Introdução Concreto Armado

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Argamassa = pasta + agregado miúdo
Concreto simples = argamassa + agreg. graúdo
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INTRODUÇÃO
Principal norma brasileira para projeto de estruturas de Concreto Armado e Concreto Protendido: 
NBR 6118/2014 “Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento”.
Aplica-se a estruturas com concretos normais, com massa específica seca maior que 2.000 kg/m3, não excedendo 2.800 kg/m3, do grupo I de resistência (C20 a C50), e do grupo II de resistência (C55 a C90), conforme a NBR 8953.
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Outras normas importantes:
- MC-90 - COMITÉ EURO-INTERNATIONAL DU BÉTON (CEB)
- Eurocode 2/2005 - EUROPEAN COMMITTEE STANDARDIZATION
- ACI 318/11 - AMERICAN CONCRETE INSTITUTE
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“elementos estruturais elaborados com concreto que não possui qualquer tipo de armadura ou que a possui em quantidade inferior ao mínimo exigido para o 
concreto armado.”
“Elementos de concreto simples estrutural”
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Primeiros materiais empregados nas construções:
pedra natural, madeira e ferro. 
Pedra  resistência à compressão e durabilidade muito elevadas.
Madeira  razoável resistência, mas durabilidade limitada.
Ferro  resistências elevadas, mas requer produtos protetores para apresentar durabilidade.
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http://www.englishoakbuildings.com/2012/01/30/medieval-harmondsworth-barn-bought-by-english-heritage/
 
Figura – Madeira em construções antigas.
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http://www.flickr.com/photos/atex
Figura – Laje nervurada.
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http://www.flickr.com/photos/atex
Figura – Laje nervurada.
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http://www.flickr.com/photos/atex
Figura – Laje nervurada.
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http://www.flickr.com/photos/atex
Figura – Laje nervurada.
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http://www.flickr.com/photos/atex
Figura – Laje nervurada.
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Figura – Vergalhão de aço inserido no concreto.
Estudo com resina.
http://dc362.4shared.com/doc/9SFT7m6h/preview.html
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“aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e armadura, e nos quais não se aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência”. 
“Armadura passiva”: 
“qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada”.
 “Elementos de Concreto Armado”: 
Uma viga de concreto simples (sem armadura) rompe bruscamente logo que aparece a primeira fissura, após a tensão de tração atuante igualar a resistência do concreto à tração. Entretanto, colocando-se uma armadura convenientemente posicionada na região das tensões de tração, eleva-se significativamente a capacidade de carga da viga. 			
		
