Aula 3 Aço para Armadura

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ESTRUTURAS DE 
CONCRETO
PROF. HIPÓLITO G. MEIRA
CAPÍTULO 3 - AÇOS PARA ARMADURAS
3.1) DEFINIÇÃO E IMPORTÂNCIA
Aço é uma liga metálica composta principalmente de ferro e de pequenas quantidades de
carbono (em torno de 0,002% até 2%).
Os aços estruturais para construção civil possuem teores de carbono da ordem de 0,18% a
0,25%. Entre outras propriedades, o aço apresenta resistência e ductilidade, muito importantes
para a Engenharia Civil.
CAPÍTULO 3 - AÇOS PARA ARMADURAS
3.2) OBTENÇÃO DO PRODUTO SIDERÚRGICO
Para a obtenção do aço são necessárias basicamente duas matérias-primas: minério de ferro e
coque. O processo de obtenção denomina-se siderurgia, que começa com a chegada do minério
de ferro e vai até o produto final a ser utilizado no mercado.
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3.3) TRATAMENTOMECÂNICO DOS AÇOS
O aço obtido nas aciarias apresenta granulação grosseira, é quebradiço e de baixa resistência.
Para aplicações estruturais, ele precisa sofrer modificações, o que é feito basicamente por dois
tipos de tratamento: a quente e a frio.
a) Tratamento a quente
Este tratamento consiste na laminação, forjamento ou estiramento do aço, realizado em
temperaturas acima de 720°C (zona crítica).
Nessas temperaturas há uma modificação da estrutura interna do aço, ocorrendo
homogeneização e recristalização com redução do tamanho dos grãos, melhorando as
características mecânicas do material.
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3.3) TRATAMENTOMECÂNICO DOS AÇOS (continuação)
a) Tratamento a quente (continuação)
O aço obtido nessa situação apresenta melhor trabalhabilidade, aceita solda comum, possui diagrama
tensão-deformação com patamar de escoamento, e resiste a incêndios moderados, perdendo
resistência, apenas, com temperaturas acima de 1150 °C
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3.3) TRATAMENTOMECÂNICO DOS AÇOS (continuação)
CA-25 E CA-50
P: força aplicada;
A: área da seção em cada instante;
A0: área inicial da seção;
a: ponto da curva correspondente à resistência 
convencional;
b: ponto da curva correspondente à resistência 
aparente;
c: ponto da curva correspondente à resistência 
real.
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3.3) TRATAMENTOMECÂNICO DOS AÇOS (continuação)
b) Tratamento a frio ou encruamento
Neste tratamento ocorre uma deformação dos grãos por meio de tração, compressão ou torção, e
resulta no aumento da resistência mecânica e da dureza, e diminuição da resistência à corrosão e da
ductilidade, ou seja, decréscimo do alongamento e da estricção.
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3.3) TRATAMENTOMECÂNICO DOS AÇOS
b) Tratamento a frio ou encruamento (continuação)
O processo é realizado abaixo da zona de temperatura crítica (720 °C). Os grãos permanecem
deformados e diz-se que o aço está encruado.
Os diagramas de tensão-deformação dos aços apresentam patamar de escoamento convencional,
torna-se mais difícil a solda e, à temperatura da ordem de 600°C, o encruamento é perdido
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3.3) TRATAMENTOMECÂNICO DOS AÇOS
b) Tratamento a frio ou encruamento (continuação)
P: força aplicada;
A: área da seção em cada instante;
A0: área inicial da seção;
a: ponto da curva correspondente à resistência 
convencional;
b: ponto da curva correspondente à resistência 
aparente;
c: ponto da curva correspondente à resistência real.
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3.4) BARRAS E FIOS
A NBR 7480 (1996) fixa as condições exigíveis na encomenda, fabricação e fornecimento de barras e
fios de aço destinados a armaduras para concreto armado.
As barras são produtos de diâmetro nominal 5 ou superior, obtidos exclusivamente por laminação a
quente.
