Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Estruturas de Concreto Armado Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Dr. Antonio Carlos da Fonseca Bragança Pinheiro Revisão Textual: Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Cesarin O Uso do Concreto Armado na Construção Civil • Introdução; • O Concreto Armado como Material; • Vantagens e Desvantagens; • Propriedades Mecânicas do Concreto e do Aço; • Introdução a Norma ABNT NBR6118:2014, Durabilidade das Estruturas, Classificação, Critérios de Projeto, Introdução da Segurança. • Apresentar o concreto como material utilizado em estruturas, tipos de concreto, seus componentes e como ele pode ser constituído e as vantagens e desvantagens da utiliza- ção do concreto; • Apresentar as propriedades mecânicas do concreto e do aço e, por fim, é apresentada a introdução da Norma Técnica ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento, na qual são conceituados os estados limites utilizados no cálculo estrutu- ral de estruturas de concreto. OBJETIVOS DE APRENDIZADO O Uso do Concreto Armado na Construção Civil Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam- bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil Introdução O concreto é um material muito utilizado na Construção Civil. Ele é composto por materiais relativamente baratos e sua constituição é de fácil preparação, trans- porte e manuseio. É um material que não exige mão de obra muito especializada e proporciona estruturas que são adequadas a várias finalidades construtivas. A produção do concreto exige os cuidados necessários ao seu desempenho tecnológico, que são descritos nas Normas Técnicas relacionadas. O Concreto Armado como Material O concreto é o principal material utilizado na Construção Civil. É um elemento he- terogêneo, composto por cimento, água, agregado graúdo (pedra), agregado miúdo (areia) e outros componentes aditivos como, por exemplo, aceleradores ou retardado- res de pega e plastificantes (Figura 1). COMPONENTES DO CONCRETO CIMENTOÁGUA AGREGADO MIÚDO (AREIA) AGREGADO GRAÚDO (PEDRA) ADITIVOS Figura 1 – Componentes do Concreto Fonte: Acervo do conteudista A mistura dos elementos componentes do concreto é denominada dosagem. Quando ocorre essa mistura, forma-se uma liga consistente que poderá ser molda- da, assumindo diferentes formas e possibilitando diversas aplicações. A preparação do concreto pode ser feita na obra ou em centrais dosadoras. Quando o concreto for feito na obra é denominado “concreto feito in loco”, podendo ser feito de forma manual ou em equipamentos denominados betoneiras. Quando for feito em centrais dosadoras, também denominadas Usinas Centrais de Concreto, o concreto é denominado concreto usinado ou concreto pré-mistura- do (Figura 2). 8 9 PREPARAÇÃO DO CONCRETO CONCRETO USINADO OU CONCRETO PRÉ-MISTURADO NA OBRA (CONCRETO FEITO IN LOCO) FEITO MANUALMENTE FEITO COM BETONEIRA USINAS CENTRAIS DE CONCRETO (CENTRAIS DOSADORAS) Figura 2 – Preparação do Concreto Fonte: Acervo do conteudista Quando o concreto for utilizado como material estrutural, recebe a denominação de concreto estrutural e pode ser classificado em três diferentes tipos (Figura 3): 1. Concreto Simples: Neste tipo de concreto, não há armadura (barras de aço); 2. Concreto Armado: Neste concreto, há uma armadura de aço; 3. Concreto Protendido: Neste tipo de concreto, há uma armadura que é ativa pré-tracionada, isto é, protendida. TIPOS DE CONCRETO ESTRUTURAL 3 - CONCRETO PROTENDIDO 2 - CONCRETO ARMADO 1 - CONCRETO SIMPLES Figura 3 – Tipos de Concreto Estrutural Fonte: Acervo do conteudista O concreto armado é o concreto simples, ou concreto comum, no qual são acrescentadas as ferragens passivas, ou armaduras de aço, nas formas antes do lançamento do concreto. Em termos estruturais, o concreto e as armaduras trabalham juntos e solidariamente. O concreto armado é utilizado nas construções, principalmente, para a execu- ção de fundações, lajes, vigas e pilares. A estrutura de concreto possui uma vida útil. Vida útil é o intervalo de tempo que tem início na operação da estrutura até o instante em que ela deixa de ser ca- paz de desempenhar as funções para as quais foi projetada (Figura 4). 