	Figura 1 - Viga de Concreto Simples (a) e Armado (b).
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Idéia básica: 
aplicar tensões prévias de compressão nas regiões da peça que serão tracionadas pela ação do carregamento externo aplicado. 
Objetivo: 
diminuir ou anular as tensões de tração.
São diversos os sistemas de protensão.
CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO
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“aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão, com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura, bem como propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estado-limite último (ELU).”
“Elementos de concreto protendido”:
“Armadura ativa (de protensão)”:
“armadura constituída por barras, fios isolados ou cordoalhas, destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial.”
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O aço de protensão é fixado numa das extremidades da pista de protensão, e na outra extremidade um cilindro hidráulico estira (traciona) o aço, nele aplicando uma tensão de tração pouco menor que a tensão correspondente ao limite elástico. Em seguida, o concreto é lançado na fôrma, envolve e adere ao aço de protensão. Após o endurecimento e decorrido o tempo necessário para o concreto 
Sistema de pré-tensão:
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adquirir resistência, o aço de protensão é solto (relaxado) das ancoragens e, como o aço tende elasticamente a voltar à deformação inicial (nula), ele aplica uma força (de protensão) que comprime o concreto de parte ou de toda a seção transversal da peça. Esse processo de aplicação da protensão é geralmente utilizado na produção intensiva de grandes quantidades de peças, geralmente em pistas de protensão.
Sistema de pré-tensão:
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Figura – Aplicação de protensão com pré-tensão.
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Na pós-tensão primeiramente é fabricada a peça de concreto, contendo dutos (bainhas) ao longo do comprimento da peça, para serem posteriormente preenchidos com o aço de protensão, de uma extremidade a outra da peça. Quando o concreto apresenta a resistência suficiente, o aço de protensão, fixado numa das extremidades da peça, é estirado (tracionado) pelo cilindro hidráulico na outra extremidade, 
Sistema de pós-tensão:
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com o cilindro apoiando-se na própria peça. Esta operação provoca a aplicação de uma força que comprime o concreto de parte ou de toda a seção transversal na peça. Terminada a operação de estiramento, o próprio cilindro hidráulico fixa o aço na extremidade da peça. Posteriormente a bainha pode ser preenchida com nata de cimento para criar aderência entre o aço e o concreto da peça.
Sistema de pós-tensão:
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Figura – Aplicação de protensão com pós-tensão.
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Figura 15 - Sistema de protensão pós-tensão (Dywidag, 2000). 
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FISSURAÇÃO NO CONCRETO ARMADO
- A armadura tracionada pode alongar-se até 10 ‰ (10 ‰ = 1 % = 10 mm/m). O concreto, aderente à armadura, fissura sob tal alongamento.
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- Eliminar completamente as fissuras seria antieconômico, pois teria-se que aplicar tensões de tração muito baixas na peça e na armadura. As fissuras devem ser limitadas a aberturas aceitáveis ( 0,3 mm) em função do ambiente, e que não prejudiquem a estética e a durabilidade. 
- Dispor barras de diâmetros pequenos e distribuídas (fissuras capilares, não levando ao perigo de corrosão ao aço).
- Retração também origina fissuras. Fazer cuidadosa cura nos primeiros dez dias de idade do concreto e utilizar armadura suplementar (armadura de pele) quando necessário. 
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Figura – Fissuras em uma viga após ensaio experimental em laboratório.
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BREVE HISTÓRICO DO CONCRETO ARMADO
- Cal hidráulica e cimento pozolânico (vulcânico) aplicados como aglomerante pelos romanos.
- Primeira associação de um metal à argamassa de pozolana na época dos romanos. 
Figura – Panteão romano. 
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Figura – Coliseu romano. 
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- O cimento Portland foi descoberto na Inglaterra em 1824.
- Em Paris (1770), associou-se ferro com pedra para formar vigas como as modernas, com barras longitudinais na tração e barras transversais ao cortante.
- O cimento armado surgiu na França (1849) - barco de Lambot. Construído com telas de fios finos de ferro preenchidas com argamassa (sem sucesso comercial).
- 1861, francês Mounier fabricou vasos de argamassa de cimento com armadura de arame, reservatórios e ponte (vão = 16,5 m).
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- 1850, americano Hyatt fez ensaios e vislumbrou a verdadeira função da armadura no trabalho conjunto com o concreto.
- Hennebique (França) foi o primeiro após Hyatt a compreender a função das armaduras no concreto. “Percebeu a necessidade de dispor outras armaduras além da armadura reta de tração. Imaginou armaduras dobradas, prolongadas em diagonal e ancoradas na zona de compressão. Foi o primeiro a colocar estribos com a finalidade de absorver tensões oriundas da força cortante e o criador das vigas T, levando em conta a colaboração da laje como mesa de compressão”.
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- Os alemães estabeleceram a teoria mais completa do novo material, baseada em experiências e ensaios. “O verdadeiro desenvolvimento do concreto armado no mundo iniciou-se com Gustavo Adolpho Wayss”.
- A primeira teoria realista (consistente) sobre o dimensionamento das peças de concreto armado surgiu em 1902, por E. Mörsch, engenheiro alemão, professor da Universidade de Stuttgart (Alemanha). Suas teorias resultaram de ensaios experimentais, dando
origem às primeiras normas para o projeto de estruturas em concreto armado.
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NO BRASIL
 Rio de Janeiro:
- Construção de galerias de água em cimento armado - 47 m e 74 m de comprimento (1901). Construídas casas e sobrados no (1904). 
- Construída a ponte na Rua Senador Feijó, com vão de 5,4 m (1909). Construção de uma ponte com 9 m de vão, com projeto e cálculo de François Hennebique (1908).
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São Paulo:
- Construída em Socorro uma ponte de concreto armado com 28 m de comprimento, na Av. Pereira Rebouças sobre o Ribeirão dos Machados (1910 - existe ainda hoje em ótimo estado de conservação).
http://martaiansen.blogspot.com.br/2010/04/primeira-ponte-de-concreto-armado-no.html
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São Paulo:
- Primeiro edifício (1907/1908 - um dos mais antigos do Brasil em “cimento armado”), com três pavimentos.
- A partir de 1924 os cálculos estruturais passaram a serem feitos no Brasil, com destaque para o engenheiro Emílio Baumgart.
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- Marquise do Jockey Clube do Rio de Janeiro, com balanço de 22,4 m (recorde mundial em 1926);
Recordes do Brasil no Século Passado
Figura – Marquise do Jockey Club do Rio de Janeiro.
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- Ponte Presidente Feliciano Sodré em Cabo Frio, em 1926, com arco de 67 m de vão (recorde na América do Sul);
Figura – Ponte em Cabo Frio.
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- Edifício “A Noite” no Rio de Janeiro em 1928, com 22 pavimentos, o mais alto do mundo em concreto armado, com 102,8 m de altura, projeto de Emílio Baumgart;
Figura – Edifício A Noite em construção e em uso. Projetado pelo arquiteto francês Joseph Gire (Copacabana Palace).
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Figura – Edifício A Noite. Hoje é sede do INPI.
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- Edifício Martinelli (São Paulo - 1925), com 106,5 m de altura (30 pavimentos – recorde mundial);
Figura – Edifício Martinelli em S.Paulo. 
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- Elevador Lacerda (Salvador - 1930), com altura total de 73 m;
- Ponte Emílio Baumgart – “dos Arcos” (Indaial/SC, 1926), com 175 m de comprimento e 6 m de largura.
Figura – Ponte Emílio Baumgart.
http://www.indaial.com.br/saudosa-indaial/2013/8/15/19251926-a-histria-da-ponte-emlio-baumgart-dos-arcos
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Figura – Inauguração da Ponte Emílio Baumgart em 1926. 
Figura – Ponte Emílio Baumgart em teste de carga. 
http://www.indaial.com.br/saudosa-indaial/2013/8/15/19251926-a-histria-da-ponte-emlio-baumgart-dos-arcos
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- Elevador Lacerda (Salvador - 1930), com altura total de 73 m;
- Ponte do Herval, projetada por Emílio Baumgar, entre Herval do Oeste e Joaçaba/SC, de 1930, com o maior vão do mundo (68 m), onde foi utilizado pela primeira vez o processo de balanços sucessivos;
Figura – Ponte do Herval (fotos de P. B. Fusco). 
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 - Museu de Arte de São Paulo (1969), com laje de 30 x 70 m livres, recorde mundial de vão, com projeto estrutural de Figueiredo Ferraz;
- Ponte da Amizade em Foz do Iguaçu em 1962, com o maior arco de concreto armado do mundo, com 290 m de vão;
Figura – Ponte da Amizade entre Brasil e Paraguai. 
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Figura – Ponte da Amizade entre Brasil e Paraguai. 
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 Edifício Itália (São Paulo - 1962), o mais alto edifício em Concreto Armado do mundo durante alguns meses;
- Ponte Colombo Salles em Florianópolis em 1975, a maior viga contínua protendida do mundo, com 1.227 m de comprimento, projeto estrutural de Figueiredo Ferraz;
- Usina Hidroelétrica de Itaipu em 1982, a maior do mundo com 190 m de altura, projetada e construída por brasileiros e paraguaios, com coordenação americano-italiana;
 - Em 1913, a “vinda da firma alemã Wayss & Freytag constituiu o ponto mais importante para o desenvolvimento do concreto armado no Brasil”. Importaram mestres de obras da Alemanha, e a firma serviu de escola para a formação de especialistas nacionais, evitando a importação de mais estrangeiros.
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ASPECTOS POSITIVOS DO
CONCRETO ARMADO
a) Custo: especialmente no Brasil, os seus componentes são facilmente encontrados e relativamente a baixo custo;
b) Adaptabilidade: favorece à arquitetura pela sua fácil modelagem;
c) Resistência ao fogo: As estruturas de concreto, sem proteção externa, tem uma resistência natural de 1 a 3 horas.
d) Resistência a choques e vibrações: os problemas de fadiga são menores;
e) Conservação: em geral, o concreto apresenta boa durabilidade, desde que seja utilizado com a dosagem correta. É muito importante a execução de cobrimentos mínimos para as armaduras;
f) Impermeabilidade: desde que dosado e executado de forma correta.
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a) Baixa resistência à tração;
b) Fôrmas e escoramentos dispendiosos;
c) Baixa resistência por unidade de volume
Peso próprio elevado relativo à resistência: 
conc = 25 kN/m3 = 2,5 tf/m3 = 2.500 kgf/m3
d) Alterações de volume com o tempo;
e) Reformas e adaptações de difícil execução;
f) Transmite calor e som.
ASPECTOS NEGATIVOS DO
CONCRETO ARMADO
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PRINCIPAIS NORMAS BRASILEIRAS PARA CONCRETO ARMADO 
NBR 6118/2014 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. 
 NBR 6120/80 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações - Procedimento; 
	NBR 7480/07 - Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado - Especificação;
NBR 8681/03 - Ações e segurança nas estruturas – Procedimento;
NBR 8953/09 - Concreto para fins estruturais - Classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência;
NBR 9062/06 - Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado;
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ELEMENTOS ESTRUTURAIS EM 
CONCRETO ARMADO
 Elementos lineares: 
 Aqueles que têm a espessura da mesma ordem de grandeza da altura, mas ambas muito menores que o comprimento. São as “barras” (vigas, pilares, etc.).
 Elementos lineares de seção delgada:
 Aqueles cuja espessura é muito menor que a altura. Construídos em “Argamassa Armada” (elementos com espessuras menores que 40 mm) e perfis de aço.
 CLASSIFICAÇÃO GEOMÉTRICA
Figura 3 – Classificação geométrica dos elementos estruturais.
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Elementos bidimensionais:
Aqueles onde duas dimensões, o comprimento e a largura, são da mesma ordem de grandeza e muito maiores que a terceira dimensão (espessura). São os elementos de superfície (lajes, as paredes de reservatórios, etc.).
Cascas - quando a superfície é curva;
Placas ou chapas - quando a superfície é plana. 
Placas - superfícies que recebem o carregamento perpendicular ao seu plano (lajes).
Chapas - tem o carregamento contido neste plano (viga-parede)
 
