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CONCRETO: LAJES E VIGAS Aula 1 • Estrutura: • Princípios de estrutura • Condições de estabilidade • Tipos de apoio • Por que do concreto armado • Qual a função do concreto • Qual a função do aço Então o que é estrutura? • Concreto estrutural (armado e protendido) • Alvenaria (tijolos e blocos) • Aço • Alumínio • Madeira Materiais de construção • Concreto: • Material composto, preparado por ocasião de sua aplicação; • Mistura de um aglomerante hidráulico (cimento) com materiais inertes (agregados) e água; • Traço do concreto: proporção entre os diversos componentes; • Fator água cimento (a/c): parâmetro importante para a resistência do concreto, • Aditivos: acentuar características especificas como acelerador de pega, super fluidificante, etc. Concreto • Componentes básicos: • Cal (CaO), Sílica (SiO2), Alumina (Al2O3) e oxido de ferro (Fe2O3), os componentes básicos são sempre os mesmos, variando para cada tipo a proporção em que esses componentes aparecem. • Cimento de endurecimento normal • CP – Cimento Portland (NBR 5732); CP 25, CP32, CP40 Cimentos • Cimentos de endurecimento lento: • AF – Cimento de alto forno (NBR 5735): AF25, AF 32; • POZ – Cimento pozolânico (NBR5735): POZ25, POZ32; • ARS – Cimento de alta resistência a sulfatos (NBR5737); • MRS – Cimento de moderada resistência a sulfatos (NBR5737); • Cimento de endurecimento rápido • ARI – cimento de alta resistência inicial (NBR5733) Cimentos • Agregados • Podem ser de origem natural (areia e pedregulho) ou artificial (pedrisco e pedra britada) • Agregado miúdo: quando é retido menos do que 5% do total na peneira com malha de abertura de 4,8 mm; • Agregado graúdo: quando passa menos do que 5% do total na peneira com malha de abertura de 4,8 mm; • Pedra britada • É classificada pelo seu diâmetro máximo nominal, normalmente são utilizados brita 1 e 2 Agregados • Características principais • Boa resistência a compressão (fcc entre 10 e 40 Mpa) • Baixa resistência a tração (fct aproxim. Fcc/10) • Módulo de elasticidade Ec = 20000 Mpa a 35 Mpa, NBR 6118 – Ecs = 0,85x5.600 (fck)1/2 • Coeficiente a dilatação térmica αt= 10 -5 ºC-1 • Retração do concreto εs=-15x10 -5 => ΔT=-15 ºC • Fluência do concreto εcc=φ*εc0, φ = 2 a 3, ε=(1+φ)*εc0 Concreto simples • Aderência: entre o concreto e a armadura garante a ligação dos materiais • Costura: As armaduras devem seguir a trajetória das tensões principais de tração ao ocorrer a ruptura do concreto da zona tracionada da seção, a armadura costura as partes resultantes, restando apenas uma fissura como registro desta ruptura. Concreto estrutural • Baixa resistência a tração do concreto simples, inviabiliza o seu uso em peças como tirantes e vigas • Ideia: Associação do concreto simples com o aço (ótima resistência a tração) que constitui a armadura do concreto material composto – concreto estrutural • Quando é utilizada na composição da peça a armadura livre de solicitações iniciais, tem-se o concreto armado. • Caso, contrário, isto é, quando a armadura é aplicada já com certo estiramento inicial, tem-se o concreto protendido Concreto estrutural • Aderência • Entre o concreto e a armadura, permitindo a mobilidade da armadura imersa na massa de concreto. Aderência perfeita. • Proteção • Da armadura pelo concreto, evitando a corrosão mesmo na presença de pequenas fissuras. Importância dos limites para as aberturas de fissuras e de cobrimentos adequados • Coeficientes de dilatação térmica • Os dois materiais apresentam valores muito próximos, evitando problemas relativos a diminuição, ou até mesmo a eliminação, da aderência entre os dois materiais. Concreto armado • Vantagens: • Materiais econômicos e disponíveis com abundancia; • Grande facilidade de moldagem, permitindo adoção das mais variadas formas; • Emprego extensivo de mão de obra não qualificada e equipamentos simples; • Elevada resistência a ação do fogo e ao desgaste mecânico; • Grande estabilidade sob a ação de intempéries dispensando trabalhos de manutenção; • Aumento de resistência a ruptura com o tempo; • Facilidade e economia na construção de estruturas continuas, sem juntas. Concreto armado • Desvantagens • A maior desvantagem do concreto armado é a sua massa especifica elevada (2,5 ton/m3). • A utilização de agregados leves permite reduzir o peso do concreto em cerca de 40%, porem esses agregados não são geralmente disponíveis em condições competitivas • Dificuldades para reformas ou demolições • Baixa proteção térmica; • Necessidade de impermeabilização de coberturas e ou superfícies em contato permanente com água. Concreto armado • Sendo concreto um material de propriedades tão diferentes à compressão e à tração, o seu comportamento pode ser melhorado aplicando-se uma compressão prévia (isto é, pré-tensão ou pro-tensão) nas regiões onde as solicitações produzem tensões de tração. • A pro-tensão pode ser definida como um artificio de introduzir, numa estrutura, um estado prévio de tensões, de modo a melhorar a sua resistência ou comportamento, sob a ação de diversas solicitações. • A pro-tensão do concreto é realizada, na pratica, por meio de cabos de aço de alta resistência, tracionados e ancorados no próprio concreto Sistemas de pro-tensão • Pre-tracionado • Pós-tracionado Concreto protendido Concreto protendido • As armaduras de aço (1) são esticadas entre dois encontros (2), ficando ancoradas provisoriamente nos mesmos, • O Concreto (3) é colocado dentro das formas, envolvendo as armaduras, • Após o concreto haver atingido resistência suficiente, soltam-se as ancoragens dos encontros (2), transferindo-se a força para a viga, por aderência (4) entre o aço e o concreto. • Sistemas de protensão – Pré-tracionado Concreto protendido • O concreto (3) é moldado e deixado endurecer, cabos de aço (1) são colocados no interior das bainhas (2), podendo deslocar0se no interior da viga; • Após o concreto haver atingido a resistência suficiente, os cabos são esticados pela extremidades até atingir o alongamento desejado; • Os cabos são ancorados nas faces da viga com dispositivos mecânicos, aplicando um esforço de compressão no concreto. • Sistemas de protensão – Pós-tracionado Normas técnicas • Os projetos envolvem uma série de critérios. É, altamente, desejável que eles sejam padronizados visando a uniformização do nível de qualidade da obra. Estes critérios normatizados constituem as diversas Normas de Projeto. • Para o projeto de estruturas de concreto interessam, diretamente, as seguintes Normas Brasileira. • NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto. Fixa os requisitos básicos exigíveis para projeto de estruturas de concreto simples, armado e protendido, excluídas aquelas em que se empregue concreto leve, pesado ou outros concretos especiais. • NBR 6120 – Cargas para o calculo de estruturas de edificações. Fixa condições exigíveis para determinação dos valores das cargas que devem ser consideradas no projeto de estrutura de edificações, qualquer que seja sua classe e destino, salvo os casos previstos em normas especiais. Normas técnicas • NBR6123 – Forças devidas ao vento em edificações. Fixa condições exigiveis na consideração das forças devidas à ação estática de vento, para efeito de calculo de edificações, e aplicáveis exclusivamente a edificações em que o efeito dinâmico do vento pode ser desprezado. • NBR 8681- Ações e segurança nas estruturas. Fixa os requisitos na verificação da segurança das estruturas