9 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil VIDA ÚTIL DE UMA ESTRUTURA INÍCIO DA VIDA ÚTIL (Início de operação da estrutura) TÉRMINO DA VIDA ÚTIL (Deixa de ser capaz de desempenhar as funções para as quais foi projetado) Figura 4 – Vida Útil de uma Estrutura Fonte: Acervo do conteudista A vida útil de uma estrutura de concreto está relacionada a diversos fatores, den- tre eles, por exemplo, a corrosão de suas armaduras provenientes de infiltrações de água em fissuras que ocorrem na superfície dos elementos estruturais. O concreto é um material composto ou compósito. Os compósitos são os mate- riais formados pela união de outros materiais, com a finalidade de obter um produto resultante da maior qualidade. Ele é um material estrutural com excelente resistência à água, sendo utilizado em estruturas destinadas a controlar, estocar e transportar água. Suas características permitem que se tenha facilidade em sua execução, o que pos- sibilita uma variedade de formas e tamanhos, sendo um material relativamente barato. As características do concreto (resistência, durabilidade, custo, aspecto) podem ter variáveis como: • Propriedades de cada um dos materiais componentes; • Proporcionamento dos elementos constituintes; • Execução, transporte, lançamento e adensamento; • Cura, ou a hidratação contínua do cimento, para evitar a evaporação prematu- ra da água necessária à hidratação do cimento. O concreto simples é usado, por exemplo, na: • Fabricação de blocos de concreto; • Construção de estacas brocas para fundações; • Base de pisos. O concreto armado é resultante da união do concreto simples com barras de aço, envolvidas pelo concreto. Nesse caso, há uma perfeita aderência entre o con- creto e as barras de aço, de tal maneira que ambos resistem solidariamente aos esforços a que forem submetidos. O trabalho conjunto das barras de aço com o concreto só é possível em virtude de fatores como: 10 11 • Aderência entre os dois materiais; • Coeficiente de dilatação térmica do aço e do concreto são praticamente iguais; • Concreto protege de oxidação o aço da armadura garantido a durabilidade da estrutura. O concreto protendido é resultante da tração de cabos de aço que sãocolocados nos elementos estruturais de concreto, nos quais são introduzidas pré-tensões de tal grandeza e distribuição que as tensões de tração resultantes do carregamento são neutralizadas a uma intensidade desejada. A protensão introduz, numa estrutura, um estado prévio de tensões, com a in- tenção de melhorar sua resistência ou o seu comportamento, sob as condições de carga a que a estrutura estará sujeita na sua vida útil. O concreto armado surgiu no século XIX na Europa, com o objetivo de resolver o problema da pouca resistência à tração do concreto. O concreto, quando usinado, é preparado em centrais dosadoras, geralmente chamadas de empresas concreteiras. Elas são instalações preparadas para a pro- dução em escala de concreto. As centrais dosadoras possuem silos armazenadores dos elementos constituintes do concreto, balanças, correias transportadoras e equipamentos de controle. Ge- ralmente, para as obras urbanas, a mistura do concreto é realizada no caminhão, durante o trajeto do concreto das centrais dosadoras para as obras. Nas obras o transporte pode ser realizado por bombeamento direto dos caminhões misturado- res, ou por caçambas auxiliadas por gruas. Em obras de grande porte, como complexos de edificações, barragens e estra- das, é possível a existência de centrais misturadoras nos canteiros de obras. Dentre as vantagens do uso de concreto usinado, tem-se (Figura 5): • Economia de Materiais: Menor perda de areia, brita e cimento; • Maior Controle Tecnológico dos Materiais: Controle na dosagem, na resis- tência e na consistência, com melhoria da qualidade do produto final; • Racionalização do Número de Ajudantes na Obra: Redução dos encargos trabalhistas e de horas ociosas; • Melhor Produtividade da Equipe de Operários: Equipe adequada ao trabalho; • Redução no Controle de Suprimentos e Eliminação de Áreas de Estoque no Canteiro de Obras: Otimização do canteiro de obras; • Redução do Custo da Obra: Redução das perdas de materiais e de mão de obra ociosa. 