Elementos tridimensionais: 
Aqueles onde as três dimensões têm a mesma ordem de grandeza. São os elementos de volume (blocos e sapatas de fundação, consolos, etc.).
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Figura – Exemplos de estrutura em forma de casca. 
 a) placas			b) chapas
Figura – Características dos carregamentos nas placas e nas chapas.
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PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTRUTURAIS
DE CONCRETO ARMADO
a) Lajes
São elementos planos que recebem a maior parte das ações (cargas) aplicadas numa construção. As ações, comumente perpendiculares ao plano da laje, podem ser: distribuídas na área, distribuídas linearmente e forças concentradas. 
As ações são transferidas para as vigas de apoio nas bordas da laje.
As ações nas lajes são provenientes de pessoas, móveis, pisos, paredes, etc.
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As lajes maciças tem geralmente espessuras de 7 cm a 15 cm. São comuns em construções de grande porte, como edifícios de múltiplos pavimentos, escolas, indústrias, hospitais, pontes, etc.).
Não são geralmente aplicadas em construções de pequeno porte (casas, sobrados, galpões, etc.).
As lajes maciças são geralmente apoiadas nas bordas, mas podem também ter bordas livres.
Tipos lajes de concreto: maciça, nervurada, lisa e cogumelo. 
Lajes Maciças
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Lajes Maciças de Concreto
http://www.nativaguaratuba.com.br/Obra%20Firenze%202008.html
 
http://jasmimdosacores.blogspot.com.br/2011/04/2-laje_01.html
 
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Figura – Vibração do concreto de laje maciça de edifício.
Figura – Vista por baixo de laje maciça de edifício.
“Lajes cogumelo são lajes
apoiadas diretamente em pilares com capitéis, enquanto lajes lisas são as apoiadas nos pilares sem capitéis”. São também chamadas lajes sem vigas. 
Vantagens: custos menores e maior rapidez de construção. No entanto, são suscetíveis a maiores deformações (flechas).
Figura – Exemplos de lajes lisa e cogumelo.
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Figura – Lajes lisa, convencional e nervurada.
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Figura - Exemplo de laje lisa com capitel.
 
http://arci53.blogspot.com.br/2012/02/para-nao-interferir-em-patrimonio.html
 
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http://projest-engenharia.com/forum/viewtopic.php?t=31
Figura - Laje lisa com capitel.
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“Lajes nervuradas são as lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração para momentos positivos está localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte”
Figura – Exemplo de laje 
nervurada moldada no local.
Lajes Nervuradas
As lajes nervuradas podem ser do tipo moldada no local ou pré-fabricadas (também chamadas lajes mistas).
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http://www.atex.com.br/
 
Figura – Dimensões de molde plástico.
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Figura – Laje nervurada com enchimento em isopor.
http://residencialvivendasdoatlantico.blogspot.com.br/ 
 
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Figura – Planta de fôrma do pavimento de um edifício com laje nervurada moldada com fôrmas plásticas.
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Figura – Exemplo de laje nervurada moldada no local, com enchimento de bloco de concreto celular autoclavado.
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Laje Nervurada Protendida
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Existem alguns tipos no mercado
- nervurada treliçada;
- nervurada convencional;
- nervurada protendida;
- alveolar protendida;
- pré-laje;
- steel deck.
Lajes Pré-Fabricadas
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Figura – Armadura espacial da laje treliçada.
Lajes pré-fabricadas do tipo treliçada apresentam bom custo e bom comportamento estrutural e facilidade de execução. São comumente aplicadas em construções residenciais de pequeno porte e edifícios de baixa altura.	
Laje Pré-Fabricada Treliçada
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Figura – Nervuras unidirecionais na
laje treliçada.
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Figura – Aspecto das nervuras pré-fabricadas com
armadura em forma de treliça espacial.
Laje Pré-Fabricada Treliçada
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Figura – Aspecto inferior de laje treliçada com enchimento em isopor.
Figura – Posicionamento das nervuras pré-fabricadas de laje treliçada.
Laje Pré-Fabricada Treliçada
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Figura – Laje treliçada pré-fabricada com enchimento cerâmico e isopor (EPS) para melhor isolamento térmico.
Laje Pré-Fabricada Treliçada
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Figura – Laje treliçada pré-fabricada com enchimento cerâmico e isopor (EPS) para melhor isolamento térmico.
Laje Pré-Fabricada Treliçada
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Figura – Lajes pré-fabricadas com nervuras protendidas e enchimento com blocos cerâmicos.
Laje Pré-Fabricada Protendida
http://residencialvivendasdoatlantico.blogspot.com.br/
86
Figura – Fabricação das nervuras protendidas
em pista de protensão.
Laje Pré-Fabricada Protendida
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http://tanaracastro.blogspot.com.br/
 
Figura – Lajes pré-fabricadas.
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Laje Pré-Fabricada Protendida
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Figura – Escoramento de laje pré-fabricada com pontaletes de eucalipto.
Figura – Laje pré-fabricada protendida com enchimento de blocos cerâmicos.
Laje Pré-Fabricada Protendida
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Figura – Laje pré-fabricada com enchimento de bloco de concreto.
Figura – Escoramento de laje pré-fabricada com pontaletes metálicos.
Laje Pré-Fabricada Protendida
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Figura – Laje pré-fabricada apoiada em vigas metálicas.
Laje Pré-Fabricada Protendida
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Há longos anos existem também as lajes alveolares protendidas, largamente utilizadas nas construções de concreto pré-moldado.
Figura – Laje alveolar de concreto protendido.
 (TATU PRÉ-MOLDADOS).
Laje Pré-Fabricada Alveolar
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b) Viga
 
