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CONCRETO ARMADO 1- OBJETIVO DO TRABALHO 5 2- INTRODUÇÃO 6 3- CONCRETO ARMADO 7 3.1 Conceitos iniciais 7 3.2 Vantagens do concreto armado 8 3.3 Desvantagens do concreto armado 8 3.4 Resistência a compressão 8 3.5 Diagramas tensão- deformação e módulo de elasticidade do concreto 9 4- PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTRUTURAIS 10 4.1 Lajes 10 4.2 Vigas 11 4.2.1 Principais tipos de vigas 11 4.3 Pilares 12 Normas Técnicas de Referência: 13 5- VISITA TÉCNICA 14 6- CÁLCULOS E RESULTADOS 18 6.1 Vão efetivo 18 6.2 Classificação 20 6.3 Ações 20 6.4 Cargas de Uso 21 6.5 Compatibilização 23 7 - CONCLUSÃO 29 8-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 30 Índice de figuras Figura 1 - Esquema representativo dos diversos tipos de lajes 11 Figura 2 - Vigas em balanço 11 Figura 3 - Viga bi- apoiada 12 Figura 4 - Viga contínua 12 Figura 5 - Pilares 13 Figura 6 - Planta Baixa 14 Figura 7 - Laje Maciça 14 Figura 8 - Laje Maciça 15 Figura 9 - Laje Maciça 15 Figura 10 - Laje Maciça 16 Figura 11 - Estrutura de laje maciça 17 OBJETIVO DO TRABALHO O presente trabalho tem como objetivo, estudo de fenômenos decorrentes no concreto armado, mais especificamente em lajes, de modo a revisar os conceitos abordados em sala de aula, tais como normas técnicas referentes a projetos de estruturas de concreto armado, aplicações do método de cálculo simplificado para lajes maciças. Além disso, esse estudo tem como proposta realizar uma visita técnica em uma obra estrutural de concreto armado, sendo esta, executada por lajes maciças. Deve-se realizar um estudo de concreto armado das armaduras positivas e negativas, bem como, com memorial de cálculo e seus respectivos detalhamentos. INTRODUÇÃO O concreto armado é constituído em qualquer tipo de estrutura que emprega armações em barras de aço. Essas ferragens são empregadas devido á baixa resistência aos esforços de tração do concreto, que tem alta resistência á compressão. Assim como qualquer tipo de estrutura, o concreto armado tem suas vantagens e desvantagens. Para que um projeto tenha um bom desempenho, a avaliação e comparação de alguns fatores no momento da escolha do tipo de estrutura são indispensáveis para a redução dos gastos e adequação técnica para o projeto. Em uma estrutura de concreto armado, a ferragem em pilares e vigas é de grande importância e o dimensionamento exige a necessidade de ser bem calculado, adotando-se as normas vigentes dos órgãos reguladores. Comparando com as estruturas de outros materiais, a disponibilidade dos materiais do concreto (cimento, agregados e água) e do aço e a facilidade de aplicação, explicam a elevada utilização das estruturas de concreto, em variados tipos de construções, como edifícios de vários pavimentos, pontes e viadutos, portos, reservatórios, barragens, pisos industriais, pavimentos rodoviários e de aeroportos, paredes de contenção, etc. O concreto também pode conter aditivos, com objetivo de modificar ou melhorar suas propriedades. CONCRETO ARMADO 3.1 Conceitos iniciais O concreto é um material composto pela mistura de cimento, água e agregados graúdos e miúdos. Para a composição do concreto, pode-se indicar os seguintes resultados: Cimento + água = pasta; Pasta + agregado miúdo = argamassa; Argamassa + agregado graúdo = concreto; Agregados com dimensões reduzidas = microconcreto; Concreto + armadura de aço = concreto armado; Concreto + armadura passiva = concreto armado; Concreto + armadura ativa = concreto protendido. Comparando com as estruturas de outros materiais, a disponibilidade dos materiais do concreto (cimento, agregados e água) e do aço e a facilidade de aplicação, explicam a elevada utilização das estruturas de concreto, em variados tipos de construções, como edifícios de vários pavimentos, pontes e viadutos, portos, reservatórios, barragens, pisos industriais, pavimentos rodoviários e de