11 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil VANTAGENS DO CONCRETO USINADO 1 - Economia de materiais 6 - Redução do custo da obra 3 - Racionalização do número de ajudantes na obra 4 - Melhor produtividade da equipe de operários 2 - Maior controle tecnológico dos materiais 5 - Redução no controle de suprimentos e eliminação de áreas de estoque no canteiro de obra Figura 5 – Vantagens do Uso do Concreto Usinado Fonte: Acervo do conteudista A mistura, ou amassamento, manual do concreto, pode ser feita excepcional- mente em pequenos volumes, ou em obras de pouca importância. Ela deve ser realizada sobre um estrado ou superfície plana impermeável e resis- tente. Nesse caso, inicialmente, são misturados a seco o agregado miúdo (areia) e o cimento, de maneira a se obter-se cor. Posteriormente, e também a seco, é adicionado o agregado graúdo (pedra) e, em seguida, adicionar-se-á aos poucos a água necessária, prosseguindo com a mistura até conseguir massa de aspecto uniforme. Não será permitido amassar-se, de cada vez, volume de concreto superior ao correspondente a 100kg de cimento (2 sacos de 50 quilos). A mistura mecânica em obras é feita por meio de betoneiras. Não existe regra geral para a ordem de carregamento dos materiais na betoneira. Em geral, coloca-se, inicialmente, uma parte da água e os demais materiais vêm seguindo uma ordem (brita, cimento, areia e o restante da água). É possível, também, adotar a sequência na qual se coloca a brita, metade da água, areia, cimento e o restante da água. Essa sequência de carregamento é indicada para as betoneiras de 360 litros (são as mais usadas) e quando a dosagem do concreto for feita para um volume de 20 litros de cimento. O concreto dosado em central misturadora é útil em canteiros nos quais se dispõe de pouco espaço para uma instalação de concreto e para estocagem de agregados, ou em situações nas quais se necessita de maior controle tecnológico do concreto. Em geral, as variáveis executivas da durabilidade das estruturas de concreto são (Figura 6): 12 13 • Composição ou Traço do Concreto; • Compactação ou Adensamento Efetivo do Concreto na Estrutura; • Cura Efetiva do Concreto na Estrutura; • Cobrimento das Armaduras. VARIÁVEIS EXECUTIVAS DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO 3 - Cura efetiva do concreto na estrutura 2 - Compactação ou adensamento efetivo do concreto na estrutura 1 - Composição ou traço do concreto 4 - Cobrimento das armaduras Figura 6 – Variáveis Executivas da Durabilidade de Estruturas de Concreto Fonte: Acervo do conteudista A resistência do concreto aos diferentes meios agressivos depende de itens como (Figura 7): • Natureza e Tipo dos Materiais Constituintes do Concreto (tipo de cimento e adições; natureza dos agregados); • Composição ou Dosagem do Concreto (consumo de cimento, consumo de adi- ções, relação da água com o cimento). RESISTÊNCIA DO CONCRETO AOS DIFERENTES MEIOS AGRESSIVOS NATUREZA E TIPO DOS MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO COMPOSIÇÃO OU DOSAGEM DO CONCRETO Figura 7 – Resistência do Concreto aos Diferentes Meios Agressivos Fonte: Acervo do conteudista A durabilidade inadequada do concreto ocorre por deterioração, que pode ser originada por fatores externos ou por causas internas no interior do próprio concreto. As diferentes formas de ação que causam a deterioração do concreto podem ser físicas, químicas ou mecânicas (Figura 8). 13 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil TIPOS DE AÇÕES QUE CAUSAM DETERIORAÇÃO NO CONCRETO 3 - AÇÕES MECÂNICAS 2 - AÇÕES QUÍMICAS 1 - AÇÕES FÍSICAS Figura 8 – Tipos de Ações que Causam Deterioração no Concreto Fonte: Acervo do conteudista As causas físicas de deterioração do concreto podem ser (Figura 9): • Efeitos de altas temperaturas; • Diferenças de coeficiente de dilatação térmica do agregado e da pasta de ci- mento hidratado. CAUSAS FÍSICAS DE DETERIORAÇÃO DO CONCRETO EFEITOS DE ALTAS TEMPERATURAS DIFERENÇAS DE COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA DO AGREGADO E DA PASTA DE CIMENTO HIDRATADO Figura 9 – Causas Físicas de Deterioração do Concreto Fonte: Acervo do conteudista As causas químicas de deterioração do concreto podem ser (Figura 10): • Reações álcali-sílica; • Reações álcali-carbonato. O ataque químico externo ocorre principalmente pela ação de íons agressivos, como cloretos, sulfatos ou dióxido de carbono e muitos líquidos e gases naturais ou industriais. CAUSAS QUÍMICAS DE DETERIORAÇÃO DO CONCRETO REAÇÕES ÁLCALI-SILICA REAÇÕES ÁLCALI-CARBONATO Figura 10 – Causas Químicas de Deterioração do Concreto Fonte: Acervo do conteudista As causas mecânicas de deterioração do concreto podem ser (Figura 11): • Abrasão; • Erosão ou cavitação; • Impacto. 