Exercicio de Materiais II 02 09

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Bacharelado em Engenharia Civil
MATERIAIS DA CONTRUÇÃO CIVIL II
Professor: Robson Arruda
Alunos: Hirley Pinheiro 
Cajazeiras/PB – 2016
(02/09)
Quais as diferenças entre as ações CA – 25, CA – 50 e CA – 60? Explique pelos critérios de resistência, superfície da peça, processo de fabricação e aplicações.
O que influencia na escolha do diâmetro do pino de dobramento dos vergalhões de aço? Quais as consequências da escolha do pino não recomendado?
Qual a importância do cobrimento da estrutura de aço no concreto armado?
RESPOSTAS:
O AÇO ESTRUTURAL (uma parte do material desta página foi extraída do site www.gerdau.com.br) Os aços são classificados conforme sua resistência, definida pela sua composição e processo de fabricação. Assim, tem-se as classificações CA-25, CA-50 e CA-60. Aços CA-50 e CA-25 Produzidos de acordo com as especificações da norma 7480/96, são fornecidos nas categorias CA-50, com superfície nervurada e CA-25, com superfície lisa. Os vergalhões são encontrados sob a forma de rolos para bitolas até 12,5 mm e em barras retas ou dobradas de 12m, em feixes de 1.000 e 2.000Kg. 
Geralmente, quando se faz referência a estes tipos de aço, costuma-se chamá-los de barras de aço. CA-50 CA-25 Diâmetro Nominal (DN) (mm) Massa Nominal (Kg/m) Resistência Característica de Escoamento (fy) (MPa) Limite de Resistência (MPa) alongamento mínimo em 10ø Diâmetro do Pino para Dobramento a 180º (mm) Resistência Característica de Escoamento(fy) (MPa) Limite de Resistência (MPa) alongamento mínimo em 10ø Diâmetro do Pino para Dobramento a 180º (mm) 4 x DN 2 x DN 6 x DN 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 32,0 40,0 0,245 0,395 0,617 0,963 1,578 2,466 3,853 6,313 9,865 500 1,10 x fy 8% 8x DN 250 1,20 x fy 18% 4 x DN Aço CA-60 
O aço CA-60 apresenta capacidade de soldabilidade com ótimo dobramento e alta resistência. É indicado para a produção de vigotas de lajes pré-fabricadas, treliças, armações para tubos, pré-moldados e outras aplicações. O vergalhão CA-60 está disponível em rolos de aproximadamente 170 Kg, estocadores para uso industrial e feixes de barras retas ou dobradas de 12 metros com 1000 Kg. Geralmente, quando se faz referência a este tipo de aço, costuma-se chamá-lo de fios de aço, por serem mais delgados que os aços CA-25 e CA-50. CA - 60 Diâmetro Nominal (DN) (mm) Massa Nominal (Kg/m) Resistência Característica de Escoamento (fy) (Mpa) Limite de Resistência(fst) (Mpa) Relação fst/fy Alongamento mínimo em 10 Diâmetro do Pino para Dobramento a 180º (mm) 3,40 4,20 5,00 6,00 7,00 8,00 9,50 0,071 0,109 0,154 0,222 0,302 0,395 0,558 600 660 >= 1,05 5% 5 x DN Define-se o aço a ser utilizado através de dois parâmetros: - resistência (CA-25, CA-50 ou CA-60) - bitola, isto é, o seu diâmetro nominal, padronizado de acordo com a EB-3. A tabela abaixo mostra os valores nominais para cálculo que devem ser utilizados para os fios e barras. 
Área da seção de armadura As (cm2 ) Bitola ø Valor nominal para cálculo Fios Barras Φ (Diametro) (cm) Massa linear (kg/m) μ (perímetro) (cm) As (cm2) 3,2 - 0,32 0,063 1,00 0,080 4 - 0,40 0,10 1,25 0,125 5 5 0,50 0,16 1,60 0,200 6,3 6,3 0,63 0,25 2,00 0,315 8 8 0,80 0,40 2,50 0,500 10 10 1,00 0,63 3,15 0,800 12,5 12,5 1,25 1,00 4,00 1,250 - 16 1,60 1,60 5,00 2,000 - 20 2,00 2,50 6,30 3,150 - 25 2,50 4,00 8,00 5,000 - 32 3,20 6,30 10,00 8,000 - 40 4,00 10,00 12,50 12,50 Composição e processo de fabricação Os aços são ligas contendo ferro, carbono, manganês, silício, alumínio, enxofre, fósforo e cromo. 
