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Aula 11: ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO (ARMADURA PARA CA) CONSTRUÇÃO CIVIL I Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul ARMADURA � A armadura é o componente estrutural de uma superestrutura de concreto armado, formado pela associação de diversas barras de aço. � O processo de armação de uma edificação compreende TRÊS etapas: � Projeto estrutural � Fabricação e fornecimento do aço para a construção � Montagem da armadura Lembrando que: O aço é uma liga metálica de ferro e carbono, com um percentual de 0,03% a 2,00% de participação do carbono, que lhe confere maior ductilidade, permitindo que não quebre quando é dobrado para a execução das armaduras. ARMADURA DE CONCRETO ARMADO Qual a função das armaduras? São elementos destinado a dar resistência à estrutura de concreto na fase de sua execução, principalmente quanto aos esforços de TRAÇÃO E FLEXÃO. Elas devem obedecer a certos critérios de execução, pois podem interferir de maneira significativa na estabilidade estrutural do elemento a ser concretado. Armaduras � Materiais utilizados para produção de armaduras � Os vergalhões em barras (CA-25 e CA-50); � Os fios de aço (CA-60) . � Função estrutural � Barras e fios para concreto armado: NBR 7480/07 (Aços destinado a armadura para estruturas de concreto armado) � Telas de aço soldadas: NBR 7481/90 � Função complementar � Arame recozido: NBR 5589/82 Norma: NBR 7489 (2007) � Função estrutural: � Barras d> 5mm, Fios d < 10 mm e telas de aço soldadas. � Classificação: � Resistência de escoamento o CA 25, CA 50 (barras) e CA 60 (fios) � Processo de fabricação: � Laminação à quente – barras � Trefilação - fios � Materiais � Barras � material obtido por laminação a quente � diâmetro nominal ≥ 6,3 mm � CATEGORIA (fyk) � CA 25 – lisos � CA 50 – ranhuras � Fios � material obtido por trefilação ou laminação a frio � diâmetro nominal ≤ 10 mm � CATEGORIA (fyk) � CA 60 – lisos, entalhados ou ranhuras Armaduras � Materiais � Tela Soldada � NBR 7481/90 � Diâmetro dos fios (mm) � 3; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0; 4,2; 4,5; 4,8; 5; 5,3; 5,6; 6; 6,3; 6,5; 7,1 � Espaçamento (cm): � Telas padronizadas: 10, 15 ou 30 � Telas não padronizadas: 5 a 30 (variações de 2,5) � Dimensões usuais � Painel � Largura - 2,45m � Comprimento - 4,2 a 6m � Rolo � Largura - 2,45m � Comprimento - 60 a 120m Armaduras TELA SOLDADA Fabricação – Aços Laminados � Os tarugos são pressionados entre cilindros, onde sofrem redução de seção e aumento de comprimento. Fabricação - Aciaria Fabricação � Após a laminação, as barras de aço resfriam-se em contato com o ar. AÇOS NATURAIS: CA 25 e o CA 50 AÇOS LAMINADOS A FRIO : CA 60 O fio é puxado por uma de suas pontas. ARMADURAS PARA CONCRETO � CA 25 CA 50Concreto Armado Classe de Resistência 500 MPa ou 50 kgf/mm² � CA 50 � CA 60 De grande maleabilidade, utilizado principalmente como tirante em formas para concreto, e alça para içamento de peças. Utilizado como elemento constituinte do concreto armado, principalmente nas barras longitudinais. Também utilizado no concreto armado, porém preferencialmente usado na confecção de estribos. Resumo de Bitolas CA 25 (Barras lisas) CA 50 (Barras Nervuradas) CA 60 (Fios) Bitolas Bitolas Bitolas mm mm mm 6,3 6,3 4,2 LI S O 8,0 8,0 5,0 10,0 10,0 6,3 N E R V U R A D O 12,5 12,5 7,0 16,0 16,0 8,0 22,0 20,0 9,5 25,0 22,0 - - - 25,0 - - Identificação das barras de aço � As barras nervuradas apresentam marcas em relevo identificando o produtor, a categoria do material e seu respectivo diâmetro nominal. NBR 7480 (2007): Barras e fios � Em aços tratados a frio, o diagrama de tensão-deformação, apresenta um patamar de escoamento convencional. Difícil de fazer solda, e à temperaturas na ordem de 600º, perde resistência. AÇOS LAMINADOS A FRIO : CA 60 � Em aços tratados a quente, tem-se um material que apresenta melhor