Sistemas Estruturais Concreto 1

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Sistemas Estruturais – Concreto 
CONCEITOS 
 Concreto: é um material de construção proveniente da 
mistura, em proporção adequada, de: aglomerantes, 
agregados e água. Também é frequente o emprego de 
aditivos e adições. 
a) Aglomerantes 
Os aglomerantes unem os fragmentos de outros materiais. 
No concreto, em geral se emprega cimento Portland, que 
por ser um aglomerante hidráulico, reage com a água e 
endurece com o tempo. 
b) Aditivos 
Os aditivos são produtos que, adicionados em pequena 
quantidade aos concretos de cimento Portland, modificam 
algumas propriedades, no sentido de melhorar esses 
concretos para determinadas condições. 
CONCEITOS 
Os principais tipos de aditivos são: plastificantes (P), 
retardadores de pega (R), aceleradores de pega (A), 
plastificantes retardadores (PR), plastificantes aceleradores 
(PA), incorporadores de ar (IAR), superplastificantes (SP), 
superplastificantes retardadores (SPR) e superplastificantes 
aceleradores (SPA). 
c) Adições 
As adições constituem materiais que, em dosagens 
adequadas, podem ser incorporados aos concretos ou 
inseridos nos cimentos ainda na fábrica, o que resulta na 
diversidade de cimentos comerciais. 
Com a alteração da composição dos cimentos pela 
incorporação de adições, é comum eles passarem a ser 
denominados aglomerantes. 
Os exemplos mais comuns de adições são: escória de alto 
forno, cinza volante, sílica ativa de ferro-silício e 
metacaulinita. 
CONCEITOS 
d) Agregados 
Os agregados são partículas minerais que aumentam o 
volume da mistura, reduzindo seu custo, além de contribuir 
para a estabilidade volumétrica do produto final. 
Dependendo das dimensões características φ, dividem-se 
em dois grupos: 
• Agregados miúdos: 0,075mm < φ < 4,8mm. Exemplo: 
areias. 
• Agregados graúdos: φ ≥ 4,8mm. Exemplo: pedras. 
CONCEITOS 
e) Pasta 
A pasta resulta das reações químicas do cimento com a 
água. Quando há água em excesso, denomina-se nata. 
 
 
 
 
f) Argamassa 
A argamassa provém da mistura de cimento, água e 
agregado miúdo, ou seja, pasta com agregado miúdo. 
 
 
 
 
 
PASTA CIMENTO + ÁGUA 
PASTA CIMENTO + ÁGUA + AREIA 
CONCEITOS 
g) Concreto simples 
O concreto simples é formado por cimento, água, agregado 
miúdo e agregado graúdo, ou seja, argamassa e agregado 
graúdo. 
PASTA CIMENTO + ÁGUA + AREIA + PEDRA 
CONCEITOS 
 No estado endurecido, o concreto apresenta: 
• boa resistência à compressão; 
• baixa resistência à tração; 
• comportamento frágil, isto é, rompe com pequenas 
deformações. 
 Na maior parte das aplicações estruturais, para melhorar as 
características do concreto, ele é usado junto com outros 
materiais. 
h) Concreto armado 
O concreto armado é a associação do concreto simples 
com uma armadura, usualmente constituída por barras de 
aço. 
Os dois materiais devem resistir solidariamente aos esforços 
solicitantes. Essa solidariedade é garantida pela aderência. 
 CONCRETO ARMADO CONCRETO SIMPLES + ARMADURA + ADERÊNCIA 
CONCEITOS 
i) Concreto protendido 
No concreto armado, a armadura não tem tensões iniciais. 
Por isso, é denominada armadura frouxa ou armadura 
passiva. 
No concreto protendido, pelo menos uma parte da 
armadura tem tensões previamente aplicadas, denominada 
armadura de protensão ou armadura ativa. 
 