14 15 CAUSAS MECÂNICAS DE DETERIORAÇÃO DO CONCRETO IMPACTO EROSÃO OU CAVITAÇÃO ABRASÃO Figura 11 – Causas Mecânicas de Deterioração do Concreto Fonte: Acervo do conteudista Geralmente, os danos apresentados em elementos estruturais de concreto evoluem com o tempo, podendo comprometer a estabilidade das estruturas em pouco tempo. Causas de deterioração de estruturas (Figura 12): • Erros de projeto estrutural; • Utilização de materiais inadequados; • Erros de execução; • Agressividade do meio ambiente. CAUSAS DE DETERIORAÇÃO DE ESTRUTURAS 3 - Erros de Execução 2 - Utilização de materiais inadequados 1 - Erros de Projeto Estrutural 4 - Agressividade do meio ambiente Figura 12 – Causas de Deterioração de Estruturas Fonte: Acervo do conteudista As principais causas de deterioração de estruturas de concreto, decorrentes de erro de projeto estrutural, são: • Falta de detalhamento ou detalhes mal especificados; • Cargas ou tensões não levadas em consideração no cálculo estrutural; • Variações bruscas de seção transversal em elementos estruturais; 15 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil • Falta, ou projeto deficiente, de drenagem; • Efeitos da fluência do concreto, nãolevados em consideração. As principais causas de deterioração de estruturas de concreto, decorrentes do emprego de materiais inadequados são: • Falta de conhecimento das características dos materiais; • Falta de ensaios prévios; • Falta de adequação das características dos materiais às características dos pro- jetos, na utilização e nas condições ambientais, a que estarão sujeitos. As principais causas de deterioração de estruturas de concreto, decorrentes de erro de execução são: • Falta da realização de controle tecnológico durante a execução; • Falta de cuidado no preparo, transporte, lançamento, adensamento e cura. As principais causas de deterioração de estruturas de concreto, decorrentes da agressividade do meio ambiente, são: • Falta de cobrimento da armadura; • Desconhecimento da classe de agressividade do meio ambiente. Os três sintomas principais de deterioração de uma estrutura em concreto ar- mado são visíveis e podem ser facilmente constatados e diferenciados entre si, são (Figura 13): • Fissuras; • Disgregação (Desunião); • Desagregação (Fragmentação). SINTOMAS DE DETERIORAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 3 - DESAGREGAÇÃO 2 - DISGREGAÇÃO 1 - FISSURAS Figura 13 – Sintomas de Deterioração de Estruturas de Concreto Armado Fonte: Acervo do conteudista As fissuras são manifestações patológicas características das estruturas de con- creto, sendo o dano de ocorrência mais comum. A peça fissurada pode provocar a corrosão da armadura, através da penetração de agentes agressivos externos no concreto. 16 17 A disgregação do concreto é caracterizada pela sua ruptura. O concreto disgre- gado é são e conserva suas características originais, mas não foi capaz de suportar os esforços que atuaram. A desagregação é um dos sintomas característicos da existência de ataque quí- mico à peça de concreto. Vantagens e Desvantagens O concreto armado apresenta, como material de construção, vantagens, como: • Aumento da resistência estrutural com o tempo; • Composto de materiais econômicos e disponíveis com abundância na natureza; • Elevada resistência à ação do fogo; • Emprego extensivo de mão de obra não qualificada e equipamentos simples; • Facilidade e economia na construção de estruturas contínuas, sem juntas; • Grande estabilidade, sob ação de intempéries, dispensando trabalhos intensos de manutenção; • Grande facilidade de moldagem, permitindo adoção das mais variadas formas. O concreto armado apresenta desvantagens como: • Construção definitiva: Não pode ser desmontada; • Exigência construtiva: Necessita de precisão no posicionamento das armaduras; • Fissuras nas regiões tracionadas dos elementos estruturais; • Menor proteção térmica; • Peso próprio elevado; • Reformas e demolições são trabalhosas e caras. Propriedades Mecânicas do Concreto e do Aço As principais propriedades mecânicas do concreto são as expostas a seguir. Massa Específica A massa específica dos concretos simples tem valor médio de ρ = 2.400 kg/m3. A norma técnica ABNT NBR 6118:14 – Projeto de Estruturas de Concreto – Pro- cedimento, é aplicável a concretos com massa específica situada entre 2.000 kg/m3 e 2.800 kg/m3. 