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Concreto - NBR 6118/2014
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Concreto CONCRETO ARMADO NBR 6118/2014 NBR 8681/2003 → • a ESTADOS-LIMITES, AÇÕES E CARREGAMENTO NBR 8681/2003 ESTADOS-LIMITES A segurança das estruturas de concreto DEVE SEMPRE SER VERIFICADA em relação aos: estados-limites últimos e de serviços. ELU (Estados-Limites Último) - Estado-limite relacionado ao COLAPSO (parcial ou total), ou a qualquer outra forma de RUÍNA ESTRUTURAL, que determine a paralisação do uso da estrutura. Estão relacionados com a segurança da estrutura sujeita às combinações mais desfavoráveis de ações previstas em toda a vida útil ou durante a construção. - Estados que, pela sua simples ocorrência, DETERMINAM A SUA PARALIZAÇÃO, no todo ou em parte, do uso da construção. ELS (Estados-Limites de Serviço) - São aqueles relacionados ao CONFORTO DO USUÁRIO e à DURABILIDADE, APARÊNCIA e BOA UTILIZAÇÃO das estruturas (C.A.D.U.). Estão relacionados com o DESEMPENHO da estrutura sob condições normais de utilização. - Estados que, por sua ocorrência, repetição ou duração, causam efeitos estruturais que não respeitam as condições especificadas PARA USO NORMAL da construção, ou que são indícios de comprometimento da durabilidade da estrutura e de seu desempenho. - Na análise de ELS, NÃO HÁ MINORAÇÃO da resistência dos materiais NEM MAJORAÇÃO das cargas. - Exemplos de ELS: > estado-limite de formação de fissuras; > estado-limite de abertura de fissuras; > estado-limite de deformações excessivas; > estado-limite de descompressão (estado no qual, em um ou mais pontos da seção transversal, a tensão normal é nula, não havendo tração no restante da seção, verificação usual no caso do concreto protendido); > estado-limite de compressão excessiva (também é uma verificação usual no caso de concreto protendido). - Exemplos de ELU: > estado-limite último da perda do equilíbrio da estrutura, admitida como corpo rígido; > estado-limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando os efeitos de segunda ordem; > estado-limite último provocado por solicitações dinâmicas; > estado-limite último de colapso progressivo; > estado-limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, parte, considerando exposição ao fogo. AÇÕES Ações: Causas que provocam ESFORÇOS ou DEFORMAÇÕES nas estruturas. Do ponto de vista prático, as forças e as deformações impostas pelas ações são consideradas como se fossem as próprias ações. As deformações impostas são por vezes designadas por ações indiretas e as forças, por ações diretas. 1) Ações Permanentes; 2) Ações Variáveis; 3) Ações Excepcionais. 1) Ações Permanentes: Ações permanentes são as que ocorrem com VALORES PRATICAMENTE CONSTANTES durante toda a vida da construção ou de PEQUENA VARIAÇÃO EM TORNO DE SUA MÉDIA. Também são consideradas permanentes as ações que aumentam no tempo, tendendo a um valor-limite constante. 1.1) Ações Permanentes Diretas (Forças): As ações permanentes diretas são constituídas pelo peso próprio da estrutura, pelos pesos dos elementos construtivos fixos, das instalações permanentes e dos empuxos permanentes. 1.2) Ações Permanentes Indiretas (Deformações impostas): As ações permanentes indiretas são constituídas pelas deformações impostas por retração e fluência do concreto, deslocamentos de apoio (recalques), imperfeições geométricas* e protensão. *Imperfeições Geométricas: - Na verificação do ESTADO-LIMITE ÚLTIMO das estruturas reticuladas, devem ser consideradas as imperfeições geométricas do eixo dos elementos estruturais da estrutura descarregada. Essas imperfeições podem ser divididas em dois grupos: imperfeições globais e imperfeições locais. - Na análise global dessas estruturas, sejam elas CONTRAVENTADAS ou NÃO, deve ser considerado um desaprumo dos elementos verticais. Obs: O desaprumo NÃO PRECISA SER CONSIDERADO para os Estados Limites de Serviço. Imperfeições Locais: 1/300 Imperfeições Globais: 1/200 Pilares em Balanço: 1/200 2) Ações Variáveis: Ações que ocorrem com valores que apresentam VARIAÇÕES SIGNIFICATIVAS EM TORNO DE SUA MÉDIA, durante a vida da construção. (CARGAS ACIDENTAIS previstas em função do uso da construção). 2.1) Ações Variáveis Diretas (Forças): (6) As ações variáveis diretas são constituídas pelas cargas acidentais diretas para o uso da construção, pela AÇÃO DO VENTO e DA ÁGUA (nível d'água de reservatórios, tanques, da lâmina d'água causada pelas chuvas em lajes etc), forças CENTRÍFUGAS, forças de FRENAÇÃO. 2.2) Ações Variáveis Indiretas (Deformações impostas): (3) As ações variáveis indiretas são constituídas pelas cargas acidentais indiretas como TEMPERATURA. Quando a estrutura, pelas suas condições de uso, está sujeita a CHOQUES ou VIBRAÇÕES (ex: pontes) estas também devem ser consideradas como variáveis. Em função de sua probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, as ações variáveis são classificadas em normais ou especiais: 2.1') Ações Variáveis Normais: (0) Ações variáveis COM PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA SUFICIENTEMENTE GRANDE para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas. 2.2') Ações Variáveis Especiais: (3) Nas estruturas em que devam ser consideradas certas ações especiais (COM PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA PEQUENA), como AÇÕES SÍSMICAS ou CARGAS ACIDENTAIS DE NATUREZA ou de INTENSIDADE ESPECIAIS, elas também devem ser admitidas como ações variáveis. 3) Ações Excepcionais: Ações excepcionais são as que têm DURAÇÃO EXTREMAMENTE CURTA durante a vida da construção. Consideram-se como excepcionais as ações decorrentes de causas tais como explosões, choques de veículos, incêndios, enchentes ou sismos EXCEPCIONAIS. *Os incêndios, ao invés de serem tratados como causa de ações excepcionais, também podem ser levados em conta por meio de uma redução da resistência dos materiais constitutivos da estrutura. *As ações excepcionais sobre os diversos elementos estruturais exigem verificações somente no estado-limite último (ELU). VALORES DAS AÇÕES • Valores Representativos das Ações: As ações são quantificadas por seus valores representativos, que podem ser valores característicos, valores característicos nominais, valores reduzidos de combinação, entre outros. Abaixo apresentaremos a convenção adotada para o caso mais usual, a determinação do valor característico: a) Valores Representativos para Estados-Limites Últimos: 1) Valores característicos: 1.1) Ações Permanentes: Para as ações permanentes, os valores característicos devem ser adotados iguais aos VALORES MÉDIOS das respectivas distribuições de probabilidade. Para as ações permanentes, o valor característico é o valor médio, corresponde ao quantil de 50%, seja quando os efeitos forem desfavoráveis, seja quando os efeitos forem favoráveis (ou seja, para ações permanentes leva-se em consideração as ações desfavoráveis, assim como também as ações favoráveis). 