ESTRUTURAS DE CONCRETO I Aula 01

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AULA 01
ESTRUTURAS DE 
CONCRETO I
1
Definição de Concreto 
Armado:
É obtido pela associação do concreto simples (cimento,
agregados e água) com uma armadura convenientemente
posicionada (armadura passiva) para resistir em conjunto
aos esforços solicitantes. A armadura é dita passiva por
não receber qualquer esforço prévio antes da ação do
carregamento.
Os principais materiais componentes do concreto armado,
ou seja, o concreto e o aço, possuem coeficientes de
dilatação térmica muito próximos, 1x10−5 × °C −1 e 1,2x
10−5 × °C −1 , respectivamente.
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Idéia Básica:
Para a utilização estrutural, o concreto simples não é
adequado para a maioria das peças, salvo aquelas onde
as tensões solicitantes sejam seguramente absorvidas.
Embora a resistência à compressão do concreto seja
satisfatória, a resistência à tração é aproximadamente 10
vezes menor.
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Concreto Protendido:
Obtido pela associação entre o concreto simples e a
armadura ativa, ou seja, uma armadura que recebeu um
alongamento elástico antes da atuação da solicitação. A
armadura ativa introduz forças adicionais no concreto,
normalmente de compressão nas regiões que
teoricamente serão tracionadas durante o uso da peça
estrutural, antes da fase de utilização da estrutura, de
forma que as tensões de tração sejam minimizadas.
O ato de tracionar a armadura ativa é chamado de
protensão, e confere à estrutura maior capacidade
resistente e menor grau de fissuração sob as mesmas
condições de carregamento dos elementos em concreto
armado.
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Concreto Protendido:
5
Concreto Protendido:
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Aplicações do Concreto Armado 
e Protendido:
Algumas características que tornam a utilização do
concreto viável:
 Aderência: É responsável pela solidarização das barras
de aço ao concreto. É a principal característica do
concreto armado. No caso da flexão, devido à baixa
capacidade resistente à tração do concreto, o mesmo
fissura mas permanece solidário às barras de aço;
 Otimização das seções: O correto posicionamento das
armaduras possibilita o dimensionamento de seções
esbeltas, coerentes e econômicas, com um rendimento
muito próximo das estruturas metálicas. As armaduras
suprem a necessidade de resistência à tração do
concreto;
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Aplicações do Concreto Armado 
e Protendido:
 Durabilidade: O concreto é alcalino, condição que,
associada ao cobrimento satisfatório, protege as
armaduras da corrosão. Cabe ressaltar que a porosidade
do concreto pode propiciar a corrosão das armaduras
quando a estrutura está sujeita a ambientes agressivos.
Não só as armaduras podem ser deterioradas, mas o
concreto também, ou seja, a dosagem correta do concreto
prolonga a vida útil das estruturas de concreto armado e
protendido.
 Dilatação térmica: o concreto protege as armaduras do
calor e, apesar dos coeficientes de dilatação do aço e do
concreto serem muito próximos, em situações de incêndio,
por exemplo, as armaduras se deformam bem mais do
que o concreto, gerando um estado de tensões
inaceitável.
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Campos de Aplicação:
 Em estruturas prediais;
 Obras Rodoviárias (Pontes e Viadutos);
 Obras hidráulicas (Barragens e Reservatórios);
 Obras Industriais (Silos, Chaminés, Postes) e pré-fabricados
em geral;
 Fundações;
 Pavimentação (Pavimento Rígido);
 Obras de contenção dentre outras.
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Vantagens:
 Boa resistência à maioria das solicitações;
 Boa trabalhabilidade, se adaptando a várias formas,
podendo assim ser escolhida a mais conveniente do ponto
de vista estrutural, dando maior liberdade ao projetista;
 Permite a obtenção de estruturas monolíticas, o que não
ocorre com as de aço, madeira e a maioria das pré-
fabricadas. Há aderência entre o concreto endurecido e o
que é lançado posteriormente, facilita a transmissão dos
esforços;
 As técnicas de execução são simples e de domínio
geral.
Em diversas situações pode competir economicamente
com as estruturas de aço;
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Vantagens:
 Apresenta durabilidade e resistência ao fogo superior à
madeira e aço, desde que o cobrimento e a qualidade do
concreto estejam de acordo com as condições do meio
em que está inserida a estrutura (recomendações
normativas);
 Possibilita a pré-fabricação, proporcionando velocidade
e facilidade de execução às obras;
 Boa resistência a choques, vibrações, efeitos térmicos,
atmosféricos e desgastes mecânicos.
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Desvantagens:
 Resulta em elementos com maiores dimensões que o
aço, o que, associado ao elevado peso próprio (25 kN/m3),
limita sua utilização e eleva seu custo;
 As obras de reforma e adaptação são, em algumas
situações, de difícil execução;
 É bom condutor de calor e som, exigindo, em algumas
situações, a associação com outros materiais para suprir
estas características;
 Necessita de fôrmas (exceto quando se utilizam os pré-
fabricados), que permanecem na estrutura até que o
concreto apresente resistência satisfatória para a
desfôrma. Cabe ressaltar que a construção civil, devido às
técnicas de moldagem das estruturas de concreto armado,
ainda consome grande quantidade de madeira,
contribuindo para a degradação do meio ambiente, sem
contar com a exploração de jazidas minerais não
renováveis.12
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14
Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.1 – Resistência à compressão:
 A resistência do concreto endurecido depende de vários
fatores, dentre eles o consumo de cimento e água, o grau
de adensamento e o tipo de agregado utilizado. De modo
geral, quanto maior o consumo de cimento e menor a
relação água-cimento, maior a resistência à compressão
do concreto. A relação água cimento determina a
porosidade da pasta de cimento endurecida e, portanto,
as propriedades mecânicas do concreto.
 Concretos dosados com seixo rolado geralmente
apresentam menor resistência mecânica que aqueles
dosados com pedra britada (granito, basalto, etc.).
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Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.1 – Resistência à compressão:
Sdfcjfck  65,1
 