17 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil Quando não for conhecida a massa específica real de um concreto, pode-se adotar o valor de 2.400 kg/m3 para o concreto simples e 2.500 kg/m3 para o concreto armado. Resistência à Compressão Em função da resistência característica do concreto à compressão (fck), a Norma Técnica ABNT NBR 8953:2015 – Concreto para Fins Estruturais – Classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência, divide os concretos nas classes I e II. Os concretos são designados pela letra C, seguida do valor da resistência carac- terística, expressa em MPa (Tabela 1). Tabela 1 – Classes de Resistência de Concreto Classe de Resistência Grupo I fck – Resistência Característica à Compressão (MPa) Classe de Resistência Grupo II fck – Resistência Característica à Compressão (MPa) C20 20 C55 55 C25 25 C60 60 C30 30 C70 70 C35 35 C80 80 C40 40 C90 90 C45 45 C100 100 C50 50 Fonte: Adaptado da ABNT NBR 8953:2015 – Concreto para fins estruturais – Classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência As estruturas de concreto armado tem de ser projetadas e construídas com con- creto C20 (fck = 20 MPa) ou superior. Essa condição da resistência mínima de 20 MPa tem como objetivo a durabilidade das estruturas. Resistência à Tração A resistência do concreto à tração varia entre 8 e 15 % da resistência à compressão. Módulo de Elasticidade O módulo de elasticidade é um parâmetro numérico associado à medida da deformação que o concreto sofre sob a ação de tensões, geralmente, tensões de compressão. Os concretos com maiores resistências à compressão, normalmente, deformam- -se menos que os concretos de baixa resistência, e por isso têm módulos de elasti- cidade maiores. O módulo de elasticidade depende muito das características e dos materiais com- ponentes dos concretos, como o tipo de agregado, da pasta de cimento e a zona de transição entre a argamassa e os agregados. 18 19 A importância da determinação dos módulos de elasticidade está na determina- ção das deformações nas estruturas de concreto, como nos cálculos de flechas em lajes e vigas. Nos elementos fletidos, como as vigas e as lajes, por exemplo, o conhecimento das flechas máximas é muito importante e é um dos parâmetros básicos utilizados pelo projetista estrutural. O módulo de elasticidade é determinado por meio do diagrama tensão x defor- mação do concreto (σ x ε). O valor do módulo de elasticidade do concreto aos 28 dias é dado pela expres- são (1) (com Eci e fck em MPa): E fckci = 5600 ... (1) O módulo de elasticidade secante, a ser utilizado nas análises elásticas de pro- jeto, especialmente para a determinação de esforços solicitantes e verificação de estados limites de serviço, deve ser calculado pela expressão (2): 0,85cs ciE E= ... (2) Na avaliação do comportamento de um elemento estrutural ou seção transver- sal, pode ser adotado um módulo de elasticidade único, à tração e à compressão, igual ao módulo de elasticidade secante (Ecs). Na avaliação do comportamento global da estrutura e para o cálculo das perdas de protensão, pode ser utilizado em projeto o módulo de deformação tangente inicial (Eci). Coeficiente de Poisson e Módulo de Elasticidade Transversal Ao se aplicar uma força no concreto, surgem deformações em duas direções, na direção da força e na direção transversal à força. A relação entre a deformação transversal e a deformação longitudinal é chamada coeficiente de Poisson (ν) e, para tensões de compressão menores que 0,5 fcc e tensões de tração menores que fct, o coeficiente de Poisson ν pode ser tomado como igual a 0,2. O módulo de elasticidade transversal (Gc) é determinado tendo-se o coeficiente de Poisson. Para peças não fissuradas e material homogêneo, a expressão de G é dado pela expressão (3): G Ec c� �� �2 1 � ... (3) 19 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil Aços para armadura Os aços utilizados em estruturas de concreto