1.2 Ações Variáveis: Os valores característicos das ações variáveis é o valor com período médio de retorno de 174 anos a 117 anos, ou ainda, correspondem a valores que têm de 25% a 35% DE PROBABILIDADE de serem ultrapassados no sentido desfavorável, durante um período de 50 anos. As ações variáveis que produzem efeitos favoráveis NÃO são consideradas como atuantes na estrutura. 1.3 Ações Excepcionais: Os valores característicos das ações excepcionais são valores arbitrados estabelecidos por consenso entre o proprietário da construção e as autoridades governamentais que nela tenham interesse. b) Valores Representativos para Estados-Limites de Serviço: Os valores representativos para Estados Limites de Utilização são de 2 tipos: os valores reduzidos de utilização e os valores raros de utilização. • Valores de Cálculo das Ações (Valores de projeto): Os valores de cálculo 'Fd' das ações são obtidos a partir dos valores representativos,multiplicando-os pelos respectivos coeficientes de ponderação γf (são majoradas). a) Ações de Cálculo para Estados-Limites Últimos: Quando se consideram estados limites últimos, os coeficientes γf de ponderação das ações podem ser considerados como o produto de dois outros, γf1 e γf3 (o coeficiente de combinação ψ0 faz o papel do terceiro coeficiente, que seria indicado por "γf2", que leva em consideração a SIMULTANEIDADE das ações). O coeficiente parcial "γf1" leva em conta a VARIABILIDADE das ações e o coeficiente "γf3" considera os POSSÍVEIS ERROS DE AVALIAÇÃO dos efeitos das ações (construtivos ou de projetos), seja por problemas construtivos, seja por deficiência do método de cálculo empregado. b) Ações de Cálculo para Estados-Limites de Serviços: Quando se consideram estados limites de utilização, os coeficientes de ponderação das ações são tomados com valor γf = 1,0, salvo exigência em contrário, expressa em norma específica. Ou seja, na análise do ELS NÃO HÁ MAJORAÇÃO DAS CARGAS. COMBINAÇÃO DAS AÇÕES Um carregamento é definido pela COMBINAÇÃO DE AÇÕES que têm probabilidades não desprezíveis de atuarem simultaneamente sobre a estrutura, durante um período preestabelecido. A verificação da segurança em relação aos estados-limites últimos e aos estados-limites de serviço deve ser realizada em função de combinações últimas e de combinações de serviço, respectivamente. • Tipos de Carregamento: - Durante o período de vida da construção, podem ocorrer os seguintes tipos de carregamento: carregamento normal, carregamento especial e carregamento excepcional. Além destes, em casos particulares, também pode ser necessária a consideração do carregamento de construção. Carregamento Normal: O carregamento normal DECORRE DO USO PREVISTO para construção. Admite-se que o carregamento normal possa ter duração IGUAL ao período de referência da estrutura. Deve ser considerado na verificação de segurança, tanto em relação ao ELU quanto em relação ao ELS. Carregamento Especial: Um carregamento especial decorre da atuação de AÇÕES VARIÁVEIS DE NATUREZA ou INTENSIDADES ESPECIAIS. Os carregamentos especiais SÃO TRANSITÓRIOS, com duração MUITO PEQUENA em relação ao período de referência da estrutura. São geralmente considerados apenas na verificação no ELU, apenas em casos particulares se faz a verificação no ELS. Carregamento Excepcional: Um carregamento excepcional decorre da atuação de AÇÕES EXCEPCIONAIS que podem provocar EFEITOS CATASTRÓFICOS. O carregamento excepcional É TRANSITÓRIO, com duração EXTREMAMENTE CURTA. Utilizados apenas na verificação no ELU. *Obs: Frequentemente em questões, vemos uma tentativa de confundir as ações variáveis com as ações excepcionais. A dica, é que a grande maioria delas (das questões) referem-se a ações variáveis, ou ainda, a carregamento especial; as ações e os carregamentos excepcionais são acompanhadas de termos "excepcionais". • Critérios de Combinações: - Para a verificação da segurança em relação aos possíveis estados limites, para cada tipo de carregamento devem ser consideradas todas as combinações de ações que possam acarretar os efeitos mais desfavoráveis nas seções críticas da estrutura. - As ações permanentes são consideradas em sua TOTALIDADE. Das ações variáveis, são consideradas apenas as parcelas que produzem EFEITOS DESFAVORÁVEIS para a segurança. - As ações variáveis móveis devem ser consideradas em suas posições mais desfavoráveis para a segurança. 1) Combinações Últimas: Classificadas em: a) Normal; b) Especial ou de Construção; c) Excepcional; a) Combinação Última Normal: Ações Permanentes + Ação Variável Principal* + Demais Ações Variáveis (secundárias)*¹ *Valores característicos *¹Valores reduzidos de combinação b) Combinação Última Especial ou de Construção: Ações Permanentes + Ação Variável Especial* + Demais Ações Variáveis*¹ *Valores característicos *¹Com probabilidade não desprezível, de ocorrência simultânea c) Combinação Última Excepcional: Ações Permanentes + Ação Variável Excepcional* + Demais Ações Variáveis*¹ *Valores característicos *¹Com grande probabilidade de atuação simultânea *Obs: Observe que as ações permanentes devem figurar em todas as combinações de ações; 2) Combinações de Serviço (ou Combinações de Utilização): - Os estados limites de serviço decorrem de ações cujas combinações podem ter 3 diferentes ordens de grandeza de permanência na estrutura: Classificadas em: a) Combinações Quase Permanentes de Serviços: Podem atuar durante GRANDE PARTE do período de vida da estrutura, da ordem de METADE desse período (50%); b) Combinações Frequentes de Serviços: Repetem-se MUITAS VEZES durante o período de vida da estrutura. Combinações que se repetem muitas vezes durante o período de vida da estrutura, da ordem de 10^5 vezes em 50 anos, ou que tenham duração total igual a uma parte não desprezível desse período, da ordem de 5%; c) Combinações Raras de Serviços: Ocorrem ALGUMAS VEZES durante o período de vida da estrutura (combinações que podem atuar NO MÁXIMO ALGUMAS HORAS durante o período de vida da estrutura). RESISTÊNCIAS • Valores Representativos: a) Resistência Média: A resistência média "fm" é dada pela média aritmética das resistências dos elementos que compõe o lote considerado de material. b) Resistências Características: Para os efeitos desta Norma, a resistência característica inferior é admitida como sendo o valor que tem apenas 5 % de probabilidade de não ser atingido pelos elementos de um dado lote de material. • Escolha do Valor Representativo: Salvo exigência expressa em norma referente a determinado material ou tipo de construção, o valor representativo deve ser tomado como o da resistência característica INFERIOR, sempre que a segurança dependa das porções menos resistentes do material da estrutura. O valor representativo pode ser tomado como o da resistência média, quando a segurança é condicionada pela soma das resistências de muitas porções do material da estrutura, sem que cada uma delas individualmente tenha influência determinante. • Valores de Cálculo das Resistências: - As resistências devem ser minoradas pelo coeficiente "γm". - A resistência de cálculo "fd" é dada pela seguinte expressão: γm1: Leva em conta a VARIABILIDADE da resistência