j) Argamassa armada 
A argamassa armada é constituída por agregado miúdo e 
pasta de cimento, com armadura de fios de aço de 
pequeno diâmetro, formando uma tela. 
No concreto, a armadura é localizada em regiões 
específicas. Na argamassa, ela é distribuída por toda a 
peça. 
CONCRETO PROTENDIDO CONCRETO + ARMADURA ATIVA 
CONCEITOS 
k) Concreto de alto desempenho 
Um concreto de alto desempenho – CAD apresenta 
características diferenciadas do concreto tradicional, e 
deve ser entendido como um material que atende a 
expectativas para fins pré-determinados, relativos a 
comportamento estrutural, lançamento, adensamento, 
estética e durabilidade frente ao meio ambiente atual e 
futuro. Como exemplos podem ser citados: Concreto de Alta 
Resistência – CAR e Concreto Autoadensável – CAA. 
CONCEITOS 
 Vantagens do concreto armado 
• É moldável, permitindo grande variabilidade de formas e 
de concepções arquitetônicas. 
• Apresenta boa resistência à maioria dos tipos de 
solicitação, desde que seja feito um cálculo correto e um 
adequado detalhamento das armaduras. 
• A estrutura é monolítica, com trabalho conjunto, se uma 
peça é solicitada. 
• Baixo custo dos materiais – água e agregados, graúdos e 
miúdos. 
• Baixo custo de mão de obra, pois, em geral, a produção 
de concreto convencional não exige profissionais com 
elevado nível de qualificação. 
• Processos construtivos conhecidos e bem difundidos em 
quase todo o país. 
 
CONCEITOS 
 Vantagens do concreto armado 
• Facilidade e rapidez de execução, principalmente se 
forem utilizadas peças pré-moldadas. 
• O concreto é durável e protege as armaduras contra 
corrosão. 
• Os gastos de manutenção são reduzidos, desde que a 
estrutura seja bem projetada e adequadamente 
construída. 
• O concreto é pouco permeável à água, quando dosado 
corretamente e executado em boas condições de 
plasticidade, adensamento e cura. 
• É um material com bom comportamento em situações 
de incêndio, desde que adequadamente projetado para 
essas situações. 
• Possui resistência significativa a choques e vibrações, 
efeitos térmicos, atmosféricos e a desgastes mecânicos. 
CONCEITOS 
 Restrições do concreto 
• Retração e fluência (dependem da estrutura interna do 
concreto, para minimizar os efeitos atenção em todas as fases 
de preparação: escolha dos materiais, dosagem, adensamento 
e cura) - (fluência – dependem também das forças fases de 
carregamento); 
• Baixa resistência à tração (contornada com o uso adequado 
da armação); 
• Pequena ductilidade (peças comprimidas – utilização de 
estribos), 
• Fissuração (fase de projeto – armação adequada), 
• Peso próprio elevado, 
• Custo de formas para moldagem, 
• Corrosão das armaduras (controle da fissuração e 
cobrimento da armadura adequada). 
CONCEITOS 
 Aplicações do concreto 
• Edifícios: mesmo que a estrutura principal não seja de 
concreto, alguns elementos, pelo menos, o serão; 
• Galpões e pisos industriais ou para fins diversos; 
• Obras hidráulicas e de saneamento: barragens, tubos, 
canais, reservatórios, estações de tratamento etc.; 
• Rodovias: pavimentação de concreto, pontes, 
viadutos, passarelas, túneis, galerias, obras de 
contenção etc.; 
• Estruturas diversas: elementos de cobertura, chaminés, 
torres, postes, mourões, dormentes, muros de arrimo, 
piscinas, silos, cais, fundações de máquinas etc. 
ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS 
 Estrutura é a parte resistente da construção e tem as funções 
de suportar as ações e as transmitir para o solo. 
 Em edifícios, os elementos estruturais principais são: 
• Lajes: são placas que, além das cargas permanentes, 
recebem as ações de uso e as transmitem para os apoios; 
travam os pilares e distribuem as ações horizontais entre os 
elementos de contraventamento; 
• Vigas: são barras horizontais que delimitam as lajes, 
suportam paredes e recebem ações das lajes ou de outras 
vigas e as transmitem para os apoios; 
• Pilares: são barras em geral verticais que recebem as ações 
das vigas ou das lajes e dos andares superiores as 
transmitem para os elementos inferiores ou para a fundação; 
• Fundação: são elementos como blocos, lajes, sapatas, vigas, 
estacas etc., que transferem osesforços para o solo. 
ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS 
 Pilares alinhados ligados por vigas formam os pórticos, que 
devem resistir às ações do vento e às outras ações que 
atuam no edifício, sendo o mais utilizado sistema de 
contraventamento. 
 Em edifícios esbeltos, o travamento também pode ser feito 
por pórticos treliçados, paredes estruturais ou núcleos. Os 
dois primeiros situam-se, em geral, nas extremidades, e os 
núcleos, em volta da escada e dos elevadores. 
 Nos andares com lajes e vigas, a união desses elementos 
pode ser denominada tabuleiro, andar, piso ou pavimento. 
 Nos edifícios com tabuleiros sem vigas, as lajes se apoiam 
diretamente nos pilares, sendo denominadas lajes lisas. 
 Se nas ligações das lajes com os pilares houver capitéis, elas 
recebem o nome de lajes-cogumelo. 
 
ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS 
 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. 
 Nos edifícios, são considerados elementos estruturais 
complementares: 
• escadas, 
• caixas d’água, 
• muros de arrimo, 
• consolos, 
• marquises etc. 
 
LAJES MACIÇAS 
 Lajes são elementos planos, em geral horizontais, com duas 
dimensões muito maiores que a terceira, sendo esta 
denominada espessura. A principal função das lajes é 
receber os carregamentos atuantes no andar, provenientes 
do uso da construção (pessoas, móveis e equipamentos), e 
transferi-los para os apoios. 
 Vamos ver o procedimento para o projeto de lajes 
retangulares maciças de concreto armado, apoiadas sobre 
vigas ou paredes. Esses apoios são admitidos indeslocáveis. 
Nos edifícios usuais, as lajes maciças têm grande 
contribuição no consumo de concreto: aproximadamente 
50% do total. 
LAJES MACIÇAS 
Planta de fôrma simples com duas 
 lajes maciças. 
Lajes maciças e laje em balanço (L2). 
LAJES MACIÇAS 
Lajes maciças sendo 
concretadas e em construção. 
LAJES LISA E COGUMELO 
LAJES LISA E COGUMELO 
Capitel de laje cogumelo Laje lisa (que se apoia 
diretamente no pilar) 
LAJES NERVURADA 
Laje 
nervurada 
moldada no 
local com 
enchimento 
em bloco de 
concreto 
celular 
autoclavado 
Lajes nervuradas sem material de enchimento 
LAJES PRÉ-FABRICADAS (tipo treliçada) 
Exemplo de laje nervurada pré-fabricada do tipo treliçada 
Laje pré-fabricada do tipo 
treliçada com enchimento em 
blocos cerâmicos e de isopor 
Laje pré-fabricada com nervura protendida 
LAJES PRÉ-FABRICADAS (tipo treliçada) 
Exemplo de laje nervurada pré-fabricada do tipo treliçada 
Laje pré-fabricada do tipo 
treliçada com enchimento em 
blocos cerâmicos e de isopor 
Laje pré-fabricada com nervura protendida 
LAJES ALVEOLAR (concreto protendido) 
Laje alveolar de Concreto Protendido 
VIGAS 
 Vigas são elementos lineares (barras) onde a flexão é 
preponderante. Sua função básica é vencer vãos e transmitir 
as cargas para os apoios, geralmente pilares. 
 Na maioria das aplicações são retas e horizontais, mas 
também podem ser curvas. 
 Os carregamentos são provenientes de lajes, de outras vigas, 
de paredes de alvenaria, de pilares, etc., geralmente 
perpendiculares ao eixo longitudinal. 
 Os esforços atuantes são: momentos fletores, forças 
cortantes, forças normais de compressão ou de tração, e 
também podem ocorrer momentos de torção. 
 As vigas, juntamente com as lajes e pilares, compõem a 
estrutura de contraventamento responsável por proporcionar 
a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e 
horizontais. 
 Geralmente tem duas armaduras diferentes, a longitudinal e 
a transversal, compostas respectivamente por barras 
longitudinais e estribos 
VIGAS 
VIGAS 
VIGAS 
VIGAS 
Vigas Baldrames para apoio das paredes da 
residência. 
Viga Invertida na base de uma parede. 
VIGAS 
Exemplo de vigas de edifícios de múltiplos pavimentos. 
VIGAS 
Exemplos de vigas em sobrado residencial. 
Vigas com mudança de direção, caso onde os momentos de torção devem ser 
considerados. 
PILARES 
 Pilares são “elementos lineares de eixo reto, usualmente 
dispostos na vertical, em que as forças normais de 
compressão são preponderantes.” (NBR 6118, item 14.4.1.2). 
 As ações que recebem, geralmente de vigas e lajes, são 
transmitidas às fundações das edificações, na grande 
maioria dos casos. 
Pilar 
PILARES 
 Os pilares são os elementos estruturais de maior importância 
nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade 
resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. 
 Como elementos verticais, são os principais responsáveis na 
estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de 
contraventamento juntamente com as vigas e lajes. 
PILARES 
 Os pilares são os elementos estruturais de maior importância 
nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade 
resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. 
 Como elementos verticais, são os principais responsáveis na 
estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de 
contraventamento juntamente com as vigas e lajes. 