aeroportos, paredes de contenção, etc. O concreto também pode conter aditivos, com objetivo de modificar ou melhorar suas propriedades. Com os avanços, surgiu o CAD(concretode alto desempenho) que em geral considera-se que a resistência a compressão seja maior que 50 MPa. Com a melhoria de outras propriedades que elevam a durabilidade das estruturas. Para conseguir obter o CAD precisa-se de microssílica e aditivos. O concreto é um composto muito resistente a compressão, porém ele tem pouca resistência a tração,que chega a ser 1/10 de sua compressão. Para se fazer uma estrutura de concreto armado precisa-se de formas para que possa montar a estrutura desejada, e também as ferragens necessárias. Para se aumentar a resistência da estrutura e sempre colocado um material resistente a tração, que é mais comum usado em obras o aço. 3.2 Vantagens do concreto armado Apresenta uma ótima resistência as solicitações; É fácil de se trabalhar, podendo fazer-se vários formatos de formas, dando maior escolha ao projetista; Sua execução é dominada em todo país; Se bem executado , é uma material muito durável; Sua resistência ao fogo é superior a madeira e ao aço; Facilidade na utilização de pré-moldados, sendo possível uma execução mais rápida; 3.3 Desvantagens do concreto armado Por ser um material com o peso específico elevado (ɤ= 25 KN/m³), torna-se um peso próprio grande, assim sendo necessário uma fundação maior, aumento o custo da obra; As reformas das estruturas são de difícil execução; Condutor de calor e som; Suas estruturas são necessárias formas e escoras. 3.4 Resistência a compressão Após o endurecimento do concreto, a sua principal característica é a sua resistência a compressão e a tração. Mas destacando a compressão, que por sua vez é maior que a resistência a tração. Em ensaios realizados com corpos de provas de curta duração, a fórmula dada é: Em que: Fcj- resistência a compressão do corpo de prova de concreto idade de (j) dias; Nrup- carga de ruptura do corpo de prova; e área da seção transversal do corpo de prova. 3.5 Diagramas tensão- deformação e módulo de elasticidade do concreto Diagrama tensão- deformação do concreto. O gráfico mostra a relação entre tensões (σ) e deformações (ε) do concreto. O módulo de elasticidade é uma grandeza que mede a rigidez de um sólido. Módulo tangente: Valor dado pelanclinação da reta tangente à curva nesse ponto; Módulo de deformidade inicial: Inclinação da reta tangente à curva na origem; Módulo secante (Ec): valor variado em cada ponto obtido pela inclinação da reta que une o ponto a origem. O concreto é material pouco resistente a tração, mas geralmente é colocado junto as estruturas os aços CA25, CA50, CA60. Que eleva a resistência a tração da estrutura. Como o concreto está sujeito a forças cortantes, se fazem três tipos de ensaios paraanalisar sua resistência. A tração pura é 85% da resistência à tração de compressão diametral, e 60% da resistência de flexotração. Flexotração Compressão diametral Tração pura PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os principais elementos estruturais nas construções de concreto armado, sendo elas de grande ou pequeno porte, são : Lajes, vigas e pilares. 4.1 Lajes Lajes são placas de concreto armado, normalmente horizontais e, nas estruturas dos edifícios, responsáveis por receber as ações verticais permanentes ou acidentais, atuantes nas estruturas dos pavimentos e das coberturas. Elas podem ser maciças ou nervuradas, moldadas no local ou préfabricadas ou ainda podem ser parcialmente pré-fabricadas. As lajes maciças 63 são aquelas que ao longo de toda a superfície a espessura é mantida constante. Nas lajes nervuradas essa espessura é descontínua. As lajes concretadas no local, conhecidas como lajes maciças de concreto armado, devem ser projetadas por um profissional habilitado, que também orientará e acompanhará a suaexecução. Já as lajes pré-moldadas são constituídas por