- “São elementos lineares em que a flexão é preponderante”. 
- São elementos de barras, normalmente retas e horizontais. Recebem ações (cargas) das lajes, de outras vigas, de paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares, etc. 
- A função é basicamente vencer vãos e transmitir as ações nelas atuantes para os apoios, geralmente os pilares.
- As ações (concentradas ou distribuídas) são geralmente perpendicularmente ao seu eixo longitudinal. Mas podem receber forças normais de compressão ou de tração, na direção do eixo longitudinal. 
- As vigas também fazem parte da estrutura de contraventamento responsável por proporcionar a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e horizontais.
Figura – Viga reta de concreto.
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Figura – Exemplo de armação de uma viga contínua. 
96
Figura – Construção de pequeno porte em execução mostrando vigas com pequena altura, sem projeto.
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Figura – Construção de pequeno porte com estruturação em concreto armado.
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Figura – Escada de edifício com lajes maciças apoiadas em vigas.
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Figura – Escada de edifício com lajes maciças apoiadas em vigas.
100
Figura – Vista de viga em fachada de sobrado em construção.
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Figura – Vistas de vigas internas para apoio de lajes pré-fabricadas e paredes do pavimento superior de sobrado.
102
Figura – Viga em balanço para apoio de telhado em sobrado.
Figura – Vista de vigas internas do pavimento superior de sobrado.
103
Figura – Vistas de vigas internas do pavimento superior de sobrado.
104
Figura – Vistas sobrado em construção.
105
Figura – Vista de piscina e vigas internas do pavimento superior de sobrado.
106
Figura – Escada em balanço com peças pré-fabricadas de concreto.
107
Figura – Trançado exagerado de vigas do 
pavimento superior de sobrado.
108
Figura – Vigas baldrames de residência com três fiadas de tijolos revestidos com argamassa impermeabilizante.
109
Figura – Produto aplicado nos tijolos sobre as vigas baldrames.
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Figura – Detalhe dos tijolos sobre as vigas baldrames.
111
Figura – Corte em viga para passagem de tubulação.
112
Figura – Detalhe da escada e vigas do pavimento superior.
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Figura – Vigamento do pavimento superior do sobrado.
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Figura – Vigas na fachada do sobrado em construção.
115
Figura – Detalhe de vigas e viga com mudança de direção.
116
Figura – Verga feita como viga de concreto e viga invertida na base da parede.
117
Figura – Viga com mudança de direção e blocos com furos na vertical sobre abertura.
118
Figura – Fachada de sobrado.
119
Figura – Viga com mudança 
de direção e viga para apoio de telhado.
120
Figura – Vigamento e detalhe de escada.
121
Figura – Pequena laje em balanço e pilar com seção exagerada.
122
Figura – Vigamento do pav. superior de sobrado.
123
Figura – Fachada de sobrado.
124
Figura – Detalhe dos degraus da escada apoiados no centro.
125
Figura – Detalhes da escada.
126
Figura – Vigamento da varanda com pilares circulares em concreto aparente.
127
Figura – Vigamento do sobrado e tubulações de água e esgoto.
128
Figura – Vigamento de pavimento de edifício com lajes maciças (vigas apoiadas sobre vigas). 
129
Figura – Vigas em balanço do edifício com lajes maciças. 
130
Figura – Exemplo de viga em concreto aparente.
131
c) Pilar
 
 - “São elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes”.
- Transmitem as ações às fundações, mas podem também transmitir para outros elementos de apoio. 
- As ações são provenientes geralmente das vigas, bem como de lajes também.
- São os elementos estruturais de maior importância nas estruturas (capacidade resistente dos edifícios e segurança).
- Comumente fazem parte do sistema de contraventamento responsável por garantir a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e horizontais.
Figura - Pilar.
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Figura – Armadura de pilar. 
134
http://www.ufrgs.br/eso/content/?m=201109
 
Figura – Pilar de edifício.
135
http://blog.construtoralaguna.com.br/soul-batel-soho/page/3/
 
Figura – Pilar de
edifício.
136
Figura – Pilares em 
construção.
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Figura – Pilares em construção.
138
http://www.ufrgs.br/eso/content/?m=201109
Figura – Pilares em edifício.
139
Figura – Armação junto ao pilar.
140
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
 
Figura – Primeiro lance de pilar de edifício.
141
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
Figura – Primeiro lance de pilar de edifício.
142
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
Figura – Pilares em edifício.
143
Figura – Pilares em 
construção com fôrmas pré-fabricadas e cura com sacos de pano úmidos.
144
Figura – Concretagem de pilar com auxílio de caminhão com guincho.
145
Figura – Detalhe de pilares em edifícios.
146
Figura – Pilar moldado com fôrma de papelão 
e pilar sob estrutura metálica.
147
Figura – Estrutura de concreto armado de edifício 
de vários pavimentos.
148
Figura – Detalhe da estrutura do edifício.
149
Figura – Detalhe da tela para ligação dos pilares com as paredes de alvenaria.
150
Figura – Pilarete na extremidade de parede e ligação do topo da parede com a viga por meio de argamassa com expansor.
151
Figura – Detalhes de contra-vergas feitas em aberturas com blocos canaleta.
152
Figura – Detalhes de utilização de telas de aço para ligação dos pilares com a alvenaria.
153
Figura – Detalhes de utilização de telas de aço para ligação dos pilares com a alvenaria.
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Figura – Vinculação de vigas com pilar no 
pavimento tipo de edifício.
155
Figura – Exemplos de pilares.
156
Figura – Exemplos de pilares.
157
Figura – Pilar de edifício de pavimentos.
158
d) Bloco de Fundação
 
- São utilizados para receber as ações dos pilares e transmiti-las ao solo, diretamente ou através de estacas ou tubulões. 
- Estacas são elementos destinados a transmitir as ações ao solo, por meio do atrito ao longo da superfície de contato e pelo apoio da ponta inferior no solo. Há uma infinidade de tipos diferentes de estacas, cada qual com finalidades específicas.
- Tubulões são também elementos destinados a transmitir as ações diretamente ao solo, por meio do atrito do fuste com o solo e da superfície da base. 
- Os blocos sobre tubulões podem ser suprimidos, com um reforço de armadura na parte superior do fuste (cabeça do tubulão).
 a)				 b)
Figura 13 - Bloco sobre: a) estacas e b) tubulão.
160
Figura – Desenho de tubulão.
161
Figura – Visão de um tubulão já executado.
162
http://osgavioescivil.blogspot.com.br/2012/05/armacao-das-estacas.html
 
Figura – Armação de bloco de fundação.
163
Figura – Desenho de blocos sobre três, quatro e cinco estacas.
164
https://sites.google.com/site/obra20072/oitavavisita
 
Figura – Bloco sobre uma estaca.
165
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
Figura – Esquema dos blocos sobre estaca da edificação.
166
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
Figura – Esquema dos blocos sobre estaca da edificação.
167
Figura - Bloco com 44 m3 de concreto e 3820 kg de aço.
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
168
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=756068&page=111
Figura - Bloco com 60 m3 de concreto e 6360 kg de aço.
169
http://blog.construtoralaguna.com.br/soul-batel-soho/page/3/
 
Figura – Blocos de fundação e vigas de equilíbrio.
170
http://jasmimdosacores.blogspot.com.br/2010/12/poco-do-elevadorservico-parachocho.html
 
Figura – Armação de bloco sobre estaca.
171
http://residencialvivendasdoatlantico.blogspot.com.br/2012/02/bloco-de-fundacao-cuidados-importantes.html
Figura – Armação de bloco sobre estaca.
172
http://www.cimentoitambe.com.br/itambe-utiliza-formas-de-blocos-de-concreto-na-fundacao-de-seu-novo-moinho/
 
Figura – Vista de blocos de fundação.
173
http://juuuninho.blogspot.com.br/
 
Figura – Armação de bloco sobre estaca.
174
http://www.consultoriaeanalise.com/2012/10/concretagem-de-bloco-de-fundacao-com.html
 
Figura - Ed. com 44 pav. (Curitiba), bloco de fundação com 3 m de altura, 800 m3 de concreto e 120 t de aço.
175
Figura – Bloco sobre quatro estacas.
176
Figura – Bloco sobre três estacas.
177
Figura – Bloco sobre uma estaca.
178
Figura – Escavação manual da base de tubulão de edifício.
179
Figura – Escavação mecanizada de fuste de tubulão.
180
Figura – Armadura do fuste do tubulão e concretagedo fuste com adição de matacões de basalto no concreto.
181
Figura – Vista geral e concretagem do fuste do tubulão.
182
Figura – Vibração do concreto do fuste do tubulão.
183
Figura – Posicionamento das barras de vinculação da 
armadura do pilar com o topo do fuste 
(chamada armadura de espera).
184
http://www.sepais.com.br/site/lerConteudo.php?id_noticia=507
Figura – Bloco de fundação.
185
e) Sapata
 