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3.4) BARRAS E FIOS (continuação)
Os fios são produtos de diâmetro nominal 10 ou inferior, obtidos por trefilação ou processo
equivalente, como por exemplo estiramento.
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3.4) BARRAS E FIOS (continuação)
O comprimento normal de fabricação de barras e fios é de 11m, com tolerância de 9%, mas nunca
inferior a 6m. Porém, comercialmente são encontradas barras de 12m, levando-se em consideração
possíveis perdas que ocorrem no processo de corte.
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3.5) CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS
As características mecânicas mais importantes para a definição de um aço são o limite elástico, a
resistência e o alongamento na ruptura. Essas características são determinadas através de ensaios de
tração.
O limite elástico é a máxima tensão que o material pode suportar sem que se produzam deformações
plásticas ou remanescentes, além de certos limites.
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3.5) CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS (continuação)
Resistência é a máxima força de tração que a barra suporta, dividida pela área de seção transversal
inicial do corpo-de-prova.
Alongamento na ruptura é o aumento do comprimento do corpo-de-prova correspondente à ruptura,
expresso em porcentagem.
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3.5) CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS (continuação)
Os aços para concreto armado devem obedecer aos requisitos:
•Ductilidade e homogeneidade;
•Valor elevado da relação entre limite de resistência e limite de escoamento;
•Soldabilidade;
•Resistência razoável a corrosão.
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3.5) CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS (continuação)
A ductilidade é a capacidade do material de se deformar plasticamente sem romper. Pode ser medida
por meio do alongamento (ε) ou da estricção. Quanto mais dúctil o aço, maior é a redução de área ou
o alongamento antes da ruptura. Um material não dúctil, como por exemplo o ferro fundido, não se
deforma plasticamente antes da ruptura. Diz-se, então, que o material possui comportamento frágil.
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3.5) CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS (continuação)
O aço para armadura passiva tem massa específica de 7850 kg/m³, coeficiente de dilatação térmica α
= 10-5 /°C para temperaturas entre -20°C e 150°C;
Módulo de elasticidade de 210 GPa.
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3.6) ADERÊNCIA
A própria existência do material concreto armado decorre da solidariedade existente entre o concreto
simples e as barras de aço. Qualitativamente, a aderência pode ser dividida em: aderência por adesão,
aderência por atrito e aderência mecânica.
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3.6) ADERÊNCIA (continuação)
A adesão resulta das ligações físico-químicas que se estabelecem na interface dos dois materiais,
durante as reações de pega do cimento.
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3.6) ADERÊNCIA (continuação)
O atrito é notado ao se processar o arrancamento da barra de aço do bloco de concreto que a
envolve. As forças de atrito dependem do coeficiente de atrito entre aço e o concreto, o qual é função
da rugosidade superficial da barra, e decorrem da existência de uma pressão transversal, exercida
pelo concreto sobre a barra.
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3.6) ADERÊNCIA (continuação)
A aderência mecânica é decorrente da existência de nervuras ou entalhes na superfície da barra. Este
efeito também é encontrado nas barras lisas, em razão da existência de irregularidades próprias
originadas no processo de laminação das barras.
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3.7) DIAGRAMA DE CÁLCULO
O diagrama tensão-deformação do aço e os valores característicos da resistência ao escoamento fyk,
da resistência a tração fstk e da deformação na ruptura euk devem ser obtidos segundo a NBR 6892. O
valor de fyk para os aços sem patamar de escoamento é o valor da tensão correspondente à
deformação permanente de 0,2%.
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3.7) DIAGRAMA DE CÁLCULO (continuação)
Para o cálculo pode-se utilizar o diagrama simplificado mostrado nafigura, para aços com ou sem
patamar de escoamento.
eyd
fyk: resistência característica do aço à tração
fyd: resistência de cálculo do aço à tração, igual a fyk / 
1,15
εs: deformação específica do aço;
ss: tensão no aço;