Patologias e Alternativas em Concreto Armado

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Núcleo de Arquitetura 
Disciplina de Sistemas Estruturais 
Prof. Hélio Elias da Silva 
 
Goiânia, 29 de Abril de 2015 
 
 
SISTEMAS 
ESTRUTURAIS 
AULA 5 
PROFESSOR ENGENHEIRO MSc HÉLIO ELIAS DA SILVA 
As aparências enganam muito… 
As Patologias do Concreto Armado 
• Após alguns anos de uso, dependendo da 
forma como foi construída, uma obra pode 
apresentar doenças (manifestações 
patológicas); 
 
• Corrosão da armadura = baixo cobrimento; 
 
• Bicheiras = pequena distância entre as 
ferragens, má compactação, segregação; 
Vista inferior de uma laje e viga – ferragem exposta 
Pilar com a ferragem exposta 
As Patologias do Concreto Armado 
• 1) Mancha vermelha/amarronzada no 
concreto – concreto atacado pela umidade 
devido ao pequeno cobrimento; 
 
• Correção – Limpar as áreas adjascentes, 
colocar a ferragem para dentro e cobrir 
com argamassa rica em cimento; 
As Patologias do Concreto Armado 
As Patologias do Concreto Armado 
• 2) Bicheira – buracos no concreto – com 
pedras visíveis. Devido à vibração 
insuficiente, pedras maiores que o espaço 
entre as barras de aço, segregação durante 
a concretagem; 
 
• Correção – Limpar as áreas adjascentes, 
colocar a ferragem para dentro e cobrir 
com argamassa rica em cimento; 
As Patologias do Concreto Armado 
As Patologias do Concreto Armado 
• 3) Cuidados com os pés do pilares – está 
sujeito à formação de bicheiras devido à 
altura de lançamento do concreto; 
 
• Prevenção – Lançar previamente uma 
argamassa rica e depois o concreto, usar 
um funil de lançamento e vibrar 
cuidadosamente; 
As Patologias do Concreto Armado 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Normalmente, usaremos: 
 
• Lajes para cobrir os vãos e usar o espaço 
superior a elas; 
• Vigas, se for o caso, para apoiar as lajes; 
• Pilares para receber as cargas das vigas; 
• Alvenaria para fechar os ambientes. 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Ao conjunto LAJE, VIGA E PILAR, 
chamamos de trindade de ouro das 
estruturas de concreto armado. 
 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Alternativa A: Estrutura convencional de 
concreto armado 
 
• É o tipo mais comum de estrutura para 
uso humano; 
• As lajes recebem as cargas em geral, 
apoiam-se em vigas de concreto armado, 
essas se apoiam em pilares, que levam as 
cargas para a fundação. 
 
 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Alternativa B: Estrutura semi-portante de 
concreto armado 
 
• Muito usada em edificações de uso misto 
(humano + comercial); 
• O uso de lajes é o padrão; 
• As lajes se apoiam na alvenaria; 
• As alvenarias são portantes e não podem 
ser retiradas. 
 
 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Esse apoio das lajes nas alvenarias ocorre 
nos andares superiores; 
• No andar térreo, costuma-se criar vigas 
para eliminar paredes e criar grandes vãos 
dando lugar aos salões de uso comercial 
ou de uso em geral. 
 
 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Alternativa C: Estrutura com alvenaria 
portante: 
• O prédio tem lajes e essas se apoiam nas 
alvejarias; 
• Em todo o prédio não há pilares nem vigas; 
• As paredes não podem ser eliminadas; 
• É uma solução típica para contruções de 
baixo custo para população de baixa renda; 
• É parede sobre parede em todo o prédio. 
 
