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ESTRUTURAS DE CONCRETO Introdução ao estudo das Estruturas de Concreto: Propriedades do concreto Professor Kleyser Ribeiro Engenheiro Civil, Mestre em Estruturas Laguna, 2014 Composição do concreto 2 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS CONCRETO SIMPLES = CIMENTO + ÁGUA + AREIA + PEDRA PINHEIRO, L. M. Fundamentos do concreto e projeto de edifícios. São Carlos: EESC-USP, 2007. CONCRETO ARMADO = CONCRETO + ARMADURA + ADERÊNCIA CONCRETO PROTENDIDO = CONCRETO + ARMADURA ATIVA Características mecânicas do concreto Boa resistência à compressão: da ordem de 20 a 50 MPa em obras comuns, podendo atingir valores acima de 100 MPa Má resistência à tração (cerca de 10% da compressão) 3 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Resistência característica do concreto 4 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Resistência característica à compressão de um concreto (fck) é o valor mínimo estatístico acima do qual ficam situados 95% dos resultados experimentais. PADARATZ, I. J. Estruturas de concreto armado I. Florianópolis: UFSC, s.d. Grupos de resistência do concreto 5 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Classes de resistência do Grupo I da NBR 8953. Grupo I de Resistência fck (MPa) C10 10 C15 15 C20 20 C25 25 C30 30 C35 35 C40 40 C45 45 C50 50 Grupos de resistência do concreto 6 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Classes de resistência do Grupo II da NBR 8953. Grupo II de Resistência fck (MPa) C55 55 C60 60 C70 70 C80 80 Resistência de cálculo do concreto 7 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS c ck cd f f O valor do coeficiente de minoração da resistência do concreto é igual a 1,4 para combinações normais. Verificar norma de ações e segurança para os demais casos. Diagrama tensão-deformação do concreto 8 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Diagrama tensão-deformação simplificado para o concreto. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118:2003. Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. Módulo de elasticidade do concreto 9 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS cics EE 85,0 Eci é o módulo de elasticidade inicial do concreto, a ser especificado em projeto e controlado na obra. Ecs é o módulo de elasticidade secante a ser utilizado em análises elásticas de projeto. ckci fE 5600 Finalidade do aço 10 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS As armaduras absorvem os esforços de tração e controlam a abertura das fissuras. Cabe ao concreto resistir à compressão. PADARATZ, I. J. Estruturas de concreto armado I. Florianópolis: UFSC, s.d. Aços para concreto armado 11 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Barras e fios de aço. BELGO. Belgo 50 soldável. Aços para concreto armado 12 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Armadura de aço. GERDAU. Aço para construção civil. Bitolas comerciais do aço para CA 13 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Bitolas comerciais. ALVES, S. D. K. Apostila de concreto armado I. Joinville: UDESC, 2014. Massa linear (CA25 e CA50) 14 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Massa linear por bitola para os aços CA25 e CA50 da Belgo. BELGO. Processo de Fabricação Belgo 50 e Belgo 60. Massa linear (CA60) 15 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Massa linear por bitola para o aço CA60 da Belgo. BELGO. Processo de Fabricação Belgo 50 e Belgo 60. O aço mais utilizado nas obras usuais é o CA50 e sempre que houver perigo de confusão no canteiro de obras, deve-se evitar o uso simultâneo de diferentes categorias de aço. (ALVES, 2014) Resistência de cálculo do aço 16 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS s yk yd f f Em geral, o valor do coeficiente de minoração da resistência do aço é igual a 1,15. Admite-se para o módulo de elasticidade do aço o valor de 210 GPa. Diagrama tensão-deformação do aço 17 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Diagrama tensão-deformação simplificado para o aço. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118:2003. Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. Riscos à estrutura e classificação da agressividade do ambiente 18 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS ALVES, S. D. K. Apostila de concreto armado I. Joinville: UDESC, 2014. Classificação da agressividade do ambiente. Classes de agressividade ambiental e cobrimento do aço 19 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS ALVES, S. D. K. Apostila de concreto armado I. Joinville: UDESC, 2014. Risco de deterioração da estrutura por classe e respectivo cobrimento nominal da armadura. Classe de resistência do concreto em função da CAA 20 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Classe do concreto de acordo com a agressividade do ambiente. ALVES, S. D. K. Apostila de concreto armado I. Joinville: UDESC, 2014. Vantagens do concreto armado Materiais de fácil obtenção Disponibilidade de mão de obra Baixo custo dos materiais e da mão de obra Exequível com equipamentos de uso comum Procedimentos construtivos conhecidos Possibilidade de seções com diversos formatos Boa resistência ao fogo e às intempéries Boa durabilidade com a devida manutenção Confecção de estruturas monolíticas 21 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Desvantagens do concreto armado Peso próprio elevado Encarecimento das fundações Reformas e demolições trabalhosas Menor proteção térmica Aparecimento de fissuras na região tracionada Possibilidade de corrosão das armaduras Impossibilidade de desmontagem e reaproveitamento 22 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Concreto protendido Usa armadura ativa, tensionada por um processo de protensão A protensão consiste em estirar o aço da armadura contra a própria peça de concreto A armadura de protensão deve ter alta resistência (cerca de 2 a 4 vezes a resistência da armadura comum) devido às perdas de protensão 23 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Tipos de protensão Protensão com aderência inicial: obtida em pistas de protensão, na fabricação de peças pré-moldadas, estirando-se a armadura antes do lançamento do concreto nas fôrmas Protensão com aderência posterior: são dispostas as bainhas contendo os cabos, injetando-se nata de cimento no interior da bainha após a protensão Protensão sem aderência: não há injeção da nata de cimento 24 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Vantagens do concreto protendido Possibilidade de maior esbeltez ou maiores vãos para uma mesma altura da seção Limitação das fissuras dos elementos Redução do risco de corrosão da armadura Concepção de estruturas mais leves 25 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Desvantagens do concreto protendido Maior risco de vibração por cargas móveis em decorrência da esbeltez das peças Exigência de mão de obra especializada e com domínio das técnicas de protensão Necessidade de equipamentos para execução da protensão 26 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS Normas relacionadas NBR 6118 - Projeto de estruturasde concreto NBR 6120 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações NBR 6123 - Forças devidas ao vento em edificações NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas NBR 8953 - Concreto para fins estruturais - Classificação por grupos de resistência 27 PROFESSOR KLEYSER RIBEIRO MESTRE EM ESTRUTURAS
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