armado no Brasil são estabelecidos pela norma ABNT NBR 7480:2007 – Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado – Especificação. A norma ABNT NBR 7480:2007 – Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado – Especificação, classifica como barras os aços de diâme- tro nominal 5mm ou superior, obtidos, exclusivamente, por laminação a quente e como fios aqueles de diâmetro nominal 10mm ou inferior, obtidos por trefilação, ou processo equivalente, como estiramento e laminação a frio. Conforme o valor característico da resistência de escoamento (fyk), as barras de aço são classificadas nas categorias CA-25 e CA-50 e os fios de aço na categoria CA-60. As letras CA indicam concreto armado e o número na sequência indica o valor de fyk, em kgf/mm2 ou kN/cm2.A Norma Técnica ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento, indica os seguintes valores para os aços: • Massa específica – ρ = 7.850 kg/m3; • Coeficiente de dilatação térmica – β = 10-5/ºC para intervalos de temperatura entre – 20ºC e 150ºC; • Módulo de elasticidade – E = 210 GPa ou 210.000 MPa. Segundo a Norma Técnica ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de Concreto – Procedimento, os aços CA-25 e CA-50 podem ser considerados de alta ductilidade e os aços CA-60 podem ser considerados como de ductilidade normal. Essa norma ainda indica que, para que um aço seja considerado soldável, sua composição deve obedecer aos limites estabelecidos na norma ABNT NBR 8965:1985 – Barras de aço CA 42 S com características de soldabilidade destina- das a armaduras para concreto armado – Especificação. A emenda de aço soldada deve ser ensaiada à tração segundo a Norma ABNT NBR 8548:1984 – Barras de aço destinadas a armaduras para concreto armado com emenda mecânica ou por solda – Determinação da resistência à tração – Mé- todo de ensaios. A carga de ruptura mínima, medida na barra soldada, deve satisfazer ao especi- ficado na norma ABNT NBR 7480:2007 – Aço destinado a armaduras para estru- turas de concreto armado – Especificação, e o alongamento sob carga deve ser tal que não comprometa a ductilidade da armadura. O alongamento total plástico medido na barra soldada deve atender a um míni- mo de 2%. 20 21 Introdução à Norma ABNT NBR 6118:2014, Durabilidade das Estruturas, Classificação, Critérios de Projeto, Introdução da Segurança O concreto pode ser utilizado em inúmeros tipos de sistemas estruturais. Nos edifícios mais comuns, são utilizadas lajes maciças ou nervuradas, moldadas no local, pré-fabricadas ou, ainda, parcialmente pré-fabricadas. Em casos específicos de grandes vãos, por exemplo, pode ser aplicada proten- são em lajes e/ou vigas para melhorar o desempenho da estrutura, seja em termos de resistência, seja para controle de deformações ou de fissuração. De maneira alternativa, é possível utilizar lajes sem vigas, apoiadas diretamente sobre os pilares, com ou sem capitéis. Essas condições são denominadas lajes- -cogumelo, e lajes planas ou lisas, respectivamente. No alinhamento dos pilares, podem ser consideradas vigas embutidas, com altu- ra considerada igual à espessura das lajes, sendo também denominadas vigas-faixa. A escolha do sistema estrutural a ser utilizado depende de fatores técnicos e econômicos. Dentre eles, estão (Figura 14): • Capacidade técnica para desenvolver o projeto; • Capacidade técnica para executar a obra; • Disponibilidade de materiais, mão de obra e equipamentos necessários para a execução da obra. FATORES INTERVENIENTES NA ESCOLHA DO SISTEMA ESTRUTURAL DISPONIBILIDADE DE MATERIAIS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA A EXECUÇÃO DA OBRA CAPACIDADE TÉCNICA PARA EXECUTAR A OBRA CAPACIDADE TÉCNICA PARA DESENVOLVER O PROJETO Figura 14 – Fatores Intervenientes na Escolha do Sistema Estrutural Fonte: Acervo do conteudista 21 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil Nos casos de edifícios residenciais e comerciais, a escolha do tipo de estrutura é condicionada, essencialmente, por fatores econômicos, pois as condições técnicas para projeto e construção são de conhecimento da área especializada da Engenha- ria Civil denominada Engenharia de Estruturas e de Construção. Estados Limites As estruturas de concreto armado devem ser projetadas de modo que apresen- tem segurança