vigas ou vigotas de concreto e blocos conhecidos como lajotas ou tavelas. As lajotas e as vigotas montadas de modo intercalado formam a laje e o conjunto é unido com uma camada de concreto, chamada de capa, colocada sobre as peças. As lajes pré-moldadas comuns podem ser usadas em vãos de até 5m entre os apoios. Há um outro tipo de vigota, chamada vigota treliçada, onde são usados vergalhões soldados entre si formando uma treliça. Essa laje pode vencer vãos de até 12m entre apoios. A execução das lajes pré-moldadas é muito rápida e fácil, mas o fabricante deve fornecer o projeto completo da laje, incluindo as instruções de montagem, a espessura da capa de concreto e todos os demais cuidados necessários. As lajes maciças de concreto, a qual está sendo abordada neste trabalho, com espessuras variando entre 7cm e 15cm, são comuns em edifícios de pavimentos e em construções de grande porte, como em escolas, indústrias, hospitais, pontes. Normalmente, não são aplicadas em construções residenciais e outras de pequeno porte, pois nesses tipos de construção, as lajes nervuradas pré-fabricadas apresentam vantagens nos aspectos de custo e facilidade na construção. Figura 1 - Esquema representativos dos diversos tipos de laje Fonte : Google,2018 4.2 Vigas As vigas são estruturas lineares. Podem ser dispostas horizontalmente ou inclinadas, com um ou mais apoios (móvel ou fixo), engastes, etc, de tal 21 forma a garantir que tais barras sejam no mínimo isostáticas. Podem ser confeccionadas de madeira, aço, ferro fundido, concreto (armado ou protendido) e alumínio, com aplicações nos mais diversos tipos de construções. As figuras a seguir ilustram algumas das aplicações mais comuns do uso de vigas. 4.2.1 Principais tipos de vigas Figura 2 - Vigas em balanço Fonte: Google, 2018 Figura 3 - Viga bi- apoiada Fonte: Google, 2018 Figura 4 - Viga contínua Fonte: Google, 2018 4.3 Pilares São basicamente barras retas, com eixo quase sempre disposto verticalmente. Os esforços predominantes nos pilares são forças normais de compressão. Quando possui seção circular os pilares também são chamados de colunas. Constitui um elemento de grande importância na construção civil em virtude de sua grande utilização em praticamente todos os tipos de construções. Da mesma forma que para as vigas, as seções transversais mais empregadas são a retangular (inclusive a quadrada), do tipo “I” e a circular. A escolha do tipo de seção quando não é restrita pelo projeto arquitetônico, é usualmente definida com a meta de minimizar o consumo de material ou de mão-de-obra envolvida na fabricação. Em estruturas de concreto armado a opção por seções maciças é justificada pela maior facilidade de execução (execução de formas, lançamento e adensamento do concreto), assim como devido as dimensões dos constituintes do concreto armado, especialmente a armadura e os agregados graúdos. Pilares constituídos de aço são usualmente construídos em seção de perfis I laminados ou soldados, perfis de caixão soldados, perfis tubulares ou mesmo a partir de seções compostas (associação de dois ou mais perfis). Uma seção bastante empregada em galpões industriais, por exemplo, são os pilares treliçados, geralmente mais leves que os correspondentes em alma cheia. Para diminuir os riscos de flambagem em pilares é comum a construção de contraventamentos. Figura 5 - Pilares Fonte: Google ,2018 Normas Técnicas de Referência: NBR 15696:2009 – Fôrmas e escoramentos para estruturas de concreto – Projeto, dimensionamento e procedimentos executivos NBR 6118:2014, versão corrigida 2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento VISITA TÉCNICA No dia 01 de Outubro de2018 foi realizada uma visita técnica à uma obrasituada no centro da cidade deSanta Cruz das Palmeiras - SP.Inicialmente foi solicitado autorização junto a empresa responsável pela execução da obra, no qual foi orientado primeiramente por um técnico de segurança para