efetiva, transformando a resistência característica num valor extremo de menor probabilidade de ocorrência; γm2: Considera as DIFERENÇAS ENTRE A RESISTÊNCIA EFETIVA do material da estrutura e a resistência medida convencionalmente em corpos-de-prova padronizados; γm3: Considera as INCERTEZAS existentes na determinação das solicitações resistentes (erros construtivos ou de projeto) seja em decorrência dos métodos construtivos seja em virtude do método do cálculo empregado. a) Resistência de Cálculo para Estados-Limites Últimos: Os valores dos coeficientes finais de ponderação (γm) das resistências no estado-limite último (ELU) estão indicados na tabela abaixo: b) Resistência de Cálculo para Estados-Limites de Serviços: Os limites estabelecidos para os estados-limites de serviço não necessitam de minoração, portanto, γm = 1,0. Ou seja, na análise do ELS NÃO HÁ MINORAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS. a CONCRETO ARMADO NBR 6118/2014 - Esta Norma estabelece os requisitos básicos exigíveis para o projeto de estruturas de concreto simples, armado e protendido, excluídas aquelas em que se empregam concreto leve, pesado ou outros especiais. DEFINIÇÕES ∎ Concreto Simples: Concreto que não possuem qualquer tipo de armadura, OU que a possuem em QUANTIDADE INFERIOR AO MÍNIMO exigido para o concreto armado. ∎ Concreto Simples Normal: massa específica entre 2.000 kg/m³ e 2.800 kg/m³. (massa específica SECA) ∎ Concreto Simples Leve: massa específica abaixo de 2.000 kg/m³. (massa específica SECA) ∎ Concreto Simples Pesado: massa específica acima de 2.800 kg/m³.(massa específica SECA) ∎ Concreto Simples de Baixa Densidade: massa específica entre 1.500 kg/m³ e 2.200 kg/m³. *Obs: Massa específica seca: Massa específica medida após secagem em estufa. ∎ Armadura Passiva: qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão. ∎ Armadura Ativa: é constituída por barras, fios isolados ou cordoalhas, é a armadura destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial. ∎ Junta de Dilatação (ou Junta de Movimentação): qualquer INTERRUPÇÃO DO CONCRETO com a finalidade de REDUZIR TENSÕES INTERNAS que possam resultar em impedimentos a qualquer tipo de movimentação da estrutura, principalmente em decorrência de RETRAÇÃO ou aumento da TEMPERATURA. ∎ Junta de Dilatação Parcial: redução de espessura igual ou MAIOR que 25% da seção de concreto. ∎ Junta de Concretagem: Ocorrem sempre que se faz necessário o INTERROMPIMENTO DO LANÇAMENTO DO CONCRETO. No caso de vigas ou lajes apoiadas em pilares ou paredes, o lançamento deve ser interrompido no plano de ligação do pilar ou parede com a face inferior de mísulas e capitéis. Sempre que não forem asseguradas a aderência e a rugosidade entre o concreto novo e o existente, devem ser previstas armaduras de COSTURA (LIGAR PARTES "SOLTAS"). ∎ Efeitos de 2ª Ordem: São aqueles que se somam aos obtidos em uma análise de primeira ordem (em que o equilíbrio da estrutura é estudado na configuração geométrica inicial), quando a análise do equilíbrio passa a ser efetuada considerando a configuração deformada. Os efeitos de 2ª ordem, em cuja determinação deve ser considerado o comportamento não linear dos materiais, podem ser DESPREZADOS sempre que não representarem acréscimo superior a 10% nas reações e nas solicitações relevantes na estrutura. ∎ Concreto com Armadura Ativa: *Obs: Observe que em TODOS os casos, menciona-se "pré-alogamento". *Obs: Observe que NÃO HÁ pré-tração sem aderência. *Obs: a) Pré-Tracionada: Aderência com o próprio concreto (não se faz uso de bainha); b) Pós-Tracionada (Com Aderência): Bainha aderida ao concreto; armação com aderência por injeção de calda de cimento; c) Pós-Tracionada (Sem Aderência): Bainha aderida ao concreto; armação sem aderência envolta por graxa. ∎ Grupos de Resistência: Grupo Classe I C10 à C50 II C55 à C100 Tab 1 ∎ Classes de Consistência: * * * *Observe que a classificação se dá pelo menor valor do intervalo (ex: S160 = abatimento mínimo de 160mm). ∎ Fluência: São as deformações que ocorrem em peças de concreto, ao longo do tempo e sob CARGA CONSTANTE. A deformação por fluência do concreto é composta de duas partes, uma RÁPIDA e outra LENTA: • Rápida → Irreversível (ocorre durante as primeiras 24 h após a aplicação da carga que a originou); • Lenta → Irreversível e Reversível. Para o cálculo dos efeitos da fluência, quando as tensões no concreto são as de serviço, admitem-se as seguintes hipóteses: a) a deformação por fluência varia linearmente com a tensão aplicada; b) para acréscimos de tensão aplicados em instantes distintos, os respectivos efeitos de fluência se superpõem; c) os valores do coeficiente de deformação rápida (irreversível) são função da relação entre a resistência do concreto no momento da aplicação da carga (idade) e a sua resistência final; d) o coeficiente de deformação lenta reversível depende apenas da duração do carregamento, o seu valor final e o seu desenvolvimento ao longo do tempo são independentes da idade do concreto no momento da aplicação da carga; e) o coeficiente de deformação lenta irreversível depende da: umidade relativa do ambiente, consistência do concreto no lançamento, espessura fictícia da peça (C.E.U.), idade fictícia do concreto no instante da aplicação da carga. ∎ Retração (Retração hidráulica, não é retração térmica): É a REDUÇÃO de volume pela perda de umidade de um elemento de concreto seja no estado fresco seja no estado endurecido, levando ao aparecimento de fissuras superficiais. A retração também poderá se dar por carbonatação. A carbonatação é a transformação do hidróxido de cálcio (CaOH), com alto PH, em carbonato de cálcio (CaCO³), que tem um PH mais neutro, na qual a formação do carbonato de cálcio é acompanhada de uma redução de volume. O valor da retração do concreto depende da: UMIDADE relativa do ambiente; CONSISTÊNCIA do concreto no lançamento; ESPESSURA fictícia da peça (C.E.U.). ∎ Exsudação: É a tendência da ÁGUA DE AMASSAMENTO vir à superfície do concreto recém lançado, levando consigo uma nata de cimento, devido ao sua densidade ser menor que a dos agregados e a do cimento e devido ao grau de permeabilidade que prevalece na pasta. Fenômeno faz com que o fator a/c da superfície fique enorme, reduzindo a resistência mecânica na região. O fenômeno provoca ainda uma fraca ligação entre seus materiais deixando o concreto suscetível a uma segregação que tenderá a fazer com que seus agregados fiquem soltos. Ocorre antes da pega. ∎ Graute (grout): O graute são materiais de alta qualidade, utilizados em alguns casos específicos para substituição do concreto. O graute apresenta as seguintes características: consistência fluida, dispensando o adensamento; atinje altas resistências iniciais e finais; apresenta expansão controlada. A expansão controlada garante a estabilidade volumétrica e impede a existência de vazios, propiciando perfeita aderência e compacidade. Os grautes são materiais destinados ao preenchimento de vazios confinados ou semiconfinados em locais de difícil acesso, seja por se tratarem