 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
Alternativas de estruturação em 
concreto armado 
• Andar tipo – modelo repetitivo de 
configuração dos ambientes para facilitar a 
produção em série; 
• Por vezes, apenas o andar térreo é 
diferente dos demais; 
• Nesse tipo de estrutura, é totalmente 
proibida qualquer remoção de alvenaria 
ou abertura de buracos. 
 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Imaginando que recebemos a missão de 
fazer o projeto estrutural em concreto 
armado conforme os desenhos a seguir; 
• Já há um desenho em perspectiva da 
estrutura; 
• Vamos lançar o projeto das formas de 
lajes, vigas e pilares além da escada; 
• A estrutura será do tipo A (concreto 
armado com trindade de ouro). 
 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Lajes: 
• Colocaremos lajes maciças 
correspondentes a cada ambiente, com 
exceção do espaço reservado à escada; 
• Dessa forma, teremos as lajes numeradas 
de 1 a 6; 
• Na fase de pré-dimensionamento as lajes 
são admitidas com espessura de 8 cm. 
Exceção à laje 1, com espessura de 10 cm. 
 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• As espessuras são arbitradas assim para evitar 
possíveis flechas e vibrações das lajes. 
 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Vigas: 
• Usaremos vigas embaixo de todas as 
paredes importantes; 
• Não usaremos vigas abaixo das paredes do 
box do banheiro pois ela terá pequena 
espessura; 
• A largura das viga (bw) será a mesma 
espessura da parede que a contiver. 
 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Assim, as vigas das paredes internas terão 
15 cm ou 22 cm (espessura de meio tijolo 
+ revestimento); 
• As vigas das paredes externas terão 20 ou 
22 cm (espessura de um tijolo + 
revestimento); 
• A altura das vigas (h) de cada trecho de 
viga varia em função do vão livre. 
Adotaremos h = 10% do vão livre. 
 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Pilares: 
• Questão estratégica e delicada. 
Colocaremos pilares em pontos 
importantes da estrutura; 
• Assim, serão obrigatórios os pilares P1, P3, 
P6, P7 e P8 para envolver e fechar a 
estrutura; 
• Os outros pilares nascem das opções do 
projetista conforme seu “sentimento”. 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Explicando os critérios: 
• P2 foi criado para não termos vão 
exagerados em V1. 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Explicando os critérios: 
• Idem P4 e P5 que foram criados para não 
termos vão exagerados em V3 e V6. 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Explicando os critérios: 
• Se P1, P3, P6 e P7 são obrigatórios; 
• P2, P4 e P5 são semi-obrigatórios 
 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Explicando os critérios: 
• São pilares optativos, o pilar no encontro 
de V2 com V6 e o pilar no encontro de V4 
com V6. 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Explicando os critérios: 
• Face às baixas cargas que ocorrem em 
residências, o pré-dimensionamento dos 
pilares fica fácil; 
• Adotaremos, para todos eles, a seção 
transversal concreto de 20 cm x 20 cm. 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Quem se apoia em quem? 
• Definida a geometria das peças, cabe 
agora definir quem se apoia em quem. 
Temos que avançar na arte de “sentir” as 
estruturas; 
• Se duas vigas se encontram e nesse ponto 
existe um pilar, as vigas não se relacionam 
estruturalmente entre si e ambas 
descarregam individualmente no pilar; 
A estruturaçãode uma residência 
assobradada em concreto 
• Quem se apoia em quem? 
• Se duas vigas se encontram e não há pilar 
nesse encontro, temos que estabelecer 
quem se apoia em quem; 
• O critério a considerar é que a viga mais 
deformável (menor inércia ou maior vão) 
se apoia na viga menos deformável (maior 
inércia ou menor vão); 
• Em nosso caso, teremos: 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• As extremidades de V7 se apoiam em V2 e 
em V4; 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• As extremidades de V2 se apoiam em V6 e 
em V8; 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• V4 se apoia em V6 e em V8; 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• Resta definir se V7 se apoia em V3 ou se, 
ao contrário, V3 se apoia em V7; 
A estruturação de uma residência 
assobradada em concreto 
• A regra geral é que a peça mais deformável 
se apoie na peça menos deformável; 
• Vamos admitir que: 
• V7 tem vão de 5,0 m e seção de 12 x 30 cm; 
• V3 tem, entre os pilares P4 e P5, um vão de 
3,0 m e seção de 15x50 cm; 
• Então, V3 será apoio de V7, pois ela (V3) tem 
rigidez maior. 
 Vão de 5,00 m 
 Seção de 12 cm x 30 cm 
 Vão de 3,00 m 
 Seção de 15 cm x 50 cm 
Parada técnica….. 
Vamos tomar uma limonada??? 
As normas e o concreto armado 
• No Brasil, quem regula as normas técnicas 
de Engenharia, Arquitetura e Indústria é a 
ABNT, Associação Brasileira de Normas 
Técnicas; 
• Antigamente, as normas eram identificadas 
como NB 1, NB 5, etc; 
• Hoje, as normas têm nomes que iniciam com 
NBR. 
As normas e o concreto armado 
• Para edificações de prédios, temos as seguintes 
normas principais: 
• NBR 6118 – Projeto e execução de obras em 
concreto armado; 
• NBR 14931 – Execução de estruturas de 
concreto; 
• NBR 6120 – Cargas para o cálculo de 
edificações; 
• NBR 6122 – Projeto e execução de fundações; 
As normas e o concreto armado 
• NBR 7190 – Projeto de estruturas de 
madeira; 
• NBR 8800 – Projeto e execução de estruturas 
de aço de edifícios; 
• NBR 7191 – Execução de desenhos para obra 
de concreto simples ou armado ; 
• NBR 9607 – Provas de carga em estruturas 
de concreto armado e protendido; 
As normas e o concreto armado 
• NBR 5738 – Moldagem e cura de corpos de 
prova de concreto cilíndricos ou prismáticos; 
• NBR 5739 – Ensaio de compressão de corpos 
de prova cilíndricos de concreto. 
 