fornecimento dos devidos equipamentos para segurança da visita. Em cumprimento as normas de segurança do trabalho, conforme NR 18, no canteiro de obras, além da boa sinalização, todos os colaboradores que estão trabalhando e os visitantes utilizam os devidos equipamentos fornecidos pelo responsável pelo almoxarifado, podemos observar na imagem a seguir. FOTO DO UELINTON NA OBRA (INSERIR FOTO) Figura 6 - Planta Baixa Fonte: Elaborada pelo autor,2018 Na parte superior, pode-se observar a execução da laje maciça, conforme as imagens a seguir: Figura 7 - Laje Maciça Fonte: Elaborada pelo autor,2018 Figura 8 - Laje Maciça Fonte: Elaborada pelo autor,2018 Figura 9 - Laje Maciça Fonte: Elaborada pelo autor,2018 Figura 10 - Laje Maciça Fonte: Elaborada pelo autor,2018 Figura 11 - Estrutura de laje maciça Fonte: Elaborada pelo autor,2018 CÁLCULOS E RESULTADOS 6.1 Vão efetivo L1 Horizontal: Lo = 2,70m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 2,70 = 2,76m Vertical: Lo = 3,15m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 3,15 = 3,21m L2 Horizontal: Lo = 3,75m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 3,75 = 3,81m Vertical: Lo = 3,15m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 3,15 = 3,21m L3 Horizontal: Lo= 2,70m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 2,70 = 2,76m Vertical: Lo= 2,40m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 2,40 = 2,46m L4 Horizontal: Lo= 2,40m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 2,40 = 2,46m Vertical: Lo = 2,46m = = 0,075 = = 0,075 a1 = a2 = 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m 0,3.h = 0,3.0,10 = 0,03m Lef = a1 + a2 + Lo Lef = 0,03 + 0,03 + 2,40 = 2,46m 6.2 Classificação Para a laje L1 temos: λL1 = = = 1,16m. Onde Lx sempre será o menor vão. Como λL1 ≤ 2 a laje 1 será armada em 2 direções Para a laje L2 temos: λL1 = = = 1,18m. Onde Lx sempre será o menor vão. Como λL1 ≤ 2 a laje 1 será armada em 2 direções Para a laje L3 temos: λL1 = = = 1,12m. Onde Lx sempre será o menor vão. Como λL1 ≤ 2 a laje 1 será armada em 2 direções Para a laje L4 temos: λL1 = = = 1,00m. Onde Lx sempre será o menor vão. Como λL1 ≤ 2 a laje 1 será armada em 2 direções 6.3 Ações ɣcon = 25Kn/m³ Peso próprio: L1 PP = ɣcon * h laje PP = 25 Kn/m³ X 0,10m = 2,5 Kn/m² Revestimento: ɣarg = 21Kn/m³ = 21*0,01 = 0,21Kn/m² ɣpiso =28 Kn/m³ = 28*0,01 = 0,28Kn/m² ɣgesso= 12 Kn/m³ = 12*0,01 = 0,12Kn/m² Total revestimento = 0,61Kn/m² 6.4 Cargas de Uso Edifícios residenciais: q =2,0Kn/m² P = PP+Rev+q= 2,5Kn/m² + 0,61Kn/m² + 1,5Kn/m² = 4,61Kn/m² Laje 1 M =∗ = = 0,34 Sendo coeficiente tabelado, temos: = Laje 2 M =∗ = = 0,46 Sendo coeficiente tabelado, temos: Laje 3 M=∗ = = 0,41 Sendo coeficiente tabelado, temos: Laje 4 M=∗ = = 0,26 Sendo coeficiente tabelado, temos: 6.5 Compatibilização Momento negativo (1,3) Adotar 3,02 Kn.m Momento positivo Momento negativo (2/4) Adotar 3,2 Kn.m Momento positivo Momentos em sentido y Momento negativo (2/4) Adotar 3,0 Kn.m Momento positivo Momento negativo Adotar 2,4 Kn.m Momento positivo Redesenhando a estrutura Armadura positiva Dados: Laje 1 Momento de Cálculo. Laje 2 Momento de Cálculo. Laje 3 Momento de Cálculo. Laje 4 Momento de Cálculo. 7 – CONCLUSÃO Neste trabalho podemos observar as lajes maciças de concreto armado apoiadas em vigas, com a realização da visita técnica podemos verificar na pratica como é realizada a construção de lajes maciças. Assim com auxílio da NBR 6118, podemos realizar ensaios com base nos dados obtidos no canteiro de obras a fim de efetuar estudos com a teoria aplicada em sala de aula. Dessa forma, realizamos cálculo de dimensionamento das lajes maciças, com objetivo de determinar a área de aço a ser utilizadas em estruturas de concreto armado, podendo assim de acordo com os cálculos, verificar a melhor opção para estrutura. 8-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 30
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