de cavidades muito estreitas ou locais com elevada densidade de obstáculos tais como armaduras, tubulações, entre outros. Podem ser encontrados com o nome de argamassa ou micro-concreto fluido. REQUISITOS DE QUALIDADE DA ESTRUTURA - As estruturas de concreto devem atender aos requisitos mínimos de qualidade definidos em norma, durante sua construção e serviço, e aos requisitos adicionais estabelecidos em conjunto entre o autor do projeto estrutural e o contratante. - Os REQUISITOS DE QUALIDADE (D.C.D.) de uma estrutura de concreto são classificados, para os efeitos desta Norma, em 3 grupos distintos: a) Capacidade Resistente: Consiste basicamente na SEGURANÇA À RUPTURA. (ELU) b) Desempenho em Serviço: Consiste na capacidade da estrutura manter-se em CONDIÇÕES PLENAS DE UTILIZAÇÃO durante sua vida útil, não podendo apresentar danos que comprometam em parte ou totalmente o USO para o qual foi projetada. (ELS) c) Durabilidade: Consiste na capacidade de a estrutura RESISTIR ÀS INFLUÊNCIAS AMBIENTAIS previstas e definidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e pelo contratante, no início dos trabalhos de elaboração do projeto. (DURABILIDADE) AVALIAÇÃO DA CONFORMIDADE DO PROJETO - A AVALIAÇÃO DE CONFORMIDADE do projeto deve ser realizada por profissional habilitado, independente e DIFERENTE do projetista, requerida e contratada pelo contratante, e registrada em documento específico. - A avaliação da conformidade do projeto deve ser realizada ANTES da fase de construção e, de preferência, simultaneamente com a fase de projeto. *Obs: O projeto estrutural deve proporcionar as informações necessárias para a execução da estrutura. São necessários projetos complementares de escoramento e fôrmas, que NÃO FAZEM PARTE do projeto estrutural. DIRETRIZES PARA DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS - Exigências de Durabilidade: As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, SOB AS CONDIÇÕES AMBIENTAIS PREVISTAS na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o prazo correspondente à sua vida útil. - Vida Útil de Projeto: Entende-se o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto, sem intervenções significativas, desde que atendidos os REQUISITOS DEUSO e MANUTENÇÃO prescritos pelo projetista e pelo construtor, bem como de execução dos reparos necessários decorrentes de DANOS ACIDENTAIS. - O conceito de vida útil aplica-se à estrutura COMO UM TODO ou ÀS SUAS PARTES. Dessa forma, determinadas partes das estruturas podem merecer consideração especial com valor de vida útil diferente do todo, como, por exemplo, aparelhos de apoio e juntas de movimentação. MECANISMOS DE ENVELHECIMENTO E DETERIORAÇÃO a) Mecânismos de Deterioração relativos ao CONCRETO: *Obs: A lixiviação é um processo de deterioração química, e não somente física. *Obs: Observe que a reação álcali-agregado se dá na presença dos álcalis do concreto, umidade e agregados REATIVOS, e não agregados ativos. *Obs: A RAA só se dá na presença de água. Sabendo disso, a norma ainda estabelece que podem-se utilizar agregados, sem necessidade de ensaios laboratoriais, somente no uso de superestrutura de edíficios residenciais. b) Mecânismos de Deterioração relativos ao AÇO: AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE *Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (acima) para ambientes internos secos (salas, quartos etc). *Obs: O responsável pelo projeto estrutural, de posse de dados relativos ao ambiente em que será construída a estrutura, pode considerar classificação mais agressiva que a estabelecida na tabela acima. CRITÉRIOS DE PROJETO QUE VISAM A DURABILIDADE a) Classe do Concreto: - A durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto do cobrimento da armadura. - Ensaios comprobatórios de desempenho da durabilidade da estrutura frente ao tipo e classe de agressividade prevista em projeto devem estabelecer os parâmetros mínimos a serem atendidos. Na falta destes e devido à existência de uma forte correspondência entre a relação água/cimento e a resistência à compressão do concreto e sua durabilidade, permite-se que sejam adotados os requisitos mínimos expressos na tabela abaixo: *CA: Inicia-se na menor classe existente (C20) e aumenta-se uma classe a mais para cada classe de agressividade (exceto na classe de agressividade IV, na qual a classe do concreto pula de C30 para C40) *CP: Iniciai-se na C25 e aumenta-se uma classe a mais para cada classe de agressividade (sem exceção). Observe que no concreto protendido a classe do concreto é sempre uma a mais do que no concreto armado (exceto na classe de agressividade IV) **Fck (Classe) + a/c*100 = 85 b) Cobrimento: *Observe que o cobrimento em concreto protendido é sempre 5mm maior do que o respectivo em concreto armado. *¹Observe a sequência Viga / Pilar (25, 30, 40, 50) e que o cobrimento de Laje é sempre 5cm a menos do que o respectivo para Vigas e Pilares. *²Para garantir o cobrimento mínimo (cmín), o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (cnom), que é o cobrimento mínimo (cmín) acrescido da tolerância de execução (Δc). Assim, as dimensões das armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais, estabelecidos na tabela acima, para Δc = 10 mm: Cnom = Cmín + Δc *³Quando houver um controle adequado de qualidade e limites rígidos de tolerância da variabilidade das medidas durante a execução, pode ser adotado o valor Δc = 5 mm, mas a exigência de controle rigoroso deve ser explicitada nos desenhos de projeto. *¹¹No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45mm. *¹²Para concretos de classe de resistência superior ao mínimo exigido, os cobrimentos definidos na tabela acima podem ser reduzidos em até 5 mm. *¹³Para a face superior de vigas e lajes que serão revestidas com argamassa de contrapiso, revestimentos secos tipo carpete e madeira, pisos cerâmicos ou pisos asfálticos as exigências da tabela acima poderão ser substituídas pela da tabela abaixo, respeitando um cobrimento nominal > 15 mm. *²¹A dimensão máxima característica do agregado graúdo utilizado no concreto não pode superar em 20% a espessura nominal do cobrimento, ou seja: ɸmáx.agre. ≤ 1,2 cnom *²²Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, a armadura deve ter cobrimento nominal mínimo de 45 mm. *²³Os cobrimentos nominais e mínimos estão sempre referidos à superfície da armadura externa, em geral à face externa do estribo. O cobrimento de uma determinada peça de aço deve sempre obedecer a: Cnom Barra φbarra Feixe φfeixe (= φ√n) Bainha 0,5*φbainha *Obs: Diâmetro máximo do agregado graúdo para uso em concreto armado: - O diâmetro máximo do agregado graúdo deve levar em consideração a(o): a) Dimensão das formas (ɸmáx.agre. ≤ 1/4 da menor distância entre as faces das fôrmas) (ɸmáx.agre. ≤ 1/3 da espessura de lajes) b) Distribuição das armaduras (a distância entre armaduras deve ser > 1,2*ɸmáx.agre.) c) Cobrimento das armaduras (ɸmáx.agre. ≤ 1,2 cnom) - Ao mesmo tempo, o diâmetro máximo do agregado graúdo independe da(o): a) Abatimento do concreto. PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 