• Conhecer e seguir as normas técnicas é 
obrigatório. No caso de colapso de uma 
obra, o primeiro requisito é verificar se as 
normas foram seguidas ou não. 
Cuidados na obra 
Produção ou compra do concreto, escoramento, formas, lançamento 
nas formas, vibração, cura, desforma e descimbramento. 
• O concreto, como já dito, é uma tentativa de se 
fazer uma pedra artificial, com a vantagem de 
se ter as formas e a dimensão que se queira. 
• Para isso, usa-se: 
• Uma ou mais pedras, para se ter o menor 
índice de vazios possível; 
• Areia – para ocupar os espaços vazios entre as 
pedras; 
• Cimento – material colante que dá resistência; 
Cuidados na obra 
Produção ou compra do concreto, escoramento, formas, lançamento 
nas formas, vibração, cura, desforma e descimbramento. 
• Água – que permite ao cimento ganhar 
resistência e dar plasticidade à mistura; 
• Formas – que dão forma e dimensões à mistura 
ainda no estado plástico; 
• Escoramento – que dá estabilidade às formas. 
Cuidados na obra 
Produção ou compra do concreto, escoramento, formas, lançamento 
nas formas, vibração, cura, desforma e descimbramento. 
• Uma vez lançado o concreto dentro das formas, 
deve haver um período de vibração para 
minimizar os vazios, que diminuem a 
resistência do concreto; 
• Posteriormente, as superfícies expostas do 
concreto devem ser mantidas úmidas para 
evitar a evaporação da água de amassamento; 
• A cura é o processo químico com o qual o 
cimento reage com a água para ganhar 
resistência. 
Cuidados na obra 
Produção ou compra do concreto, escoramento, formas, lançamento 
nas formas, vibração, cura, desforma e descimbramento. 
• Uma das mais importantes características do 
concreto é sua resistência à compressão; 
• Essa resistência é chamada de fck; 
• O fck mais comum atualmente é o 20 Mpa (200 
kgf/cm2); 
• Há vários tipos de cimento no mercado. O mais 
comum é o CPIIF32. Pode-se usar outros tipos; 
• Os fatores que mais influenciam a resistência 
de um concreto são o consumo de cimento e o 
fator água/cimento. 
Cuidados na obra 
Produção ou compra do concreto, escoramento, formas, lançamento 
nas formas, vibração, cura, desforma e descimbramento. 
• O uso correto da água no concreto permite 
obter-se uma mistura com boa fluidez; 
• Permite também obter-se maior resistência; 
• O desbalanceio do consumo de água pode 
exigir maior consumo de cimento para uma 
dada resistência (aumento de custo da obra). 
Cuidados na obra 
Produção ou compra do concreto, escoramento, formas, lançamento 
nas formas, vibração, cura, desforma e descimbramento. 
Análise das várias etapas da obra 
Conforme desenho abaixo: 
• Andar térreo – concretagem já feita há várias 
semanas. Já foram retiradas para re-uso as 
formas e o escoramento; 
• Primeiro andar – já foram retiradas as formas e 
um escoramento leve continua; 
• Segundo andar – concreto recém lançado, 
ainda é deformável, por isso, as formas 
precisam permanecer em seus lugares. As faces 
expostas do concreto precisam ser molhadas. 
Análise das várias etapas da obra 
 
