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Apostila Concreto I

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CENTRO UNIVERSITÁRIO PADRE ANCHIETA 
 
 
 
 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
CONCRETO I 
 
 
 
 
 
 
 
JUNDIAÍ - SP 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 1 
1.1 Conceitos de Concreto Armado e Concreto Protendido 1 
1.2 Fissuração no Concreto Armado 5 
1.3 Histórico do Concreto Armado 5 
1.4 Aspectos Positivos e Negativos das Estruturas de Concreto 6 
1.5 Principais Normas 7 
Teste seu conhecimento 8 
Referências 9 
 
2. MATERIAIS 10 
2.1 Composição do Concreto 10 
2.1.1 Cimento 11 
2.1.2 Agregados 12 
2.1.3 Água 14 
2.2 Massa Específica do Concreto 14 
2.3 Resistência do Concreto à Compressão 14 
2.4 Resistência do Concreto à Tração 16 
2.5 Resistência do Concreto no Estado Multiaxial de Tensões 18 
2.6 Módulo de Elasticidade do Concreto 18 
2.7 Coeficiente de Poisson e Módulo de Elasticidade Transversal do Concreto 21 
2.8 Diagrama Tensão-Deformação do Concreto à Tração 21 
2.9 Diagrama Tensão-Deformação do Concreto à Compressão 21 
2.10 Deformações do Concreto 24 
2.10.1 Deformação por Variação de Temperatura 24 
2.10.2 Retração 25 
2.10.3 Fluência 26 
2.11 Aços para Armadura 27 
2.11.1 Tipos de Superfície 27 
2.11.2 Características Geométricas 28 
2.11.3 Diagrama Tensão-Deformação 29 
2.11.4 Soldabilidade 31 
2.11.5 Arames 31 
2.11.6 Telas Soldadas 31 
2.11.7 Armaduras Prontas 32 
Teste seu conhecimento 32 
Referências 33 
 
3. FUNDAMENTOS 35 
3.1 Requisitos de Qualidade da Estrutura e do Projeto 35 
3.2 Durabilidade das Estruturas 35 
3.2.1 Mecanismos de Deterioração do Concreto 36 
3.2.2 Mecanismos de Deterioração da Armadura 36 
3.2.3 Mecanismos de Deterioração da Estrutura 37 
3.2.4 Agressividade do Ambiente 37 
3.2.5 Qualidade do Concreto de Cobrimento 38 
3.2.6 Espessura do Cobrimento da Armadura 38 
3.2.7 Cuidados na Drenagem 39 
3.2.8 Detalhamento das Armaduras 40 
3.2.9 Controle da Fissuração 40 
3.3 Segurança e Estados Limites 40 
3.3.1 Estados Limites Últimos (ELU) 41 
3.3.2 Estados Limites de Serviço (ELS) 42 
3.3.3 Verificação da Segurança 43 
 
 
 
3.4 Resistências Característica e de Cálculo 43 
3.4.1 Resistência Característica 43 
3.4.2 Resistência de Cálculo 45 
3.4.3 Coeficientes de Ponderação das Resistências 46 
3.5 Ações nas Estruturas de Concreto Armado 47 
3.5.1 Ações Permanentes 47 
3.5.2 Ações Variáveis 48 
3.5.3 Ações Excepcionais 50 
3.5.4 Valores Característicos das Ações 50 
3.5.5 Valores Representativos 51 
3.5.6 Valores de Cálculo 51 
3.5.7 Coeficientes de Ponderação das Ações 51 
3.5.8 Combinações de Ações 53 
3.6 Estádios de Cálculo 55 
3.7 Domínios de Deformações 56 
3.7.1 Reta a 57 
3.7.2 Domínio 1 58 
3.7.3 Domínio 2 58 
3.7.4 Domínio 3 59 
3.7.5 Domínio 4 59 
3.7.6 Domínio 4a 60 
3.7.7 Domínio 5 60 
3.7.8 Reta b 60 
3.7.9 Determinação de x2lim e x3lim 61 
Teste seu conhecimento 62 
Referências 63 
 
 
 