1) CONCRETO: a) Classes de Resistência: Conforme "Tab 1" C15 → Obras Provisórias, Elementos não estruturais; C20 ou superior → Concreto com Armadura Passiva; C25 ou superior → Concreto com Armadura Ativa. b) Massa Específica: Concreto Simples Leve → < 2.000 kg/m Concreto Simples Normal → 2.000 kg/m³ à 2.800 kg/m³ Concreto Simples Pesado → > 2.800 kg/m³ Concreto Simples → 2.400 kg/m³ (média do intervalo acima) Concreto Simples Baixa Densidade → 1.500 kg/m³ à 2.200 kg/m³ Concreto Armado → 2.500 kg/m³ Acréscimo de Massa c/ a Armação* → 100 kg/m³ à 150 kg/m³ *Obs: Lei de Abrams associa a resistência à compressão axial do concreto de uma determinada idade à relação água/cimento. *Conhecido a massa específica do concreto utilizado, pode-se considerar o valor da massa conhecida acrescida por estes valores. c) Coef. de Dilatação Térmica: 10^-5/°C d) Coef. de Poisson: ν = 0,2 *Obs: Para aços estruturais: ν = 0,3 *Obs: Para alvenarias: ν = 0,15 *Obs: O coeficiente de Poisson mede a rigidez do material na direção perpendicular à direção de aplicação da carga. e) Módulo de Elasticidade (Longitudinal): O módulo de elasticidade considerado pela Norma, refere-se àquele obtido aos 28 dias de idade (σ = E*ε). A deformação elástica do concreto depende da idade do concreto, da composição do traço do concreto (especialmente da natureza dos agregados). *Obs: Módulo de elasticidade Secante do concreto: - Propriedade do concreto cujo valor numérico é o coeficiente angular da reta secante ao diagrama tensão x deformação espécifica, passando pelos pontos A e B, respectivamente, à tensão 'σa' e a tensão considerada no ensaio: f) Módulo de Elasticidade (Transversal): Conhecido o Coeficiente de Poisson (0,2), obtém-se o módulo de elasticidade transversal do concreto pela seguinte expressão: G = E/(2*(1+ν)), ou seja, G = E/2,4. g) Diagrama Tensão x Deformação: Compressão: εc2: deformação específica de encurtamento do concreto no início do patamar plástico εcu: deformação específica de encurtamento do concreto na ruptura εc2= 2,0 ‰ (patamar plástico); εcu= 3,5 ‰ (ruptura); *Primeiro é necessário definir uma deformação padrão, para então definir a tensão de deformação plástica e a de ruptura (correspondente aquela deformação). *Observe que após inicío do patamar plástico, a resistência do concreto permanece praticamente constante, ou seja, não há aumento, nem decréscimo (diferentemente do aço). Tração: *Obs: A resistência à traçãodo concreto é aproximadamente 10% à de compressão. 2) AÇO: a) Tipo de Superfície Aderente: - Para os efeitos desta Norma, a resistência de aderência entre o aço e o concreto está relacionada ao coeficiente η1: b) Massa Específica: 7.850 kg/m³ c) Coef. de Dilatação Térmica: 10^-5/°C d) Módulo de Elasticidade: 210 GPa (Armadura Passiva) e 200 GPa (Armadura Ativa) e) Diagrama Tensão x Deformação: O valor de fyk (limite de escoamento) para os aços sem patamar de escoamento é o valor da tensão correspondente à deformação permanente de 2‰ (ou 0,2%). (idêntico ao concreto) Para o cálculo nos estados-limite de serviço e último, pode-se utilizar o diagrama simplificado mostrado na figura ao lado, para os aços com ou sem patamar de escoamento. *Obs: Típico gráfico de comportamento do aço f) Soldabilidade: O alongamento total plástico medido na BARRA SOLDADA deve atender a um mínimo de 2%. ANCORAGEM DAS ARMADURAS Todas as barras das armaduras devem ser ancoradas de forma que as forças a que estejam submetidas sejam integralmente transmitidos ao concreto, seja por meio de aderência ou de dispositivos mecânicos ou por combinação de ambos. 1) Ancoragem por Aderência: Acontece quando os esforços são ancorados por meio de UM COMPRIMENTO RETO ou COM GRANDE RAIO DE CURVATURA, seguido ou não de gancho. a) Prolongamento retilíneo da barra ou grande raio de curvatura: •Ganchos: O diâmetro interno da curvatura dos ganchos (o mesmo vale para estribos) das armaduras longitudinais de tração deve ser pelo menos igual ao estabelecido na tabela abaixo: b) Barras transversais soldadas: - As barras não devem ser dobradas junto às emendas por solda, observando-se uma distância mínima de 10 φ. 2) Ancoragem por meio de Dispositivos Mecânicos: Acontece quando as forças a ancorar são transmitidas ao concreto por meio de dispositivos mecânicos acoplados à barra. EMENDAS DAS BARRAS 1) Por traspasse 2) Por luvas com preenchimento metálico, rosqueadas ou prensadas 3) Por solda 1) Por TRASPASSE: Não é permitido para barras de ɸ > 32mm. Consideram-se como na mesma seção transversal as emendas que se superpõem ou cujas extremidades mais próximas estejam afastadas de menos que 20% do comprimento do trecho de traspasse. Barras Tracionadas: A proporção máxima de barras tracionadas emendadas por traspasse na mesma seção transversal depende do tipo de carregamento. Barras Comprimidas: Quando se tratar de armadura permanentemente comprimida ou de distribuição, TODAS as barras podem ser emendadas na mesma seção. 2) Por LUVAS ROSQUEADAS ou PRENSADAS: Nas emendas por pressão as extremidades das barras devem ser PLANAS e NORMAIS aos eixos. As luvas devem ter resistência maior que as barras emendadas. A resistência da emenda rosqueada ou prensada deve ser > 1,15* a resistência de escoamento da barra a ser emendada. As barras da ARMADURA DE PROTENSÃO podem ser emendadas, desde que POR ROSCA E LUVA. 3) Emendas por SOLDA: Apenas podem ser emendadas por solda barras de aço com características de soldabilidade. Nas emendas por solda COM ELETRODO as extremidades devem ser CHANFRADAS. T.J. / C.E. As emendas por solda podem ser realizadas NA TOTALIDADE DAS BARRAS em uma seção transversal do elemento estrutural. Devem ser consideradas como na mesma seção as emendas que de centro a centro estejam afastadas entre si menos que 15 φ. A resistência da emenda soldada deve ser > 1,15* a resistência de escoamento da barra a ser emendada. No ensaio de qualificação, o alongamento da barra emendada deve atender a um mínimo de 2%. As barras não devem ser dobradas junto às emendas por solda, observando-se uma distância mínima de 10 φ. PROTENSÃO • Cálculo das Forças de Protensão: - Os esforços solicitantes gerados pela ação dessa protensão podem ser calculados diretamente a partir da excentricidade do cabo na seção transversal do elemento estrutural e da força de protensão. • Introdução das Forças de Protensão: - As tensões induzidas no concreto pelas ancoragens de protensão somente podem ser consideradas LINEARMENTE DISTRIBUÍDAS NA SEÇÃO TRANSVERSAL do elemento estrutural a uma distância da extremidade dessas armaduras, chamada distância de REGULARIZAÇÃO. - No caso dos elementos pós-tracionados, a distância de regularização das tensões pode ser determinada admitindo-se que a difusão da força se faça a partir da ancoragem, NO INTERIOR de um ângulo de abertura β, tal que tg β = 2/3. Quando tal difusão, partindo da alma, atinge o plano médio da mesa, pode-se admitir que a difusão ao longo da mesa se faz também conforme o ângulo de abertura β. • Perdas da força de protensão: - O projeto