PILARES 
 Os pilares são os elementos estruturais de maior importância 
nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade 
resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. 
 Como elementos verticais, são os principais responsáveis na 
estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de 
contraventamento juntamente com as vigas e lajes. 
PILARES 
 Os pilares são os elementos estruturais de maior importância 
nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade 
resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. 
 Como elementos verticais, são os principais responsáveis na 
estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de 
contraventamento juntamente com as vigas e lajes. 
PILARES 
 Os pilares são os elementos estruturais de maior importância 
nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade 
resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. 
 Como elementos verticais, são os principais responsáveis na 
estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de 
contraventamento juntamente com as vigas e lajes. 
PILARES 
 Os pilares são os elementos estruturais de maior importância 
nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade 
resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. 
 Como elementos verticais, são os principais responsáveis na 
estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de 
contraventamento juntamente com as vigas e lajes. 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
 Os blocos 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, o que ocorre por meio do atrito da superfície de 
contato da estaca ao longo do comprimento e pelo apoio 
da ponta inferior no solo. Há uma infinidade de tipos 
diferentes de estacas, cada qual com finalidades 
específicas. Os blocos podem ser apoiados em uma, duas, 
três, ou teoricamente para um número qualquer de estacas. 
 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, e neste caso é necessário reforçar 
com armadura a região superior do fuste, a cabeça do 
tubulão, que passa a receber o carregamento diretamente 
do pilar. 
ELEMENTOS DEFUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Bloco sobre estacas Bloco sobre tubulão 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Bloco sobre várias estacas 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Bloco sobre três estacas 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Blocos sobre tubulões e pilares diretamente sobre tubulão. 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Blocos sobre tubulões e pilares diretamente sobre tubulão. 
Vistoria em Tubulão Esquema de um Tubulão 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Blocos sobre tubulões e pilares diretamente sobre tubulão. 
Vistoria em Tubulão Esquema de um Tubulão 
Tubulões sendo escavados manualmente e com equipamento. 
Lançamento do concreto no tubulão e adensamento do concreto do topo do fuste. 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Blocos de fundação já concretados 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Tubulão e Bloco de Fundação 
Blocos de fundação já concretados 
Bloco sobre uma estaca em construção. 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Sapata 
 As sapatas recebem as ações dos pilares e as transmitem 
diretamente ao solo. Podem ser localizadas ou isoladas, 
conjuntas ou corridas. 
 A sapata isolada serve de apoio para apenas um pilar, a 
conjunta serve para a transmissão simultânea do 
carregamento de dois ou mais pilares. 
 A sapata corrida tem este nome porque é disposta ao longo 
do comprimento do elemento que lhe aplica o 
carregamento, geralmente uma parede de alvenaria ou de 
concreto, sendo comum em construções de pequeno porte 
onde o solo tem boa capacidade de suporte de carga a 
baixas profundidades. 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Sapata 
Sapata isolada e detalhe da armação 
Ilustração de sapata isolada numa construção de pequeno porte 
ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO 
 Sapata Corrida 
Detalhe de sapata corrida. 
Detalhe de armação 
de sapata corrida.