trabalhabilidade, aceita solda comum, possui diagrama de tensão- deformação com patamar de escoamento definido, e resiste a incêndios moderados, perdendo resistência, apenas com temperaturas acima de 1150ºC. TESTE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NO AÇO � Uma amostra é instrumentada e presa entre as garras da máquina de ensaio. E submetidas a cargas crescentes até a ruptura. � Propriedades de barras e fios destinados à armadura. � Resistência característica de escoamento; � Limite de resistência; � Alongamento; � Dobramento. PRODUÇÃO DA ARMADURA DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA � Projeto de armação � Projeto de estrutura (planta de fôrma) � Plano de corte (Ø >10mm) � Projeto de instalações O PROJETO DE ARMAÇÃO SERVE PARA: PRODUÇÃO DA ARMADURA VISÃO ANÁLITICA DO SERVIÇO � Compra (pedido) � Bitola (diâmetro) e categoria � Quantidade em massa ou unidades � Comprimento � Forma de embalagem (feixe, feixe dobrado ou rolo) � RECEBIMENTO: � Desbitolamento � Pesagem CONTROLE � Controle indireto do desbitolamento através da pesagem com tolerância de: PRODUÇÃO DA ARMADURA Controle no Recebimento � Avaliam-se a quantidade, o tipo e o aspecto visual barras de aço. PRODUÇÃO DA ARMADURA � ESTOCAGEM o Local plano, que não esteja sujeito ao acúmulo ou escoamento de água (para evitar corrosão). o Vergalhões não devem ficar expostos a céu aberto por mais de 90 dias. o É importante manter os vergalhões separados por bitola, pois a identificação visual é difícil e apenas o CA-50 possui o diâmetro nominal gravado o As barras podem ser mantidas em locais abertos, de preferência cobertas com lona plástica. o Área de cerca 3 m x 15 m. Em geral, o comprimento mínimo deve ser de 15 m, com largura mínima que permita armazenar o aço conforme a bitola. PRODUÇÃO DA ARMADURA �ESTOCAGEM PRODUÇÃO DA ARMADURA PRODUÇÃO DA ARMADURA � PROTEÇÃO OBRIGATÓRIA (NR 18) PRODUÇÃO DA ARMADURA � Atenção aos equipamentos de segurança! PRODUÇÃO DA ARMADURA � Corte: antes de efetuar os cortes, faça um estudo para minimizar as sobras. Dessa forma, você poderá obter uma economia significativa no serviço. � Equipamentos o Talhadeira (barras e fios de até 6.3 mm) o Tesouras especiais (barras e fios até 16 mm) o Máquinas de corte; o Lâminas de serra (uso eventual) PRODUÇÃO DA ARMADURA � Corte: a eficiência dos cortes está associada ao tipo de ferramenta adotada. Ferramenta manual Ferramenta elétrica Produtividade Processo demanda esforço físico do operário, ocasionando baixa produtividade. Permite o corte de várias barras de aço simultaneamente, tornando o trabalho produtivo, pois o armador não precisa medir várias vezes peças de mesma dimensão. Precisão dimensional Pequena Média Espaço necessário O serviço é realizado próximo à área de estocagem, no próprio piso. É preciso fixar a policorte numa bancada de madeira que tenha o comprimento das barras de aço (12m) para que seja possível marcar na própria bancada os comprimentos de corte das barras. PRODUÇÃO DA ARMADURA Bancadas de corte + serra elétrica o Facilitam medidas de corte; o Barras de maior diâmetro � Dobra PRODUÇÃO DA ARMADURA � Não tentar desdobrar e tornar a dobrar!!! Para realizar a dobra do aço, preste atenção na montagem da bancada, para que o diâmetro do pino de dobramento seja compatível com o aço a ser dobrado. A falta de cuidado nesse item pode fazer com que as barras de aço, quando dobradas, sofram um esforço demasiado, ocorrendo a sua ruptura. PRODUÇÃO DA ARMADURA � Dobra • Preparo das barras segundo o projeto PRODUÇÃO DA ARMADURA � Dobra CONTROLE DE CORTE E DOBRA � Verificação das dimensões das peças (comprimento e Ø) � Corte e identificação � Formação de feixes � Diâmetros de dobramento (NBR 6118) � Até Ø 20mm = 5 Ø � Superior a Ø 20mm = 8 Ø (ganchos e estribos) e 15ø (barras) PRODUÇÃO DA ARMADURA Links projetos anexos Armadura vigas Armadura lajes pré-mol Armadura pilares Locação Planta de cargas Fôrmas Armadura