Introdução 1 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
O concreto é um material composto, constituído por cimento, água, agregado miúdo (areia) e 
agregado graúdo (pedra ou brita). O concreto pode também conter adições e aditivos químicos1, com a 
finalidade de melhorar ou modificar suas propriedades básicas. 
O concreto é obtido por um cuidadoso proporcionamento2 dos materiais, que define a quantidade 
de cada um dos diferentes materiais, a fim de proporcionar ao concreto diversas características desejadas, 
tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. 
De modo geral, na construção de um elemento estrutural em Concreto Armado, as armaduras de 
aço são previamente posicionadas na fôrma (ou molde), em seguida o concreto fresco é lançado para 
preencher a fôrma, quando simultaneamente vai-se realizando o adensamento do concreto, que deve 
envolver e aderir às armaduras. Após a cura e outros cuidados e com o endurecimento do concreto, a fôrma 
pode ser retirada e assim origina-se a peça de Concreto Armado. 
As estruturas de concreto são comuns em todos os países do mundo, caracterizando-se pela estrutura 
preponderante no Brasil. Comparada a estruturas com outros materiais, a disponibilidade dos materiais 
constituintes do concreto (cimento, agregados e água) e do aço e a facilidade de aplicação, explicam a larga 
utilização das estruturas de concreto, nos mais variados tipos de construção, como edifícios de múltiplos 
pavimentos, pontes e viadutos, portos, reservatórios, barragens, pisos industriais, pavimentos rodoviários e 
de aeroportos, paredes de contenção, etc. 
 
1.1 Conceitos de Concreto Armado e Concreto Protendido 
 
Os materiais empregados nas construções da antiguidade eram a pedra natural (rocha), a madeira e 
o ferro, e existem construções com esses materiais até os dias de hoje. 
Um bom material para ser utilizado numa estrutura é aquele que apresenta boas características de 
resistência e durabilidade. Nesse sentido, a pedra natural apresenta muito boa resistência à compressão e 
durabilidade elevada. No entanto, a pedra é um material frágil3 e tem baixa resistência à tração. 
O concreto, como as pedras naturais, apresenta alta resistência à compressão, o que faz dele um 
excelente material para ser empregado em elementos estruturais primariamente submetidos à compressão, 
como os pilares por exemplo, mas, por outro lado, suas características de fragilidade e baixa resistência à 
tração restringem seu uso isolado em elementos submetidos totalmente ou parcialmente à tração, como 
tirantes4, vigas, lajes e outros elementos fletidos.[1] 
Para contornar essas limitações, o aço é empregado em conjunto com o concreto e 
convenientemente posicionado na peça de modo a resistir à tração. O aço também trabalha muito bem à 
compressão, e nos pilares auxilia o concreto. Um conjunto de barras de aço forma a armadura, que 
envolvida pelo concreto origina o Concreto Armado, um excelente material para ser aplicado na estrutura 
de uma obra. A Figura 1.1 mostra uma peça com o concreto sendo lançado e adensado, para envolver e 
aderir à armadura. 
 
 
1
 Adições/Aditivos: são “materiais que não sejam agregados, cimento e água, e que são adicionados à dosagem do concreto 
imediatamente antes ou durante a mistura.”[17] 
2
 Proporcionamento: “processo de medição e introdução dos ingredientes no misturador para o preparo do concreto.” [17] 
3
 Material frágil: aquele que apresenta uma deformação plástica muito pequena até a ruptura. 
4
 Tirante: elemento linear destinado a transmitir forças de tração. 
Introdução 2 
 
 
 
 
Figura 1.1 – Preenchimento de fôrma com concreto.[2] 
 
O Concreto Armado alia as qualidades do concreto (baixo custo, durabilidade, boa resistência à 
compressão, ao fogo e à água) com as do aço (ductilidade5 e excelente resistência à tração e à compressão), 
o que permite construir elementos com as mais variadas formas e volumes, com relativa rapidez e 
facilidade, para os mais variados tipos de obra. 
Outro aspecto positivo é que o aço, convenientemente envolvido pelo concreto, fica protegido 
contra a corrosão e altas temperaturas provocadas por incêndio, pelo menos durante um certo período de 
tempo, desde que tenha o correto cobrimento6. 
Uma questão importante a ser observada para a existência do Concreto Armado é a necessidade de 
aderência entre o concreto e o aço, de modo que ambos trabalhem solidariamente, em conjunto. Com a 
aderência, a deformação εs num ponto da superfície da barra de aço e a deformação εc do concreto neste 
mesmo ponto serão iguais, isto é: εc = εs . 
Definições da NBR 6118 (itens 3.1.2, 3.1.3 e 3.1.5): 
 
Elementos de concreto simples estrutural: elementos estruturais elaborados com concreto que não 
possui qualquer tipo de armadura ou que a possui em quantidade inferior

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