satisfatória. A Norma Técnica ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento, condiciona a segurança das estruturas em concreto à verificação dos estados limites, que são situações em que a estrutura apresenta desempenho inadequado à finalidade da construção, ou seja, são estados em que a estrutura se encontra imprópria para o uso. Os estados limites podem ser classificados em (Figura 15): • Estados Limites Últimos (ELU): Referidos a situações de ruina, isto é, em relação à capacidade de carga da estrutura; • Estados Limites de Serviço (ELS): Referidos a situações de desempenho, isto é, em relação à capacidade de utilização da estrutura. TIPOS DE ESTADOS LIMITES EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS (ELU) ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO (ELS) Figura 15 – Tipos de Estados Limites em Estruturas de Concreto Fonte: Acervo do conteudista Estados Limites Últimos (ELU) São os estados limites que correspondem à máxima capacidade de resistência da estrutura, isto é, a sua ocorrência determina a paralisação, no todo ou em parte, do uso da construção. Por exemplo: • Perda de equilíbrio da estrutura como um corpo rígido: Tombamento, escorregamento ou levantamento; • Resistência do material for ultrapassada: Ruptura do concreto; • Escoamento excessivo da armadura de aço: Deformação específica do aço maior que 1,0 % (εs > 1,0%); • Aderência da armadura for ultrapassada: Ocorrência do escorregamento da barra dentro do concreto; 22 23 • Transformação da estrutura em mecanismo instável: Condição de es- trutura hipostática; • Flambagem: Deformação excessiva por compressão; • Instabilidade dinâmica da estrutura: Ressonância da estrutura; • Fadiga estrutural: Ocorrência de cargas repetitivas. Estados Limites de Serviço (ELS) São os estados limites que correspondem a condições precárias em serviço. Sua ocorrência, repetição ou duração causam efeitos estruturais que não respeitam condições especificadas para o uso normal da construção ou que são indícios de comprometimento da durabilidade. Por exemplo: • Danos estruturais localizados que comprometem a estética ou a durabili- dade da estrutura: Fissuração dos elementos estruturais; • Deformações excessivas que afetem a utilização normal da construção ou o seu aspecto estético: Flechas excessivas; • Vibrações excessivas que causem desconforto a pessoas ou danos a equi- pamentos sensíveis: Variações de condições de conforto. 23 UNIDADE O Uso do Concreto Armado na Construção Civil Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Concreto Armado Eu te Amo Vai para Obra BOTELHO, M. H. C.; FERRAZ, N. N. Concreto Armado Eu te Amo Vai para Obra. 8.ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2015 (E-Book) v. 1. Introdução à Engenharia de Estruturas de Concreto FUSCO, P. B.; ONISHI, M. Introdução à engenharia de estruturas de concreto. São Paulo: Cengage Learning Editores, 2017 (E-Book) v. 1. Caderno de Receitas de Concreto Armado PILOTTO NETO, E. Caderno de Receitas de Concreto Armado. Rio de Janeiro: LTC, 2017 (E-Book) v. 1 – Vigas. Caderno de Receitas de Concreto Armado PILOTTO NETO, E. Caderno de Receitas de Concreto Armado. Rio de Janeiro: LTC, 2017 (E-Book) v. 3 – Lajes. Curso Básico de Concreto Armado PORTO. T. B.; FERNANDES, D. S. G. Curso Básico de Concreto Armado. São Paulo: Oficina de Textos, 2014 (E-Book). Leitura ABNT – ASSOCIAÇÃO Brasileira de normas técnicas NBR 6118: projeto de estruturas de concreto: procedimento. Rio de Janeiro, 201 https://bityl.co/9lkk ABNT – ASSOCIAÇÃO Brasileira de normas técnicas NBR 7480: aço destinado a armaduras para estrutura de Concreto Armado: especificação. Rio de Janeiro, 2007. https://bityl.co/9llO ABNT – ASSOCIAÇÃO Brasileira de normas técnicas NBR 8953: concreto para fins estruturais: classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência Rio de Janeiro, 2011 https://bityl.co/9llu 24 25 Referências BOTELHO, M. H. C.; MARCHETTI, O. Concreto Armado Eu te Amo. 8.ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2015 v. 1. (E-Book) BOTELHO, M. H. C.; MARCHETTI, O. Concreto Armado Eu te Amo. 4.ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2015 v. 2. (E-Book) FUSCO, P. B. Técnica de armar as estruturas de concreto. 2.ed.rev.ampl. São Paulo: Pini, 2013. 25
Compartilhar