lajes maciça Armaduras longitudinais CA 50A Estribos CA 60 Ligação entre barras e estribos – Arame nº18 ou nº 20. PRÉ-MONTAGEM (Pilares e Vigas) � Controles: o Posição das armaduras longitudinais (barras); o Espaçamento entre os estribos; o Número de barras e de estribos. � Condições para início do serviço de montagem: o Proteção da periferia instaladas; o Fôrmas montadas, mas não fechadas (pilares); o Locação e escoramento conferidos; o Desmoldante aplicado. MONTAGEM DE PILARES E VIGAS � Posicionamento nas fôrmas � Garantir o cobrimento especificados; � Garantir o correto posicionamento das armaduras (ESPAÇADORES E PASTILHAS) Garantia do cobrimento: proteção e aderência a barra. Coloca-se espaçadores em quantidade suficiente para garantir o posicionamento da armadura no elemento final a ser concretado. Armaduras longitudinais CA 50 A Estribos CA 60 Armaduras longitudinais CA 50 A Estribos CA 60 Detalhamento das armaduras � Lista de aço: é o resumo analítico de tudo o que foi desenhado com todas as medidas necessárias para aquisição dos ferros e execução da armadura da estrutura. � Tabelas: composta por colunas com os seguintes elementos: aço; diâmetro Ø, numero (N) ou posição (POS), quantidade (Q), comprimento unitário, comprimento total e peso (P). Detalhamento das armaduras �Aço: diversos tipos onde os principais: CA 50 (A o B); CA 60 (A ou B) e CA 25 �Número ou posição: cada peça de aço é caracterizada por seu diâmetro, seu comprimento total e sua forma. Assim cada peça leva um número que definirá uma determinada “posição”. (longitudinais e estribos). �Diâmetro: a seção transversal dos ferros é definida por seu diâmetro (Ø), visto que essa seção é um círculo. �Quantidade: define-se a quantidade (Q) de ferros que levam a mesma posição. (se um pilar tem 6 Ø de ½, significa que a quantidade dos ferros longitudinais é de 6 para aquele pilar. �Comprimento unitário: indica o comprimento de um ferro de uma posição. Se a posição tem dobras como os estribos, o comp. unitário é a soma dos trechos mais os ganchos. Ganchos são pequenas dobras nas extremidades para dar melhor aderência do concreto ao aço. Detalhamento das armaduras �Comprimento total: produto da quantidade de ferros de uma mesma posição pelo comprimento unitário (comp. unitário X Quantidade) �Peso: cada bitola de ferro tem um determinado peso por metro linear, multiplicando-se essa constante pelo comprimento total, obtém-se o peso do ferro. �Importantíssimo para a aquisição do ferro a ser utilizado na obra. Peso em Kg/m linear CA 50 6,3 mm 0,245 8,0 mm 0,395 10,0 mm 0,617 12,5 mm 0,963 16,0 mm 1,578 20,0 mm 2,466 25,0 mm 3,853 Peso em Kg/m linear CA 25 6,3 mm 0,245 8,0 mm 0,395 10,0 mm 0,617 12,5 mm 0,963 16,0 mm 1,578 20,0 mm 2,466 25,0 mm 3,853 Peso em Kg/m linear CA 60 4,20 mm 0,109 5,00 mm 0,154 6,00 mm 0,222 7,00 mm 0,302 8,00 mm 0,395 9,50 mm 0,558 Detalhamento das armaduras Polegadas (in) Milímetros (mm) CA_25 CA_50 CA_60 CA_25 CA_50 CA_60 9/64 3,4 1,9/16 1,9/16 4 4 3/16 3/16 4,76 4,76 1/4 1/4 6,3 6,3 11/64 4,2 13/64 5 15/64 6 9/32 7 5/16 5/16 5/16 8 8 8 3/8 3/8 3/8 10 10 10 1/2 1/2 12,5 12,5 5/8 5/8 16 16 3/4 3/4 20 20 7/8 7/8 22 22 1” 1” 25 25 1,1/4 1,1/4 32 32 NBR 6118 (2014) Tipo de estrutura Componente ou elemento Classe de agressividade ambiental I II III IV c Cobrimento nominal mm Concreto Armado Laje b 20 25 35 45 Viga/Pilar 25 30 40 50 Elementos estruturais em contato com solo d 30 40 50 a Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da armadura passiva deve respeitas os cobrimentos para concreto armado. b Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento, como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros, as exigências desta Tabela podem ser substituídas por 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm. c Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, devem ser atendidos os cobrimentos da classe de agressividade IV. d