TDE1 - Questionário Concreto Armado_49-637019228380423115 (Recuperação Automática)

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UNIARAXÁ – ENGENHARIA CIVIL 
TRABALHO DISCENTE EFETIVO – TDE 1 
CONCRETO ARMADO I 
O questionário respondido deverá ser postado no UNIARAXÁ VIRTUAL. 
1) Quais características individuais, do aço e do concreto, conferiram a sua associação no concreto armado, amplamente aplicada como um sistema estrutural? As principais propriedades do aço são grande maleabilidade e durabilidade, elasticidade, boa resistência e boa condutividade térmica. Além dessas propriedades importantes, propriedade mais característica do aço inoxidável é a sua resistência à corrosão.
Concreto é basicamente o resultado da mistura de cimento, água, pedra e areia, sendo que o cimento ao ser hidratado pela água, forma uma pasta resistente e aderente aos fragmentos de agregados (pedra e areia), formando um bloco monolítico.
Como o concreto simples apresenta pequena resistência à tração e é frágil, é altamente conveniente a associação do aço ao concreto, obtendo-se o concreto armado. Este material, adequadamente dimensionado e detalhado, resiste muito bem à maioria dos tipos de solicitação. Mesmo em peças comprimidas, além de fornecer ductilidade, o aço aumenta a resistência à compressão.
2) Cite as vantagens e desvantagens do concreto armado em relação aos outros materiais aplicados nas estruturas de edifícios. 
Vantagens
· O concreto armado tem uma elevada resistência à compressão em comparação aos outros materiais de construção.
· Devido à armação, esse material estrutural também pode suportar uma boa quantidade de esforços de tração.
· O custo de manutenção do concreto armado é muito baixo.
· Uma estrutura em ‘armado’ pode ser moldada de diversas maneiras e formatos.
· Exige mão de obra menos qualificada para sua execução, em comparação com estruturas metálicas, por exemplo.
· Boa resistência ao fogo e ao tempo.
· Uma estrutura em ‘armado’ é mais durável do que qualquer outro sistema de construção.
· Boa resistência ao desgaste mecânico como choques e vibrações.
 
 Desvantagens
· A resistência à tração do concreto armado é cerca de um decimo da sua resistência à compressão.
· Por ser muitas vezes produzido in loco, a resistência final pode ser afetada devido a erros durante os processos de mistura e cura.
· O ‘armado’ utiliza-se de formas de madeira ou metálicas, encarecendo o projeto.
· Uma estrutura com esse material gera muitos resíduos e lixos de construção.
· Para uma construção de um edifício de vários andares, a seção dos pilares para uma estrutura em ‘armado’ é maior do que a seção dos pilares em uma estrutura metálica.
· O concreto armado tem grande peso próprio (2.500 kg/m3).
· Tempo de execução maior do que outros sistemas de construção, devido ao tempo de cura (pode ser reduzido com uso de aditivos).
· A demolição de uma estrutura em concreto armado é de difícil execução, podendo ser inviáveis devido ao custo.
3) O que é tecnologia do concreto? Quais as diferentes características podem ser conferidas ao material conforme variações de composição? O concreto, que deixou de ser a simples mistura de cimento, água e areia. Hoje em dia ele recebe aditivos e novos traços que lhe conferem características específicas para alcançar situações distintas. O controle tecnológico se dá por meio de ensaios baseados nas NBR (Normas Brasileiras) da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas): A NBR 12654 (Controle Tecnológico dos Materiais Componentes do Concreto) trata sobre os ensaios que devem ser efetuados nestes materiais;
• A NBR 12655 (Concreto – preparo, controle e recebimento) estabelece a obrigatoriedade de uma dosagem experimental para concretos com resistência igual ou superior a 15 Mpa;
Já na obra são observadas duas NBR, que são:
• A NBR 7223 que trata do recebimento do caminhão betoneira na obra, através do teste de consistência, também conhecido como ensaio de abatimento ou slump test.;
• A NBR 6118 que estabelece a retirada de corpos de prova do concreto entregue, para testar o Fck do concreto.
4) Cite três influências do cimento nas propriedades do concreto. 
Para obterem-se as características essenciais do concreto, como a facilidade de manuseio quando fresco, boa resistência mecânica, durabilidade e impermeabilidade quando endurecido, é preciso conhecer os fatores que influem na sua qualidade. 
• Qualidade dos materiais Materiais de boa qualidade produzem concreto de boa qualidade; 
• Proporciona mento adequado deve-se considerar a relação entre as quantidades: de cimento e de agregados, de agregados graúdo e miúdo, água e o cimento. 
• Manipulação adequada após a mistura, o concreto deve ser transportado, lançado nas formas e adensado corretamente. 