- As sapatas recebem as ações dos pilares e as transmitem diretamente ao solo. Podem ser localizadas (para apenas um pilar), conjuntas (para a transmissão simultânea do carregamento de dois ou mais pilares), 
corridas (são dispostas ao longo de todo o comprimento do elemento que lhe aplica o carregamento, geralmente paredes de alvenaria ou de concreto). São comuns em construções de pequeno porte onde o solo tem boa capacidade de suporte de carga a baixas profundidades.
Figura 14 – Sapata isolada.
Figura 15 – Sapata corrida.
187
Figura – Sapata corrida sob parede de alvenaria.
188
Figura – Sapatas isoladas.
189
Figura – Sapata isolada.
190
http://www.geodactha.com.br/obras/tiberio1.htm
 
Figura – Sapata de fundação.
191
http://www.geodactha.com.br/obras/pse1.htm
 
Figura – Sapatas em construção para edifício.
192
http://www.geodactha.com.br/obras/seisamester5.htm
 
Figura – Sapatas em construção para edifício.
193
MATERIAIS COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO
CONCRETO
A NBR 6118/14 aplica-se a estruturas com concretos normais, com massa específica seca maior que 2.000 kg/m3, não excedendo 2.800 kg/m3, do grupo I de resistência (C20 a C50), e do grupo II de resistência (C55 a C90), conforme classificação da NBR 8953.
194
Massa Específica
Se a massa específica real do concreto simples não for conhecida, pode-se adotar 2.400 kg/m3.
Para o Concreto Armado pode-se considerar 2.500 kg/m3 (25 kN/m3 ).
195
Resistência à Compressão 
Concretos com classes de resistência à compressão dos Grupos I e II (NBR 8953):
Grupo I: C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50;
Grupo II: C55, C60, C70, C80, C90, C100.
NBR 6118/14 (item 1.2) aplica-se a concretos dos Grupos I e II (C20 ao C90). O concreto C100 não é considerado pela norma.
Os concretos C10 e C15 não podem ter função estrutural. 
196
Figura – Corpos de prova cilíndricos 15 x 30 cm e 10 x 20 cm para determinação 
da resistência à compressão de concretos (Foto de Obede B. Faria). 
Figura – Corpo de prova cilíndrico em ensaio para determinação da resistência à compressão do concreto (Foto de Obede B. Faria). 
Resistência do Concreto à Tração
Figura – Resistência do concreto à tração determinada por ensaio de compressão diametral. 
Resistência à tração indireta (fct,sp) - determinada no ensaio de compressão diametral.
Figura – Ensaio de resistência à tração na flexão.
A resistência à tração na flexão (fct,f) é determinada em uma viga de concreto simples num ensaio de flexão simples:
199
Figura – Ensaio de resistência de uma
viga à tração na flexão. 
A resistência à tração máxima na flexão é também chamada “módulo de ruptura”.
200
A NBR 6118 permite estimar a resistência à tração direta como:
fct = 0,9 fct,sp		fct = 0,7 fct,f
201
Na falta de valores para fct,sp e fct,f , a resistência média à tração direta pode ser avaliada por meio de expressões.
a) para concretos de classes até C50
com:
fctk,inf = 0,7 fct,m
fctk,sup = 1,3 fct,m	 
202
 
b) para concretos de classes C55 até C90
fct,m = 2,12 ln (1 + 011fck)
com fct,m e fck em MPa 
Módulo de Elasticidade
O módulo de elasticidade (ou módulo de deformação longitudinal), é um parâmetro relativo à deformabilidade do concreto sob tensões de compressão.
Figura 24 – Determinação do módulo de elasticidade do concreto à compressão.
Eci = tg ’
Ecs = tg ’’
204
Na falta de resultados de ensaios a NBR 6118 permite estimar os módulos. 
a) para fck de 20 a 50 MPa
sendo: E = 1,2 para basalto e diabásio;
	 E = 1,0 para granito e gnaisse;
	 E = 0,9 para calcário;
	 E = 0,7 para arenito.
205
Na falta de resultados de ensaios a NBR 6118 permite estimar os módulos. 
b) para fck de 55 a 90 MPa
com Eci e fck em MPa.
206
Para o dimensionamento de seções transver-sais de peças de concreto armado no Estado Limite Último (ELU) deve ser utilizado o diagrama tensão-deformação à compressão simplificado, composto por uma parábola do 2º grau e de uma reta entre as deformações
2 ‰ e 3,5 ‰ (ou cu ).
Diagrama Tensão-Deformação do Concreto à Compressão
Figura – Diagrama tensão–deformação idealizado para o concreto à compressão.
a) para concretos de classes até C50
No trecho curvo (parábola):
Figura – Diagrama tensão–deformação idealizado para o concreto à compressão.
b) para concretos de classes C55 até C90
No trecho curvo (parábola):
No caso de concretos de baixa e média resistência, a resistência máxima é alcançada com deformações de encurtamento que variam de 2 ‰ a 2,5 ‰ .
 a)					 b)
Figura – Diagramas  x  de concretos com diferentes resistências: a) velocidade de deformação constante; b) velocidade de carregamento constante.
210
A deformação máxima de 3,5 ‰ é convencional e foi escolhida entre valores que podem variar desde 2 ‰ para seção transversal com a linha neutra fora da seção transversal, até 5 ‰ para seções triangulares.
A deformação última de 3,5 ‰ indica que nas fibras mais comprimidas a máxima deformação de encurtamento que o concreto pode sofrer é de 3,5 mm em cada metro de extensão da peça. 
Convenciona-se que, ao atingir esta deformação, o concreto estaria na iminência de romper por esmagamento (ELU).
O fator 0,85 é devido ao efeito Rüsch:
“Quanto maior é o tempo de carregamento para se alcançar a ruptura, menor é a resistência do concreto”, ou “é a diminuição da resistência do concreto com o aumento do tempo na aplicação da carga”.
Figura - Diagramas tensão-deformação do concreto com variação no tempo de carregamento do corpo-de-prova.
212
Deformações do Concreto 
O concreto, sob ação dos carregamentos e das forças da natureza, apresenta deformações que aumentam ou diminuem o seu volume, poden-do dar origem a fissuras, que, dependendo da sua abertura e do ambiente a que a peça está exposta, podem ser prejudiciais para a estética e para a durabilidade da estrutura.
	As principais deformações que ocorrem no concreto são as devidas à retração, à fluência e à variação de temperatura. 
213
Deformação por Variação de Temperatura 
Coeficiente de dilatação térmica do concreto:
te = 10-5/ºC
Figura – Separação da estrutura por junta de dilatação. 
214
Retração
É a diminuição de volume do concreto ao longo do tempo, provocada principalmente pela evaporação da água (“retração hidráulica”) não utilizada nas reações químicas de hidratação do cimento.
A retração do concreto ocorre mesmo na ausência de ações ou carregamentos externos. 
“Retração química” é a que decorre das reações de hidratação do cimento ocorrerem com diminuição de volume.
215
“Retração por carbonatação” os componentes secundários do cimento, como o hidróxido de cálcio, ao reagirem com o gás carbônico presente na atmosfera, levam também a uma diminuição de volume do concreto. 
Os fatores que mais influem na retração são:
a) Composição química do cimento: os cimentos mais resistentes e os de endurecimento mais rápido causam maior retração;
b) Quantidade de cimento: quanto maior a quantidade de cimento, maior a retração;
c) Água de amassamento: quanto maior a relação água/cimento, maior a retração;
216
d) Umidade ambiente: o aumento da umidade ambiente dificulta a evaporação, diminuindo a retração;
e) Temperatura ambiente: o aumento da temperatura, aumenta a retração;
f) Espessura dos elementos: a retração aumenta com a diminuição da espessura do elemento, por ser maior a superfície de contato com o ambiente em relação ao volume da peça, possibilitando maior evaporação.
Os efeitos da retração podem ser diminuídos executando uma cuidadosa cura, durante pelo menos durante os primeiros dez dias após a concretagem, além da chamada "armadura de pele“, colocada próxima às superfícies da peça.
217
Fluência (Deformação Lenta)
Define-se fluência (cc) como o aumento da deformação no concreto ao longo do tempo quando submetido à tensão de compressão permanente e constante.
A deformação que antecede a deformação lenta é chamada “deformação imediata” (ci), aquela que ocorre imediatamente após a aplicação das primeiras tensões de compres-são no concreto, devida basicamente à acomodação dos cristais que constituem a parte sólida do concreto. 
Figura – Fluência e deformação imediata.
219
Os fatores que mais influem na fluência:
 a) Idade do concreto quando a carga começa a agir;
b) Umidade do ar - a deformação é maior ao ar seco;
c) Tensão que a produz - a fluência é proporcional à tensão que a produz;
d) Dimensões da peça - a fluência é menor em peças de grandes dimensões.
Da mesma forma que a retração, pode-se reduzir a fluência utilizando armadura complementar.
220
AÇOS PARA ARMADURA
Barras: são vergalhões (aços) de diâmetro nominal 5 mm ou superior, obtidos exclusivamente por laminação a quente.
Fios: são os aços de diâmetro nominal 10 mm ou inferior, obtidos por trefilação ou processo equivalente, como estira-mento e laminação a frio.
221
Categorias:
Barras - CA-25 e CA-50;
Fios - CA-60.
 