deve prever as perdas da força de protensão em relação ao valor inicial aplicado pelo aparelho tensor, ocorridas antes da transferência da protensão ao concreto (perdas INICIAIS, na pré-tração), durante essa transferência (perdas IMEDIATAS) e ao longo do tempo (perdas PROGRESSIVAS). DIMENSÕES LIMITES • VIGAS: Largura Vigas (comuns): → > 12 cm Para ajudar na memorização: 12 x 15 = 180 cm² Vigas-Paredes: → > 15 cm *Em casos excepcionais este limite pode ser reduzido para 10 cm • PILARES: Dimensões da Seção Pilares → > 19 cm → De qualquer forma, a área da seção transversal do pilar não pode ser inferior a 360 cm² (19^2) *Em casos especiais, permite-se considerar dimensões entre 14 e 19 cm • LAJES: a) Maciças: 7 cm Cobertura não em balanço 10 cm Lajes que suportem veículos de P.total < 30 kN 8 cm Lajes de piso não em balanço 12 cm Lajes que suportem veículos de P.total > 30 kN 10 cm Lajes em balanço 14 cm Lajes-cogumelo 15 cm Lajes com protensão 16 cm Lajes lisa b) Nervuradas: - A espessura da mesa, quando não existirem tubulações horizontais embutidas, deve ser maior ou igual a 1/15 da distância entre as faces das nervuras (Lo) e não menor que 4 cm. - O valor mínimo absoluto da espessura da mesa deve ser 5 cm, quando existirem tubulações embutidas de diâmetro menor ou igual a 10 mm. Para tubulações com diâmetro Φ maior que 10 mm, a mesa deve ter a espessura mínima de 4 cm + Φ, ou 4 cm + 2Φ no caso de haver cruzamento destas tubulações. *Para lajes nervuradas com espaçamento entre eixos de nervuras maior que 110 cm, a mesa deve ser projetada como laje maciça. **Como forma de ajudar a memorização da figura, lembre-se da tabela de diâmetros para dobramento de barras, que trás a mesma sequência de números (4, 5, 5, 8). FUROS E ABERTURAS - Quando forem previstos furos e aberturas em elementos estruturais, seu efeito na resistência e na deformação DEVE SER VERIFICADO. • VIGAS: - A seção remanescente nessa região, tendo sido DESCONTADA a área ocupada pelo furo, deve ser capaz de resistir aos esforços previstos no cálculo. - Devem ser respeitadas, simultaneamente, para DISPENSA DE VERIFICAÇÃO, as seguintes condições: • LAJES: - Em lajes LISAS ou lajes-COGUMELO, a verificação de resistência e deformação prevista deve SEMPRE SER REALIZADA. - Lajes podem ser DISPENSADAS DE VERIFICAÇÃO, quando armadas em duas direções e sendo verificadas, simultaneamente, as condições apresentadas abaixo. *Obs: Para lajes cuja relação lx/ly < 2, é obrigatória, a armação nas duas direções. • CANALIZAÇÕES EMBUTIDAS: Os elementos estruturais não podem conter canalizações embutidas nos seguintes casos: a) quando destinadas à passagem de fluidos com temperatura que se afaste em mais de 15°C da temperatura ambiente; b) canalizações destinadas a suportar pressões internas maiores que 0,3 MPa; c) canalizações embutidas em pilares de concreto, sem a existência de aberturaspara drenagem. DESLOCAMENTOS LIMITES Deslocamentos-limites são valores práticos utilizados para verificação em serviço do estado-limite de DEFORMAÇÕES EXCESSIVAS da estrutura. São classificados nos 4 grupos abaixo: Razão da Limitação Exemplo Deslocamento Limite a) Aceitabilidade Sensorial: O limite é caracterizado por VIBRAÇÕES INDESEJÁVEIS ou EFEITO VISUAL desagradável Visual Deslocamentos Visíveis l/250 Outros Vibrações no piso l/350 b) Efeitos Estruturais em Serviço (ou efeitos específicos): Os deslocamentos podem impedir a utilização adequada da construção Superfícies que drenam água Coberturas e Varandas l/250 c) Efeitos em elementos não estruturais d) Efeitos em elementos estruturais *Os deslocamentos limites acima representam, portanto, as flechas máximas em vigas e lajes de concreto armado moldado in loco (comparar com CPM). **Observe que os deslocamentos se tornam visíveis para um deslocamento maior do aquele necessário para ocorrência de vibrações. ***Perceba, surpreendentemente, que o limite para ocorrência de vibrações no piso são menores do que aquele exigido para varandas e coberturas. ****Para auxiliar na memorização: Visíveis (8 letras) = Varandas (8 letras) = 2+5+1; Vibrações (9 letras) = 3+5+1 (todos no plural). CONTROLE DA FISSURAÇÃO E PROTEÇÃO DAS ARMADURAS - A fissuração em elementos estruturais de concreto armado é inevitável, devido à grande variabilidade e à baixa resistência do concreto à tração; mesmo sob as ações de serviço (utilização), valores críticos de tensões de tração são atingidos. Visando obter bom desempenho relacionado à proteção das armaduras quanto à corrosão e à aceitabilidade sensorial dos usuários, busca-se controlar a abertura dessas fissuras. - De maneira geral, a presença de fissuras com aberturas que respeitem os limites dados abaixo, em estruturas bem projetadas, construídas e submetidas às cargas previstas na normalização, NÃO IMPLICAM EM PERDA DE DURABILIDADE ou perda de segurança quanto aos estados-limites últimos. 1) Limites para fissuração e proteção das armaduras quanto à durabilidade: A abertura máxima característica wk das fissuras, desde que não exceda valores da ordem de 0,2 mm a 0,4 mm, sob ação das combinações frequentes, não tem importância significativa na corrosão das armaduras passivas. *Obs: Observe que não há exigências relativas à fissuração para o caso de concreto simples. ELEMENTOS ESTRUTURAIS 1) Elementos Lineares: São aqueles em que o comprimento longitudinal supera em pelo menos 3 vezes a MAIOR dimensão da seção transversal (l > 3a). Podem ser: Forças Preponderantes a) Vigas: Flexão b) Pilares: Compressão c) Tirantes: Tração d) Arcos: - 2) Elementos de Superfície: Elementos em que uma dimensão, usualmente chamada de espessura, é relativamente pequena em face das demais. a) Placas (Lajes): - Elementos de superfície plana sujeitos principalmente a ações normais (perpendiculares) a seu plano. - Placas com e > 1/3 do vão devem ser estudadas como placas espessas. b) Chapas: - Elementos de superfície plana, sujeitos principalmente a ações contidas em seu plano. c) Cascas: - Elementos de superfície não plana. d) Pilares Parede: - Elementos de superfície plana ou casca cilíndrica, usualmente dispostos na vertical e submetidos preponderantemente à compressão. - A menor dimensão da seção deve ser < 1/5 da maior dimensão da mesma (a/b > 5). e) Vigas Parede: - Vigas bi-apoiadas: l/h < 2 (vão menor que 2 vezes a maior dimensão da seção transversal). - Vigas contínuas: l/h < 3 (vão menor que 3 vezes a maior dimensão da seção transversal). *Laje Nervurada: São as lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração para momentos positivos esteja localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte. *Lajes-Cogumelo: São lajes apoiadas diretamente em pilares com capitéis. *Lajes Lisas: São apoiadas nos pilares sem capitéis. *Obs: A laje nervurada poderá ser analisada estruturalmente considerando a capa como laje maciça apoiada em grelha de vigas. *Obs: As lajes nervuradas bidirecionais podem ser calculadas, para efeito de esforços solicitantes, como lajes maciças. MÉTODOS DE ANÁLISE ESTRUTURAL: - Para a situação de projeto, a análise estrutural pode ser efetuada por um dos métodos apresentados abaixo, que se diferenciam pelo comportamento admitido para os materiais constituintes da estrutura. 