Os aços CA-25 têm resfriamento natural. Os aços CA-50A e CA-60A são ligas especiais. Podem ser soldados sem maiores cuidados. Os aços CA-50B e CA-60B são mais usuais e mais baratos. São encruados a frio e perdem a resistência quando aquecidos, por exemplo, durante um processo de solda. Características mecânicas As características mecânicas são levantadas através de ensaios, cujos resultados são apresentados em diagramas tensão-deformação. As estruturas devem evitar estados com uma margem conveniente de segurança. Estados limites últimos Perda de estabilidade Ruptura de seções críticas Transformação em mecanismo Instabilidade Elástica (flambagem) Deterioração por fadiga Para garantir a segurança, as solicitações características, obtidas a partir dos carregamentos característicos, são majoradas. Adicionalmente, as resistências dos materiais componentes são minoradas. Estados limites de serviço Deformações excessivas Fissuração excessiva Existência de corrosão Vibração excessiva Nestes casos, considerar as solicitações características sem majoração e as resistências com minoração. Ações a considerar: Diretas Cargas permanentes Cargas acidentais Indiretas: Temperatura Retração Recalques Excepcionais: Terremotos Maremotos Incêndios Segurança das estruturas Fatores de incerteza: Valores da resistência dos materiais Medições nas obras Desconhecimento das ações reais Hipóteses simplificadoras no cálculo Coeficientes de segurança Ações atuantes: Cargas permanentes: 0,9 ou 1,4 Cargas acidentais: 1,4 Deformações: 1,2 Resistências: Resistência de cálculo = resistência característica / γ Aço: γ = 1,15 Concreto: γ = 1,4.
Pino: É o ponto onde se faz o dobramento da barra; o diâmetro interno da dobra será aproximadamente igual ao diâmetro do pino. É bom lembrar que sempre que se fala em pino de dobramento estamos nos referindo a este e não ao pino suporte. Na realidade existe uma norma, a NBR 6118 - “Projeto e execução de obras de concreto armado” da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) que determina as condições que devem ser obedecidas no projeto, na execução e no controle de obras de concreto armado e nos seus itens 6.3.4.1 e 10.3 informa o diâmetro mínimo do pino a se utilizar no dobramento de barras. Conforme seguem as tabelas:
Devemos observar que as indicações de norma visam a obtenção de um produto final (aço dobrado) seguro, que não ofereça riscos, prevenindo quebra ou fragilidade na região da dobra e não expondo a construção a riscos. Este é um dos cuidados principais a se tomar no dobramento: nós devemos sempre utilizar pinos de dobramento de acordo com a norma. Muitos não seguem esta orientação e afirmam que o dobramento em pino de menor diâmetro, desde que a barra de aço não quebre, não provoca qualquer tipo de problema. No entanto, o dobramento em condições mais agressivas pode fragilizar o material em parte da região da dobra seja por ter utilizado quase toda resistência do aço para dobrá-lo em pinos menores, que exigem maior esforço, seja por provocar pequenas trincas ou fissuras nas bases das nervuras, o que diminui a área resistente da barra. Observe que nestes casos se a barra não quebrou é muito pior do que se ela tivesse quebrado pois seria retirada da mesa de dobramento e não iria para a armadura. A barra com problema irá compor a armadura e ocorrendo alguma sobrecarga acidental na estrutura a fragilização pode acontecer neste ponto.
O cobrimento das armaduras serve para que não haja contato do ar externo com a superfície do aço, pois o ferro em contato com O2 reage e forma Al2O3, ou seja, ferrugem. A ferrugem causa uma diminuição da estrutura da ferragem, ocasionando uma diminuição de área de seção, a diminuição da resistência do aço à tração da estrutura. É uma forma de proteger o aço que está dentro da estrutura. Para que não haja nenhum tipo de manifestação patológica na ferragem. Seja a entrada da Carbonatação do concreto até atingir a estrutura em aço, ou agentes compostos por sais ácidos ou sulfurosos. Comprometendo a estrutura como um todo.