Análise das várias etapas da obra 
Perspectiva das formas - vigas 
Análise das várias etapas da obra 
Perspectiva das formas - pilares 
• Quando se produz concreto na própria obra, 
nossos objetivos são: 
• Trabalhabilidade – teste de slump; 
• Durabilidade do concreto – de difícil medição, a 
maior probabilidade de se conseguir é pelo 
controle da relação água/cimento e pelo 
correto consumo de concreto. Também é 
importante obedecer o cobrimento correto e 
fazer o lançamento do concreto impedindo a 
formação de bicheiras. 
Análise das várias etapas da obra 
 
• Quando se compra concreto usinado, devemos 
exigir: 
• Fixação do volume a entregar; 
• Dia e horário da entrega; 
• fck do concreto a ser entregue; 
• Abatimento do concreto a ser entregue; 
• Exigir certificado por escrito sobre a relação 
água/cimento além de retirada de corpos-de-
prova para testes de compressão. 
Análise das várias etapas da obra 
 
Análise das várias etapas da obra 
Teste de resistência à compressão 
As cargas que atuam nas edificações 
• A norma da ABNT que regula a previsão de 
cargas de projeto estrutural de edificações 
(NBR 6120) prevê que atuem as seguintes 
cargas (pesos): 
• Peso próprio da estrutura: o peso das vigas, 
lajes, pilares, escadas, revestimentos, caixa d’ 
água, piso, impermeabilização etc. Em concreto 
armado esse peso é muito importante. Em 
estruturas de aço essa importância é menor. 
As cargas que atuam nas edificações 
• Carga acidental: ou carga útil, ou sobrecarga. 
Corresponde à carga que atua na estrutura 
após a ocupação da edificação (móveis, 
cortinas, pessoas, etc). Essas cargas ocorrem 
sempre de forma perpendicular às lajes. 
As cargas que atuam nas edificações 
As cargas que atuam nas edificações 
• Carga de vento: Que tem importância em 
prédios muito altos ou prédios muito esbeltos. 
Nos prédios convencionais de apartamentos e 
de escritórios e de até quatro andares, o efeito 
do vento não é sensível e, portanto, não é 
considerado nos projetos convencionais. 
As cargas que atuam nas edificações• Outras cargas eventuais: como carga de 
elevadores, empuxo de muros de arrimo etc. 
As cargas que atuam nas edificações 
• A NBR 6120 recomenda para cargas acidentais 
os seguintes valores: 
• Lajes de forro……………………………………50 kgf/m2 
• Lajes de piso (dormit., salas, copas)..200 kgf/m2 
• Escadas…………………………………………..300 kgf/m2 
• Bibliotecas………………………………………250 kgf/m2 
• Armazéns………………………………………..400 kgf/m2 
• Outros casos………………………………………..estudar 
 