• Cura cuidadosa A hidratação do cimento continua por um tempo bastante longo e é preciso que as condições ambientes favoreçam as reações que se processam. Desse modo, deve-se evitar a evaporação prematura da agia necessária à hidratação do cimento. É o que se denomina cura do concreto.
5) Quais as quatro funções da água para o concreto?
A água é um importante componente do concreto e tem basicamente duas funções: provocar a reação de hidratação dos compostos do cimento, com seu consequente endurecimento, e aumentar a trabalhabilidade para que possa preencher adequadamente as fôrmas, sem causar vazios ou nichos.
6) Como os agregados podem interferir nas características e propriedades do concreto fresco e endurecido? 
Para obterem-se as características essenciais do concreto, como a facilidade de
manuseio quando fresco, boa resistência mecânica, durabilidade e 
impermeabilidade quando endurecido, é preciso conhecer os fatores que influem na sua qualidade.
• Qualidade dos materiais
Materiais de boa qualidade produzem concreto de boa qualidade;
• Proporcionamento adequado
Deve-se considerar a relação entre as quantidades: de cimento e de
agregados, de agregados graúdo e miúdo, água e o cimento.
• Manipulação adequada
Após a mistura, o concreto deve ser transportado, lançado nas formas e
adensado corretamente.
• Cura cuidadosa
A hidratação do cimento continua por um tempo bastante longo e é preciso
que as condições ambientes favoreçam as reações que se processam.
Desse modo, deve-se evitar a evaporação prematura da agia necessária à
hidratação do cimento. É o que se denomina cura do concreto. 
7) Qual é o parâmetro básico do concreto? Explique sua resposta. 
A resistência mecânica do concreto é o parâmetro mais frequentemente
especificado, trabalhabilidade, durabilidade, deformabilidade, sustentabilidade.
Colocaremos neste item alguns parâmetros frequentemente utilizados no cálculo de estruturas de concreto armado:
a) Módulo de Deformação Longitudinal à Compressão: “Ec” (item 8.2.5. da NB 1)
 Ec = 21000 fcj (kgf/cm2 ) ou Ec = 6600 fcj (MPa) 
 onde:
 fcj = fck + 35 kgf/cm2 ou fcj = fck + 3,5 MPa
b) Coeficiente de Poisson: “γ “: (é a relação entre as deformações longitudinal e transversal de uma peça comprimida longitudinalmente) 
γ = 0,2 (item 8.2.6. da NB 1)
c) Coeficiente de Dilatação Térmica: (item 8.2.7. da NB 1) 
É considerado igual a 10-5/ oC.
8) Calcule a resistência à tração e o módulo de elasticidade de um concreto C30, produzido com agregado de gnaisse. 
9) Qual deformação, em percentual, o concreto da questão acima irá sofrer se submetido a uma tensão de compressão de 20 MPa. 
10) Represente o que se pede, por meio de gráficos, indicando as informações pertinentes nas ordenadas e abcissas dos principais pontos das curvas (referente ao concreto): a) fck x idade e Ec x idade. 
b) σ x ε (concreto) e Eci e Ecs. 
c) ε x idade. 
11) Quais os principais tipos de deformação sofridos pelo concreto? 
As deformações por tensão podem ser classificadas basicamente em três tipos:
· deformação transitória ou elástica.
· deformação permanente ou plástica.
· ruptura.
12) O que é o efeito Rüsch? 
Denominado efeito Rüsch. Ele é representado por um coeficiente de segurança (0,85) e que está associado à redução da resistência do concreto devido ao efeito deletério das cargas de longa duração.
O que é aço? O aço é uma liga metálica formadaessencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. 
 O que o aço aplicado nas estruturas de concreto armado tem de diferente dos demais? 
O aço galvanizado é o material que passa pelo processo de galvanização que faz com o que o material atinja resistências maiores. A galvanização consiste na imersão do aço em zinco fundido que garante ao produto uma resistência à corrosão. O principal uso desse material é na fabricação de canos, vigas de apoio, entre outras aplicações dentro da construção civil
13) Qual a diferença entre fios e barras? 
As barras e fios de aço são vergalhões utilizados na construção civil para a confecção do concreto armado. São classificadas como barras os vergalhões com diâmetro nominal de 6,3mm ou superior, obtida exclusivamente por laminação a quente sem processo posterior de deformação mecânica, enquanto os fios de aço possuem diâmetro nominal de 10.0 mm ou inferior, obtidos a partir de fio-máquina por trefilação ou laminação a frio.
 
14) Para uma barra de CA-25, indique: 
a) Resistência característica de escoamento. 