1
1
2





n
fcjfci
Sd
n
i
16
Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.1 – Resistência à compressão:























2/1
28
1
t
sExpfckfckj
c
ck
cd
f
f


17
Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.1 – Resistência à compressão:
18
Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.2 – Resistência à tração:
A resistência à tração do concreto
(fctk) pode ser obtida
experimentalmente através da
ruptura de corpos de prova no
ensaio de compressão diametral
(split cylinder test), também
conhecido como ensaio brasileiro,
idealizado pelo Engenheiro
Fernando Lobo Carneiro.
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Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.2 – Resistência à tração:
Utiliza-se Corpos-de-prova de
150 x 300mm para a
realização destes ensaios.
Na ausência de dados
experimentais a NBR 6118/03
recomenda que a resistência
característica à tração pode
ser estimada.
lD
P
fctk



2
 MPaff ckmct
3/2
, 3,0 
c
ctk
ctd
f
f


4,1c
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Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.3 – Módulo de Elasticidade:
O módulo de elasticidade do
concreto (Ec), ou módulo de
deformação longitudinal, pode ser
determinado através de ensaios
de compressão axial de acordo
com a NBR 8522/84.
Como a não linearidade do
concreto está presente em todos
os estágios de carregamento, a
NBR 6118/03 recomenda que o
valor do módulo de elasticidade
pode ser estimado considerando
algumas simplificações















2
002,0
1185,0 ccdc f

21
Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:1.3 – Módulo de Elasticidade:
Visando a praticidade do cálculo
estrutural, a norma brasileira
recomenda a utilização de um
digrama de deformação
simplificado, composto por um
trecho parabólico e outro reto.















2
002,0
1185,0 ccdc f

22
Propriedades dos Materiais:
1 – Concreto:
1.3 – Módulo de Elasticidade:
Na ausência de ensaios para a
determinação do módulo de
elasticidade, a norma recomenda
a equação para estimar o módulo
tangente inicial cordal.
Para determinação de
deformações em peças sob flexão
a NBR 6118 utiliza o módulo de
elasticidade secante
correspondente a 0,85×EcTg.
O CEB-MC90 estima o valor do
módulo de deformação
longitudinal do concreto através
da equação. Resultados
experimentais têm confirmado a
proximidade dos resultados
estimados com os observados
para resistências à compressão
em torno de 50 MPa.
ckcTg fE  5600
3/1
4
10
1015,2 





 ckc
f
E
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Propriedades dos Materiais:
2 – Aço para Concreto Armado:
2.1 – Resistência a Tração:
Os aços para concreto armado
podem ser fabricados através do
processo de laminação à quente
(com patamar de escoamento) ou
por deformação a frio (sem
patamar de escoamento), onde
predomina a trefilação. Estes
aços também são chamados de
encruados, e surgiram com a
necessidade do cálculo
considerando o estádio III de
dimensionamento (diagrama
parábola-retângulo).
A resistência à tração dos aços
brasileiros para concreto armado
pode ser determinada pelo ensaio
de tração de acordo com a NBR
6152. s
yk
yd
f
f

 15,1s
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Propriedades dos Materiais:
2 – Aço para Concreto Armado:
2.2 – Módulo de Elasticidade:
São utilizados com muita freqüência dois tipos de aço. Um de
dureza natural, e que apresenta diagrama tensão-deformação com
patamar de escoamento bem definido, e outro com propriedades
mecânicas alteradas. Para este último, que passam por um
processo de encruamento a frio, o diagrama tensão-deformação
não apresenta patamar de escoamento, devendo seu módulo de
elasticidade ser determinado com o auxílio de uma reta com origem
na deformação residual de 2‰ paralela ao trecho reto da curva.
A NBR 6118 (2003) permite a utilização de um diagrama
simplificado de cálculo com patamar de escoamento para aços com
e sem patamar real de escoamento. O limite de 10‰ para a
deformação específica do aço é recomendado para evitar
deformações excessivas nas peças de concreto armado sob flexão.
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Propriedades dos Materiais:
2 – Aço para Concreto Armado:
2.2 – Módulo de Elasticidade:
Com Patamar de Escoamento
Sem Patamar de Escoamento
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Propriedades dos Materiais:
2 – Aço para Concreto Armado:
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