vários fatores, entre os quais pode-se destacar: -e ainda, o fato de que o concreto se apresenta como um material “ecologicamente correto”, não só por requerer, na sua produção, um consumo relativamente baixo de energia, como também por ser um material que pode reciclar grande quantidade de resíduos industriais. A Importância do Concreto Armado • A característica mais importante que se pode ressaltar em relação ao concreto armado é que ele se constitui na combinação de um material que resiste muito bem à compressão, o concreto, com um material que resiste muito bem à tração, o aço. Esforços Mecânicos Compressão: esforço aplicado na mesma direção e sentido contrário que leva a um “encurtamento” do objeto na direção em que está aplicado. Esforços Mecânicos Tração: esforço aplicado na mesma direção e sentido contrário que leva o objeto a sofrer um alongamento na direção em que o esforço é aplicado. Esforços Mecânicos Flexão: esforço que provoca uma deformação na direção perpendicular ao qual é aplicado. Esforços Mecânicos Torção: esforço aplicado no sentido da rotação do material. Esforços Mecânicos Cisalhamento: esforço que provoca a ruptura por cisalhamento. Concreto Armado A principal norma para o projeto de estruturas de concreto armado e protendido é a NBR 6118 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. A norma se aplica a estruturas de concretos normais, com massa específica seca maior que 2.000 kg/m3 , não excedendo 2.800 kg/m3 , do grupo I de resistência (C10 a C50), conforme classificação da NBR 8953 - Concreto para fins estruturais . Concreto Armado A principal norma para o projeto de estruturas de concreto armado e protendido é a NBR 6118 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Concretos normais são também chamados convencionais, e excluem os “concretos especiais” com características particulares, como os concretos leves, de alto desempenho, autoadensável, massa, rolado, colorido, entre tantos outros existentes. Concreto Armado Segundo a NBR 6118/03 (item 1.5), “No caso de estruturas especiais, tais como de elementos pré-moldados, pontes e viadutos, obras hidráulicas, arcos, silos, chaminés, torres, estruturas off- shore, ou em que se utilizam técnicas construtivas não convencionais, tais como formas deslizantes, balanços sucessivos, lançamentos progressivos e concreto projetado, as condições da NBR 6118/03 ainda são aplicáveis, devendo no entanto ser complementadas e eventualmente ajustadas em pontos localizados, por Normas Brasileiras específicas”. Saiba mais • Documentário: Maravilhas Modernas – O Concreto Disponível em: < https://www.youtube.com/watch?v=eTAEgAvAE7M >. • Concreto Armado - Aula 01 - Conceitos Básicos Disponível em: < https://www.youtube.com/watch?v=gmXXNrTsGt8 >. https://www.youtube.com/watch?v=eTAEgAvAE7M https://www.youtube.com/watch?v=gmXXNrTsGt8 Obrigada pela atenção!
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