CA: concreto armado;
Números: fyk (kgf/mm2 ou kN/cm2)
CA-25 e CA-50  laminação a quente;
CA-60  trefilação a frio.
Tipos de Superfície
Pode ser lisa (geralmente o CA-25), conter nervuras (saliências ou mossas – CA-50) ou entalhes (geralmente o CA-60), com a rugosidade medida pelo coeficiente de aderência (η1).
 	
Figura – Superfície com saliências, mossas ou nervuras em vergalhões de aço para Concreto Armado.
223
Superfície lisa		Superfície entalhada
 	Tabela 9 – Valor do coeficiente de aderência (η1 ).
225
Características Geométricas
Comprimento = barras de 12 m e outras formas, como rolos.
Diâmetros (mm) da NBR 7480:
- Barras: 5, 6,3, 8, 10, 12,5, 16, 20, 22, 25, 32 e 40. 
- Fios: 2,4, 3,4, 3,8, 4,2, 5, 5,5, 6, 6,4, 7, 8, 9,5 e 10.
226
Figura – Acondicionamento de fios em rolo 
e barras retas.
http://www.ferrominas.com.br/produto.php?produto=23
http://www.arcelormittal.com/br/belgo/
Diagrama Tensão-Deformação
a)		 		 b)
Figura – Diagrama real  x  dos aços: 
a) laminados; b) trefilados.
Diagrama simplificado para cálculo nos estados-limites de serviço e último: 
Figura - Diagrama tensão-deformação para aços de armaduras passivas com ou sem patamar de escoamento.
 Deformação de início de escoamento:
 