Superfície obrigatoriamente lisa. 25 = resistência característica de tensão de escoamento de 25 kgf/mm2 ou 250 MPa.
b) Módulo de elasticidade. ES=210 GPa
c) Deformação de início de escoamento (εy). 
d) Resistência de escoamento de cálculo (fyd) considerando (γs = 1,15). 
e) Deformação de início de escoamento de cálculo (εyd). 
f) Medida final de uma barra de 2 metros, 10 mm de diâmetro, submetida ao ensaio de tração. 
g) Deformação última considerada no cálculo de estruturas de concreto armado, à tração e à compressão. 
h) Limite de resistência do aço. 
15) Quais as “deficiências” do aço são suprimidas pelo concreto? 
O concreto oferece grande resistência aos esforços de compressão e muito pouca aos esforços de tração (10% da resistência à compressão). O aço, em compensação, apresenta muito boa resistência a ambos os esforços. A união do aço com o concreto visa, portanto, a suprir as deficiências do concreto em relação aos esforços de tração, reforçando a sua resistência à compressão. Além disso, o aço absorve os esforços de cisalhamento ou cortantes que atuam nos elementos de concreto. As peças que compõem uma estrutura de concreto armado tendem a constituir-se, graças às características do concreto simples e do aço, num conjunto monolítico, isto é, uma peça única. As principais características que permitem essa perfeita união advêm do fato de que o concreto simples e o aço possuem boa aderência mútua e um coeficiente de dilatação térmica praticamente igual (α ≈ 10-5 /ºC). Por outro lado, quando embutido no concreto, o aço fica protegido da corrosão, em virtude da natureza alcalina do cimento e da falta de contato com o oxigênio do ar.
16) Represente a curva σ x ε típica dos metais com indicação dos pontos notáveis da curva. 
17) Explique os seguintes “paradoxos”: 
a) Se o aço tem peso específico de 78,5 kN/m³ e o concreto simples tem o peso específico de 24 kN/m³, porque as estruturas metálicas são tidas como leves e as estruturas de concreto são tidas como tendo elevado peso próprio? 
Para determinar o peso de qualquer elemento, primeiro, deve-se conhecer o valor de sua massa específica (ρ) e seu volume. No caso do concreto armado, não havendo possibilidade de ensaio, a NBR 6118 (ABNT, 2014) define o valor da massa específica em 2500 kg/m³. Conhecer as constantes físicas do concreto armado é necessário para o dimensionamento. O módulo de elasticidade é uma dessas constantes e a NBR 6118 (ABNT, 2014), no item 8.2.8, estabelece o procedimento para calcular seu valor aproximado.
b) Se o aço tem módulo de elasticidade de 210 GPa e o concreto tem o módulo de elasticidade na ordem de 25 GPa, porque o aço é considerado um material dúctil e o concreto um material frágil? 
Material que possa ser submetido a grandes deformações antes de sofrer ruptura é denominado material dúctil. Material que exibe pouco ou nenhum escoamento antes da falha são denominados material frágil.
Material dúctil Exemplo: aço com baixo teor de carbono
Material frágil Exemplos: ferro fundido, concreto, rochas.
Valores do módulo de elasticidade longitudinal E para alguns materiais (valores médios):
· Aço: ~200 GPa
· Alumínio: ~ 70 GPa
· Concreto: ~ 25 GPa
· Madeira: ~ 12 GPa
As Figuras 2.33 mostram 3 tipos de diagramas tensão x deformação
obtidos dos ensaios. Em função das características desses diagramas, pode-se classificar os materiais em função seu comportamento, ou seja:
• (a) Material frágil (concreto, vidro): a ruptura (ponto R) se d´a
para valores εx < 5 %;
• (b) Material d´útil sem patamar de escoamento definido (a¸cos
especiais com alto teor de carbono). A ruptura (ponto R) se d´a para
valores εx >> 5 % e o material não apresenta patamar de escoamento,
onde há aumento de deformação com a tensão aproximadamente constante.
• (c) Material d´útil com escoamento definido (aços comuns, com
baixo teor de carbono). A ruptura (ponto R) se d´a para valores
εx >> 5 % e o material apresenta patamar de escoamento (trecho
entre os pontos 3 e 4), onde há aumento de deformação com a tensão
aproximadamente constante.
Destacam-se destes gráficos alguns pontos importantes, que são:
I. Ponto 1 – limite de proporcionalidade, que define o n´nível de tensão
a partir do qual o material deixa de ter comportamento linear. Dentre os
matérias de comportamento linear, observa-se na Figura 2.33 os 3 tipos
mais comuns de diagramas tensão-deformação.
II. Ponto 2 – limite de elasticidade. Quando o CP ´e carregado acima
deste limite, não retorna a sua configuração inicial quando descarregado.
Acima deste ponto passam a existir deformações permanentes ou plásticas.
No aço os limites de elasticidade e proporcionalidade são muito próximos,
tanto que normalmente não se faz muita diferença entre esses dois n´ı