As cargas que atuam nas edificações 
• Para estimativa de cargas de peso próprio, 
usam-se os seguintes valores: 
 
• Peso espec. do concreto armado….2500 kgf/m3 
• Peso espec. do concreto……………….2400 kgf/m3 
• Peso de parede alven. 1 tijolo reves..480 kgf/m2 
• Peso de parede alven. ½ tijolo rev…..250 kgf/m2 
• Peso de par. alven. ½ tijolo em pé….140 kgf/m2 
As cargas que atuam nas edificações 
• Cargas de telhados: 
 
• Peso telhado telha francesa……………130 kgf/m3 
• Peso telhado telha colonial…………….180 kgf/m3 
• Peso de tel. telha 6 mm c. amianto…..60 kgf/m2 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Seja um depósito em concreto armado, com 
uma laje, quatro vigas e quatro pilares 
conforme os dados a seguir: 
 
• Vamos calcular as cargas que chegam às 
fundações, sendo que essas cargas são 
compostas por (1) Peso próprio da estrutura e 
(2) Carga útil: 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Calculando primeiramente os volumes da 
estrutura: 
• Laje – 5,70 m x 4,30 m x 0,08 m = 1,96 m3 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Vigas – 2 x 3,90 m x 0,20 m x 0,50 m + 
 + 2 x 5,70 m x 0,20 m x 0,50 m = 1,92 m3 
 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Pilares – 4 x (3,10-0,08-0,5) m x 0,20 m x 0,40 m = 
 = 0,806 m3 
 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Total do volume da estrutura: 
 
• V = 1,96 m3 + 1,92 m3 + 0,806 m3 = 4,69 m3 
 
• Peso da estrutura (adotando o critério da norma) 
• Peso = volume concreto x peso espec. concreto 
• Peso = 4,69 m3 x 2.500 kgf/m3 = 11.725 kgf 
• Peso = 11,725 t (toneladas) 
 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• A carga acidental é a área da laje multiplicada 
pela carga distribuída : 
 
• Carga acidental = 5,70 m x 4,30 m x 350 kgf/m2 
• Carga acidental = 8.578 kgf 
• Carga acidental = 8,578 t (toneladas) 
 
 
• Observação: A carga de 350 kgf/m2 vem do 
material a ser estocado sobre a laje 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• A carga (ou peso) total é de: 
 
• Carga total = 11,725 t + 8,578 t 
• Carga total = 20,303 t (toneladas) 
 
 
• Como são quatro pilares, podemos dividir a 
carga total pelo número de pilares, teremos a 
carga em cada pilar a ser levada para a 
fundação: 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• A carga de fundação em cada pilar é: 
 
• Carga unitária = 20,303 t / 4 pilares 
• Carga total = 5,075 t (toneladas) 
 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Vamos admitir que: 
 
• Um estudo de sondagem mostrou que a tensão 
máxima admissível pelo terreno é de 1 kgf/cm2 
• Admitamos que o especialista em fundações 
recomendou o uso de sapatas de base quadrada 
• Logo, a área de cada sapata será: 
• Tensão = Força / Área 
• Área = Força / Tensão 
 
 
 
Cálculo de carga acidental para as 
fundações 
• Área = Força / Tensão 
• Área = 5,075 toneladas / 1 kgf/cm2 
• Área = 5,075 t / 0,001 t/cm2 
• Área = 5.075 cm2 
• Área (base quadrada) = lado x lado 
• Lado = √ área da base 
• Lado = √ 5.075 cm2 
• Lado = 71 cm 
• Solução adotada = sapata com lado de 71 cm 
 
 
É preciso ter fé para insistir e ir 
além… 
Deus os abençoe hoje e sempre. 
 
Boa noite e até a próxima aula