 
CA-25: yd = 1,04 ‰
CA-50: yd = 2,07 ‰
CA-60: yd = 2,48 ‰
Es = tg  = 2.100.000 kgf/cm2 = 210.000 MPa
230
Figura – Armadura pronta para colunas (Catálogos Gerdau). 
Armaduras prontas (dobradas, montadas) 
231
Figura – Tela soldada (Catálogos Arcelor Mittal). 
Tela soldada 
232
Figura – Arame duplo recozido (Catálogos Arcelor Mittal). 
Arame recozido 
233
REQUISITOS DE QUALIDADE DA ESTRUTURA E DO PROJETO
 As estruturas de concreto devem possuir os requisitos mínimos de qualidade durante o período de construção e durante a sua utili-zação.
234
As estruturas de concreto, delineadas
pelo projeto estrutural, devem obrigatoriamente apresentar:
a) Capacidade Resistente: “Consiste basicamente na segurança à ruptura.” Significa que a estrutura deve ter a capacidade de suportar as ações previstas de ocorrerem na construção, com conve-niente margem de segurança contra a ruína ou a ruptura.
235
b) Desempenho em Serviço: “Consiste na capacidade da estrutura manter-se em condições plenas de utilização durante sua vida útil, não podendo apresentar danos que comprometam em parte ou totalmente o uso para o qual foi projetada.”
c) Durabilidade: “Consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas e definidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e pelo contratante, no início dos trabalhos de elaboração do projeto.”
236
“Por vida útil de projeto, entende-se o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estru-turas de concreto, sem intervenções significativas, desde que atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e pelo construtor, conforme 7.8 e 25.3, bem como de execução dos reparos necessários decorrentes de danos acidentais.” (NBR 6118/14, item 6.2.1). 
237
O projeto estrutural deve ser feito de forma a atender aos três requisitos, bem como considerar as condições arquitetô-nicas, funcionais, construtivas, de integra-ção com os demais projetos (elétrico, hidráulico, ar-condicionado e outros), e exigências particulares, como resistência a explosões, ao impacto, aos sismos, ou ainda relativas à estanqueidade e ao isolamento térmico ou acústico. 
238
O projeto estrutural pode ser conferido por um profissional habilitado, de responsabilida-de do contratante. A conferência ou avaliação da conformidade do projeto deve ser realizada antes da fase de construção e, de preferência, simultaneamente com o projeto, como condição essencial para que os resultados da conferência se tornem efetivos e possam ser aproveitados. Na seção 25 da NBR 6118 encontram-se os critérios de aceitação do projeto, do recebimento do concreto e do aço, entre outros.
239
O projeto estrutural deve proporcionar as informações necessárias para a execução da estrutura, sendo constituído por desenhos, especificações e critérios de projeto. 
Figura – Exemplo de 
armação de pilares.
Figura – Exemplo de planta de fôrma de projeto estrutural.
Figura – Exemplo de legenda e informações de projeto.
Figura 16 – Detalhe de parte da planta de fôrma do
pavimento de um edifício.
243
DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS 
DE CONCRETO
“As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o prazo correspondente à sua vida útil.” (NBR 6118/14, item 6.1).
244
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO
DO CONCRETO
a) lixiviação: “É o mecanismo responsável por dissolver e carrear os compostos hidratados da pasta de cimento por ação de águas puras, carbônicas agressivas, ácidas e outras. 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.”
245
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO
DO CONCRETO
b) expansão por sulfato: “por ação de águas ou solos que contenham ou estejam contaminados com sulfatos, dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de cimento hidratado. A prevenção pode ser feita pelo uso de cimento resistente a sulfatos, conforme a ABNT NBR 5737.”
246
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO
DO CONCRETO
c) reação álcali-agregado: “É a expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e agregados reativos. O projetista deve identificar no projeto o tipo de elemento estrutural e sua situação quanto à presença de água, bem como deve recomendar as medidas preventivas, quando necessárias, de acordo com a ABNT NBR 15577-1.”
247
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO
DA ARMADURA
a) despassivação por carbonatação: “É a despassivação por carbonatação, ou seja, por ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço da armadura. As medidas preventivas consistem em dificultar o ingresso dos agentes agressivos ao interior do concreto. O cobrimento das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável um concreto de baixa porosidade.”
248
A carbonatação é um fenômeno que ocorre devido as reações químicas entre o gás carbônico presente na atmosfera, que penetra nos poros do concreto, e o hidróxido de cálcio e outros constituintes provenientes da hidratação do cimento. A carbonatação inicia-se na superfície da peça e avança progressivamente para o interior do concreto, ocasionando a diminuição da alta alcalinidade do concreto, de pH próximo a 13, para valores próximos a 8.
249
A alta alcalinidade do concreto origina a formação de um filme passivante de óxidos, resistente e aderente à superfície das barras de armadura existentes no interior das peças de Concreto Armado, que protege a armadura contra a corrosão.
250
A frente de carbonatação, ao atingir a armadura, destrói o filme protetor, possibili-tando o início da corrosão da armadura, que ocorre com expansão de volume e leva ao surgimento de fissuras, descolamento do concreto de cobrimento aderente à armadura, e principalmente a redução da área de armadura. A corrosão obriga à necessidade de reparos nas peças, com sérios prejuízos financeiros aos proprietários.
A espessura do cobrimento de concreto é o principal fator para a proteção das armaduras, ao se interpor entre o meio corrosivo e agressivo e a armadura, evitando que a frente de carbonatação alcance as armaduras.
251
b) despassivação por ação de cloretos: “Consiste na ruptura local da camada de passivação, causada por elevado teor de íon-cloro. As medidas preventivas consistem em dificultar o ingresso dos agentes agressivos ao interior do concreto. O cobrimento das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável o uso de um concreto de pequena porosidade. O uso de cimento composto com adição de escória ou material pozolânico é também recomendável nestes casos.”
252
O cobrimento da armadura é uma ação isolante, ou de barreira, sendo exercida pelo concreto interpondo-se entre o meio corrosivo e a armadura, principalmente em se tratando de um concreto bem dosado, muito pouco permeável, compacto e apresentando uma espessura adequada de cobrimento. 
Figura – Cobrimento da armadura.
253
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO 
DA ESTRUTURA
“São todos aqueles relacionados às ações mecânicas, movimentações de origem térmica, impactos, ações cíclicas, retração, fluência e relaxação, bem como as diversas ações que atuam sobre a estrutura.” (NBR 6118/14, item 6.3.4).
254
As movimentações de origem térmica são provocadas pelas variações naturais nas temperaturas ambientes, que causam a variação de volume das estruturas e fazem surgir consequentemente esforços adicionais nas estruturas. As variações de temperatura podem ser também de origem não natural, como aquelas que ocorrem em construções para frigoríficos, siderúrgicas, metalúrgicas, etc., como fornos e chaminés.
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO 
DA ESTRUTURA
255
As ações cíclicas são aquelas repetitivas, que causam fadiga nos materiais. Podem ou não variar o esforço de tração para compressão e vice-versa.
A retração e a fluência são deformações que ocorrem no concreto e que levam a diminuição do seu volume, o que pode induzir esforços adicionais nas estruturas. 
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO 
DA ESTRUTURA
256
Alguns exemplos de medidas preventivas são (NBR 6118/14, item 6.3.4):
- “barreiras protetoras em pilares (de viadutos, pontes e outros) sujeitos a choques mecânicos;
- período de cura após a concretagem (para estruturas correntes, ver ABNT NBR 14931);
- juntas de dilatação em estruturas sujeitas a variações volumétricas;
- isolamentos isotérmicos, em casos específicos, para prevenir patologias devidas
a variações térmicas.”
NBR 14931 - Execução de estruturas de concreto - Procedimento, 2004, 53p.
MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO 
DA ESTRUTURA
257
AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
“A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas.” (NBR 6118/14, item 6.4.1).
258
AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
Nos projetos das estruturas correntes, a agressividade ambiental deve ser classificada de acordo com o apresentado na Tabela 1 e pode ser avaliada, simplificadamente, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes. 
Tabela 3.1 - Classes de agressividade ambiental (NBR 6118/14, Tabela 6.1).
260
QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO
“... a durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto do cobrimento da armadura.” (NBR 6118/14, item 7.4).
Tabela 3.2 - Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto armado.
(NBR 6118/14, Tabela 7.1)
 
ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA
Cobrimento de armadura é a espessura da camada de concreto responsável pela proteção da armadura em um elemento. Essa camada inicia-se a partir da face mais externa da barra de aço e se estende até a superfície externa do elemento em contato com o meio ambiente. 
Figura – Cobrimento
da armadura.
263
Para garantir o cobrimento mínimo (cmín) o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (cnom):
Nas obras correntes c deve ser maior ou igual a 10 mm, que pode ser reduzido para 5 mm quando houver um adequado controle de qualidade e rígidos limites de tolerância da variabilidade das medidas durante a execução das estruturas de concreto. 
264
Em geral, o cobrimento nominal de uma determinada barra deve ser: 
A dimensão máxima característica do agregado graúdo (dmáx) utilizado no concreto não pode superar em 20 % a espessura nominal do cobrimento.
Tabela 3.3 - Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento
nominal para c = 10 mm.
(NBR 6118/14, Tabela 7.2)
266
SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
	Todos os tipos de estrutura devem possuir uma margem de segurança contra o colapso e deformações, vibrações e fissurações exces-sivas, sob o risco de perdas de vidas humanas e danos materiais de grande valor. Deverá existir, portanto, uma folga de resistência da estrutura, isto é, para ocorrer a ruína a estrutura teria que estar submetida a carregamentos muito supe-riores àqueles para os quais foi projetada. A “distância” entre o que a estrutura pode resistir e os esforços solicitantes provenientes do carre-gamento de serviço é a margem de segurança da estrutura.
267
 