No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45 mm. PREPARAÇÃO DE ARMADURA � Espaçadores plásticos MONTAGEM DE LAJES � No caso da laje, o problema fundamental a ser evitado é o posicionamento incorreto da armadura negativa. Utilize gabaritos (caranguejos) e respeite o comprimento de ancoragem especificado no projeto, para que não haja escorregamento da armadura e, consequentemente, patologias na estrutura. COLOCAÇÃO ESPAÇADORES � Colocação dos espaçadores (5 un/m²); � Posicionamento nas formas; � Verificação do cobrimento. SEQUENCIA DE MONTAGEM - LAJES � Posicionar e fixar elementos auxiliares, caixinhas, etc. (instalações elétricas e hidráulicas) � Montar as armaduras: positivas e negativas � Colocar espaçadores e caranguejos (5 um/m²) � Verificar cobrimentos � Posicionamento das armaduras positivas e negativas Posicionamento das armaduras: as armaduras negativas devem ser cuidadosamente colocadas. Em cruzamento de armadura, dispor a leve SOBRE a mais pesada. � Recomendamos o uso de guias para nivelarmos a superfície das lajes. Objetivo: uniformizar a espessura de concreto Para a laje. Montagem das Armaduras Armadura positiva x armadura negativa Inferior x superior (engaste entre painéis de lajes) Exemplo: Armação de lajes maciças com negativas Armadura negativa A armadura negativa serve para engastar panos de lajes uns aos outros aumentando a rigidez estrutural da edificação. Armaduras Prontas para lajes - Telas � Malha eletrossoldada de fios CA 60, nervurado de alta resistência mecânica. São aplicados: Lajes; Revestimentos de túneis; Pisos industriais; Pavimentos; Pré moldados; Piscina; Canais Exemplos - Telas Principal vantagem é a velocidade de montagem da armadura para receber o concreto. Aderência � Uma ótima aderência entre a armadura e o concreto é de fundamental importância para a existência do concreto armado (trabalho conjunto entre os dois materiais), o que significa que não deve ocorrer escorregamento relativo entre o concreto e as barras de aço da armadura. Ancoragens � Todas as barras das armaduras devem ser ancoradas de forma que seus esforços sejam integralmente transmitidos para o concreto, por meio de aderência, de dispositivos mecânicos, ou por combinação de ambos Ancoragens de Aderência � Ganchos: • Barras lisas terminam obrigatoriamente em ganchos; • Barras d> 32 mm não levam ganchos. Emendas � CA-50 soldável (6,3mm; 8,0mm; 10,0mm e 12,5mm) – 80% do consumo total � Envolve aplicação de uma elevada densidade de energia em um pequeno volume do material. Pode levar a alterações estruturais e de propriedades importantes na região da solda (ZTA – Zona Termicamente Afetada). Emendas � Deve-se garantir a transferência dos esforços de tração: • Traspasse (apenas para barras com d<32 mm); • Luvas rosqueadas; • Soldas: topo ou traspasse Emendas EXERCICIOS 1. O que é armadura? E de que ela é composta? 2. Qual a função das armaduras? 3. Qual a diferença entre os aços CA 50, CA 25, e o CA 60? 4. Para a produção das armaduras, quais os documentos de referência necessários? 5. Fale de maneira resumida o fluxo de produção das armaduras. 6. Que cuidados devemos tomar na estocagem das armaduras? 7. Que vantagens temos na utilização de armaduras prontas? 8. Para que serve os espaçadores de armadura? 9. O que é lista de aço? Explique rapidamente como posso obter o peso total de aço para proceder a compra total para minha obra? 10.O que são armaduras positivas e as negativa em lajes, para que servem? 11.Para que servem os ganchos nas armaduras? EXERCÍCIO Para uma viga com seção(20x40cm) e 200 cm de comprimento: a) Faça a representação da fôrma, indicando todos os elementos; b) Faça a representação gráfica (corte seção transversal e da seção longitudinal) da armadura, com as seguintes características: � Armadura positiva: 3 Ø 10,0 mm; � Armadura negativa: 2 Ø 8,0 mm; � Estribos de 6,3 mm a cada 20 cm. c) Faça as tabelas para resumo do aço desta viga. (olhar exemplos da aula)