					 
Em resumo: “Todo o conjunto da estrutura, bem como as partes que a compõe, deve resistir às solicitações externas na sua combinação mais desfavorável, durante toda a vida útil, e com uma conveniente margem de segurança”.
O dimensionamento da estrutura é feito no Estado Limite Último (ELU), isto é, na situação relativa ao colapso. Entretanto, os coeficientes de ponderação fazem com que, em serviço, as estruturas trabalhem “longe” da ruína.
Os coeficientes de ponderação majoram as ações (ou os esforços solicitantes) e minoram a resistência dos materiais.
268
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.” (NBR 6118/14, 3.2.1).
Deduz-se, portanto, que, em serviço, a estrutura não deve ou não pode alcançar o Estado Limite Último (ruína).
269
Estados Limites Últimos a serem verificados:
a) “da perda do equilíbrio da estrutura, admitida como corpo rígido;
b) de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no seu todo ou em parte;
c) de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no seu todo ou em parte, consideran-do os efeitos de segunda ordem;
270
d) provocado por solicitações dinâmicas;
e) de colapso progressivo;
f) de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no seu todo ou em parte, considerando exposição ao fogo, conforme NBR 15200;
g) de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando ações sísmicas, de acordo com a NBR 15421;
g) outros estados-limites últimos que eventualmente possam ocorrer em casos especiais.”
271
“Em relação aos ELU, além de se garantir a segurança adequada, isto é, uma probabi-lidade suficientemente pequena de ruína, é necessário garantir uma boa ductilidade, de forma que uma eventual ruína ocorra de forma suficientemente avisada, alertando os usuários.”
272
ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO (ELS)
“são aqueles relacionados ao conforto do usuário e à durabilidade, aparência e boa utilização das estruturas, seja em relação aos usuários, seja em relação às máquinas e aos equipamentos suportados pelas estruturas.” (NBR 6118/14, item 10.4).
273
Os estados limites de serviço definidos são:
a) Estado limite de formação de fissuras (ELS-F): estado em que se inicia a formação de fissuras. Admite-se que este Estado Limite é atingido quando a tensão de tração máxima na seção transversal for igual a resistência do concreto à tração na flexão (fct,f);
274
b) Estado limite de abertura das fissuras
 (ELS-W): este estado é alcançado quando as fissuras tem aberturas iguais aos valores máximos especificados pela norma no item 13.4.2. As estruturas de Concreto Armado trabalham fissuradas, porque essa é uma de suas características básicas, porém, no projeto estrutural as fissuras devem ter aberturas pequenas, não prejudiciais à estética e à durabilidade;
275
c) Estado limite de deformações excessivas (ELS-DEF): este estado é alcançado quando as deformações (flechas) atingem os limites estabelecidos para a utilização normal, dados em 13.3 da norma. Os elementos fletidos como as vigas e lajes apresentam flechas em serviço. O cuidado que o projetista estrutural deve ter é de limitar as flechas a valores aceitáveis, que não prejudiquem a estética e causem insegurança aos usuários;
 
276
d) Estado limite de vibrações excessivas (ELS-VE): este estado é alcançado quando as vibrações atingem os limites estabelecidos para a utilização normal da construção. O projetista deverá eliminar ou limitar as vibrações de tal modo que não prejudiquem o conforto dos usuários na utilização das estruturas.
277
A NBR 6118/14 estabelece que “as resistências não podem ser menores que as solicitações e devem ser verificadas em relação a todos os estados-limites e todos os carregamentos especificados para o tipo de construção considerado, ou seja, em qualquer caso deve ser respeitada a condição:”
Rd ≥ Sd
Rd = resistência de cálculo;
Sd = solicitação de cálculo.
RESISTÊNCIAS CARACTERÍSTICAS 
E DE CÁLCULO
CONCEITO DE VALOR CARACTERÍSTICO
Figura – Diagrama de frequências de um concreto (RÜSCH, 1981).
Figura – Curvas de dois concretos com qualidades diferentes (RÜSCH, 1981).
Figura – Concretos com qualidades diferentes mas mesma resistência característica.
Figura – Curva de distribuição normal para definição do valor característico da 
resistência do material.
282
RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA DO CONCRETO E DO AÇO
Por exemplo, para um concreto ensaiado em laboratório, a possibilidade de um corpo de prova ter sua resistência inferior a fck é de 5 %; melhor ainda, pode-se dizer que, dos corpos de prova ensaiados, 95 % terão sua resistência superior ao valor fck, enquanto 5 % poderão ter valor inferior. 
fck = fcm – 1,65s 
fyk = fym – 1,65s 
RESISTÊNCIA DE CÁLCULO
DO CONCRETO
a) “quando a verificação se faz em data j igual ou superior a 28 dias:”
c = coeficiente de ponderação da resistência do concreto.
RESISTÊNCIA DE CÁLCULO
DO CONCRETO
b) “quando a verificação se faz em data j inferior a 28 dias:”
s = 0,38 para concreto de cimento CPIII e IV;
s =
0,25 para concreto de cimento CPI e II;
s = 0,20 para concreto de cimento CPV-ARI.
t = idade efetiva do concreto, em dias.
RESISTÊNCIA DE CÁLCULO
DO AÇO
s = coeficiente de ponderação da resistência do aço.
286
Coeficientes de Ponderação
das Resistências
As resistências devem ser minoradas por:
 
m = m1 . m2 . m3 
m1 – considera a variabilidade da resistência dos materiais envolvidos;
m2 – considera a diferença entre a resistência do material no corpo de prova e na estrutura;
m3 – considera os desvios gerados na cons-trução e as aproximações feitas em projeto do ponto de vista das resistências.
287
Tabela 3.4 - Valores dos coeficientes de ponderação c e s dos materiais no ELU.
(NBR 6118/14, Tabela 12.1).
Na situação de serviço, as resistências devem ser tomadas conforme medidas em laboratório, de modo a refletir a resistência real do material. Assim, os limites estabelecidos para os Estados Limites de Serviço (ELS) não necessitam de minoração, portanto, m = 1,0.
288
Segundo a NBR 61183 (item 12.4.1): “Para a execução de elementos estruturais nos quais estejam previstas condições desfavoráveis (por exemplo, más condições de transporte, ou adensamento manual, ou concretagem deficiente por concentração de armadura), o coeficiente c deve ser multiplicado por 1,1. Para elementos estruturais pré-moldados e pré-fabricados, deve ser consultada a ABNT NBR 9062. Admite-se, no caso de testemunhos extraídos da estrutura, dividir o valor de c por 1,1. Admite-se, nas obras de pequena importância, o emprego de aço CA-25 sem a realização do controle de qualidade estabelecido na ABNT NBR 7480, desde que o coeficiente de ponderação para o aço seja multiplicado por 1,1.”
289
VALORES DE CÁLCULO DAS AÇÕES
“Os valores de cálculo Fd das ações são obtidos a partir dos valores representativos, multiplicando-os pelos respectivos coeficientes de ponderação f .”
290
COEFICIENTES DE PONDERAÇÃO DAS AÇÕES
As ações devem ser majoradas pelo coeficiente f :
f = f1 . f2 . f3
291
Tabela 3.5 - Coeficiente f = f1 . f3 no ELU
(NBR 6118, Tabela 11.1).
292
Tabela 3.6 - Valores do coeficiente f2 no ELU
(NBR 6118, Tabela 11.2).
293
Estado Limite de Serviço (ELS)
“Em geral, o coeficiente de ponderação das ações para estados-limites de serviço é dado pela expressão: f = f2 .” 
f2 = 1 para combinações raras;
b) f2 = ψ1 para combinações frequentes;
c) f2 = ψ2 para combinações quase permanentes.
294
ESTÁDIOS DE CÁLCULO
Podem ser definidos como os “estágios de tensão pelo qual um elemento fletido passa, desde o carregamento inicial até a ruptura”.
295
Estádio Ia – o concreto resiste à tração com diagrama triangular;
Estádio Ib – corresponde ao início da fissuração no concreto tracionado;
Estádio II – despreza-se a colaboração do concreto à tração;
- Estádio III – corresponde ao início da plastificação (esmagamento) do concreto à compressão.
Figura – Diagramas de tensão indicativos dos estádios de cálculo.
	Tipo de superfície
	η1
	Lisa
	1,0
	Entalhada
	1,4
	Nervurada
	2,25