1) Análise Linear (1ª Ordem): Admite-se comportamento elástico-linear para os materiais. Os resultados de uma análise linear são usualmente empregados para a verificação de ELS. 2) Análise Plástica: A análise estrutural é denominada plástica quando as não linearidades puderem ser consideradas, admitindo-se materiais de comportamento rígido-plástico perfeito (concreto) ou elastoplástico perfeito (aço). Este tipo de análise deve ser usado apenas para verificações de ELU. *Obs: A análise plástica de estruturas reticuladas não pode ser adotada quando: (a) se consideram os efeitos de segunda ordem global; (b) não houver suficiente ductilidade para que as configurações adotadas sejam atingidas. 3) Análise Não-linear (2ª ordem): Na análise não linear, considera-se o comportamento não linear dos materiais. Análises não lineares são permitidas tanto para verificações de ELU como para verificações de ELS. 4) Análise através de modelos físicos: O comportamento estrutural é determinado a partir de ensaios realizados com modelos físicos de concreto, considerando os critérios de semelhança mecânica. *Obs: Estruturas reticuladas: Estruturas formadas por barras, envolvem os pórticos (sem articulação) e as treliças (com articulação). CARACTERIZAÇÃO DA GEOMETRIA 1) Largura colaborante de vigas de seção "T": Quando a estrutura for modelada sem a consideração automática da ação conjunta de lajes e vigas, esse efeito pode ser considerado mediante a adoção de uma largura colaborante da laje associada à viga, compondo uma seção transversal "T". A largura colaborante "bf" deve ser dada pela largura da viga "bw" acrescida de no máximo 10% da distância "a" entre pontos de momento fletor nulo, para cada lado da viga em que haja laje colaborante: a) Viga simplesmente apoiada: a = 1,00 l b) Tramo com momento em uma só extremidade: a = 0,75 l bf = bw + 0,1a + 0,1a' c) Tramo com momento nas duas extremidades: a = 0,60 l d) Tramo em balanço: a = 2,00 l 2) Vãos efetivos (Vigas e Lajes) e Altura Equivalente (Pilares): Seção da Viga • Vigas e Lajes: • Pilares: Lef = lo + a1 + a2 Hef = MÍN (lo + hp ; l) a1= MÍN (t1/2 ; 0,3h) hp = altura da seção do pilar a2= MÍN (t2/2 ; 0,3h) *Obs: Observe que o cálculo dos vãos efetivos/equivalentes levam sempre em conta o menor vão possível (mínimo). *Obs: Índice de Esbeltez de Pilares: Os pilares devem ter índice de esbeltez menor ou igual a 200 (λ ≤ 200). (Limitação idêntica para pilares de aço estrutural - "Est. De Aço") le: comprimento equivalente i: raio de giração mínimo da seção bruta de concreto REAÇÕES DE APOIO EM LAJES MACIÇAS - Para o cálculo das REAÇÕES DE APOIO das lajes maciças retangulares com carga uniforme, pode-se adotar um processo embasado em análise rígido-plástica: Subdivide-se a laje em painéis e admite-se que toda a carga referente a cada um desses painéis seja transmitida aos apoios nas vigas de bordo. As reações em cada apoio são correspondentes às cargas atuantes dos triângulos ou trapézios determinados através das CHARNEIRAS PLÁSTICAS, sendo que essas reações podem ser, de maneira aproximada, consideradas UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS sobre os elementos estruturais que lhes servem de apoio. As charneiras podem ser aproximadas por retas inclinadas, a partir dos vértices, com os seguintes ângulos: 45°: entre doisapoios do mesmo tipo; 60°: a partir do apoio considerado engastado, se o outro for considerado simplesmente apoiado; 90°: a partir do apoio, quando a borda vizinha for livre. DOMÍNIOS DE ESTADO-LIMITE ÚLTIMO DE UMA SEÇÃO TRANSVERSAL *Obs: 2 no sentido horário e 4 no sentido anti-horário. *Obs: Observe que o limite entre domínios passam diretamente da seção original para o εcu (não servindo de limite εc2). *Obs: Observe que a seção transversal permanece sempre plana, conforme é adotado nos preceitos da análise estrutural. A) Ruptura convencional por deformação plástica excessiva: reta a: tração uniforme; domínio 1: tração não uniforme, sem compressão (não há fissuras visíveis); domínio 2: flexão simples ou composta sem ruptura à compressão do concreto (εc < εcu e com o máximo alongamento permitido) (apresentam fissuras). B) Ruptura convencional por encurtamento-limite do concreto: domínio 3: flexão simples ou composta com ruptura à compressão do concreto e com escoamento do aço (εs ≥ εyd) (seção subarmada); RUPTURA FRÁGIL domínio 4: flexão simples ou composta com ruptura à compressão do concreto e aço tracionado sem escoamento (εs < εyd) (seção superarmada); domínio 4a: flexão composta com armaduras comprimidas; domínio 5: compressão não uniforme, sem tração; reta b: compressão uniforme. *Ruptura frágil: A ruptura frágil está associada a posição da linha neutra no domínio 4, já que a partir dela o concreto é rompido bruscamente, sem escoamento do aço. Enquanto isso, quando a linha neutra encontra-se no domínio 2 e 3 há uma boa ductilidade, devido a presença do aço (superior) que aumenta a posição da linha neutra (abaixa a relação x/d) e garante um rompimento "com aviso". *Flexão composta: A flexão composta é caracterizada pela combinação do momento fletor e da força normal na seção transversal. *Obs: Comportamento Dútil em vigas e lajes: A capacidade de rotação dos elementos estruturais é função da posição da linha neutra no ELU. Quanto menor for x/d, tanto maior será essa capacidade (observe esta afirmativa na figura; quanto mais a LN aumenta, maior a inclinação da seção transversal, ou seja, maior a rotação do elemento estrutural). Para proporcionar o adequado COMPORTAMENTO DÚTIL em vigas e lajes, a posição da linha neutra no ELU deve obedecer aos seguintes limites: a) x/d ≤ 0,45, para concretos com fck ≤ 50 Mpa (Grupo I) b) x/d ≤ 0,35, para concretos com 50 MPa < fck ≤ 100 Mpa (Grupo II) Sendo "x" a altura da linha neutra e "d" a altura útil ARMAÇÃO *Para que uma faixa de laje seja tratada como uma região protendida, na direção considerada, o espaçamento entre cordoalhas, cabos ou feixes de cabos deve ser no máximo de 6h, não excedendo 120 cm e maior que 5 cm. 5cm < esp < mín (120 cm, 6h) *A armadura transversal de pilares, constituída por estribos e, quando for o caso, por grampos suplementares, deve ser colocada em toda a altura do pilar, sendo obrigatória sua colocação na região de cruzamento com vigas e lajes. CONSOLOS E DENTES GERBER 1) Consolo: 2) Dentes Gerber: São considerados consolos os elementos em balanço nos quais a distância (a) da carga aplicada à face do apoio é menor ou igual à altura útil (d) do consolo: O dente Gerber é uma saliência que se projeta na parte superior da extremidade de uma viga, com o objetivo de apoiá-la em consolo criado na face de um pilar ou na região inferior da extremidade de outra viga. São elementos de apoio na extremidade de vigas, placas ou painéis, cuja altura é menor que a altura do elemento a ser apoiado. Muito curto: a < 0,5d Consolo curto: 0,5d < a < d Viga em balanço: a > d ↓ Não é tratado como consolo SAPATAS E BLOCOS Quando se verifica a expressão a seguir, nas duas direções, a sapata é considerada RÍGIDA. Caso contrário, a sapata é considerada FLEXÍVEL: h: é a altura da sapata; a: é a dimensão da sapata em uma determinada seção; ap: é a dimensão do pilar na mesma seção. *Obs: Não pode ser usado concreto simples para blocos sobre estacas (ou seja, blocos de coroamento). *Obs: A espessura média do bloco não pode ser menor do que 20 cm (em > 20cm). CONCRETO SIMPLES As obras de concreto simples podem ter armadura de distribuição, que não pode ser considerada no cálculo dos esforços resistentes, mas que pode ser considerada para diminuir o efeito da fissuração. Elementos de concreto com armadura menor que a mínima devem ser dimensionados como de concreto simples. • Não é permitido o uso de concreto simples em estruturas sujeitas a SISMOS ou a EXPLOSÕES, e em casos onde a dutilidade seja qualidade importante da estrutura. • Concreto da classe C15 a C40 • Juntas de Dilatação: As juntas de dilatação devem ser previstas pelo menos a cada 15 m. *Obs: Se não forem considerados os efeitos da retração térmica do concreto no dimensionamento das estruturas de concreto armado, a distância das juntas de concretagem deve ser prevista a cada 15 m (FCC). • Qualquer armadura eventualmente existente no concreto simples deve terminar pelo menos a 6 cm das juntas. • Nas aberturas das portas ou janelas, devem ser previstas pelo menos 2 barras de φ = 10 mm, que se prolonguem 50 cm a partir dos ângulos reentrantes. • A menor dimensão de pilares deve ser de 20 cm ou h/10 (para Concretos Simples). Concreto com Armadura Ativa Tipo Alongamento Método de Alongamento Ancoragem Pré-tracionada Antes do lançamento do concreto O pré-alongamento é feito utilizando-se apoios independentes do elemento estrutural Por aderência Pós-tracionada Após o endurecimento do concreto O pré-alongamento é feito utilizando-se apoios do próprio elemento estrutural Injenção das bainhas Pós-tracionada sem aderência Após o endurecimento do concreto O pré-alongamento é feito utilizando-se apoios do próprio elemento estrutural Não é criado aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados Mecanismos de Deterioração do CONCRETO Tipo O que é Prevenção LIXIVIAÇÃO É o mecanismo responsável por dissolver e carrear os compostos hidratados da pasta de cimento por ação de águas puras, carbônicas agressivas, ácidas e outras Restringir a fissuração, de forma a minimizar a infiltração de água, e proteger as superfícies expostas com produtos específicos, como os hidrófugos EXPANSÃO POR SULFATO É a expansão por ação de águas ou solos que contenham ou estejam contaminados com sulfatos, dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de cimento hidratado Uso de cimento resistente a sulfatos REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO É a expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e agregados REATIVOS - Mecanismos de Deterioração do AÇO Tipo O que é Prevenção Despassivação por CARBONATAÇÃO Ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço da armadura O cobrimento das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável um concreto de baixa porosidade Despassivação por AÇÃO DE CLORETOS Causada por elevado teor de íon-cloro O cobrimento das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável o uso de um concreto de pequena porosidade. O uso de cimento composto com adição de escória ou material pozolânico é também recomendável nestes casos. Classe de Agressividade Ambiental (CAA) Classe de Agressividade Ambiental Agressividade Classificação geral para o tipo de ambiente Risco de Deterioração da Estrutura F I Fraca Rural Insignificante ISubmersa M II Moderada* Urbana Pequeno P II F III Forte* Marinha Grande G III Industrial M IV Muito Forte Industrial Elevado E IV Respingo de Marés * Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (acima) para ambientes internos secos (salas, quartos etc) Classe de Agressividade e a Qualidade do Concreto Concreto Tipo Classe de Agressividade I II III IV Relação a/c em massa CA <=0,65 <=0,60 <=0,55 <=0,45 CP <=0,60 <=0,55 <=0,50 <=0,45 Classe de concreto CA C20 C25 C30 C40 CP C25 C30 C35 C40 *CA - Concreto Armado *CP - Concreto Protendido Tipo de Estrutura Componente ou elemento Classe de Agressividade Ambiental I II III IV Cobrimento Nominal mm Concreto Armado Laje 20 25 35 45 Viga / Pilar 25 30 40 50 Elementos estruturais em contato com o solo 30 40 50 Concreto Protendido Laje 25 30 40 50 Viga / Pilar 30 35 45 55 Valor do Coeficiente de Aderência ŋ1 Tipo de Superfície ŋ1 Lisa 1.0 Entalhada 1.4 Nervurada 2.25 Ganchos Sem Ganchos Barras Tracionadas*¹ Barras lisas •Alternância de solicitação, de tração e compressão •ɸ >32mm*² Barras Comprimidas Todas *¹Barras Tracionadas: Nos demais casos a ancoragem deve ser feita com ou sem gancho *²Não é recomendado ganchos para barras tracionadas de ɸ >32mm Tipo Comprimento da ponta reta Semicirculares >=2ɸ Em ângulo de 45° (interno) >=4ɸ Em ângulo reto >=8ɸ *Para as barras lisas, os ganchos devem ser sempre semicirculares Armadura Mínima Tipo CA φ Espaçamento OBS Armadura de Pele (VIGAS) CA-50 ou CA-60 - >= (d/3; 20cm) Em vigas com h<=60cm, pode ser dispensada a utilização de armadura de pele Armadura Longitudinal (VIGAS) - - Horizontal: >= (20mm; φ; 1,2*φ agreg.graúdo) Vertical: >= (20mm; φ; 0,5*φ agreg.graúdo) Em vigas com h < 60 cm, pode ser dispensada a utilização da armadura de pele. Estribos (VIGAS) - >= 5mm <=bw/10 - Quando a barra for lisa seu φ não pode ser superior a 12mm Armadura Longitudinal (PILARES) - >= 10mm <=1/8 da menor dimensão da seção transversal >= (20mm; φ; 1,2*φ agreg.graúdo) - Estribos (PILARES) - >= (5mm; φbarra/4) <= (200mm; menor dim. da seção; 24φ (CA-25); 12φ (CA-50) Deve ser colocada em toda a altura do pilar, sendo obrigatória sua colocação na região de cruzamento com vigas e lajes Cabos de Protensão - - <= (6h; 120cm) >= 5cm Em suas extremidades devem haver segmentos retos de no mínimo 100cm (no caso de monocordoalhas engraxadas 50cm) Armadura em Lajes (LAJES) - <=h/8 <= (2h; 20cm) - Estribos - Armadura de Punção (LAJES) - <=h/20 - - LN LN (2%o) (3,5%o) E Limite de Resistência última (2%o) Tipo Comprimento da ponta reta Semicirculares>=2ɸ Em ângulo de 45° (interno)>=4ɸ Em ângulo reto>=8ɸ *Para as barras lisas, os ganchos devem ser sempre semicirculares TipoAlongamentoMétodo de AlongamentoAncoragem Pré-tracionada Antes do lançamento do concreto O pré-alongamento é feito utilizando- se apoios independentes do elemento estrutural Por aderência Pós-tracionada Após o endurecimento do concreto O pré-alongamento é feito utilizando- se apoios do próprio elemento estrutural Injenção das bainhas Pós-tracionada sem aderência Após o endurecimento do concreto O pré-alongamento é feito utilizando- se apoios do próprio elemento estrutural Não é criado aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados Concreto com Armadura Ativa Classe de Agressividade Ambiental Agressividade Classificação geral para o tipo de ambiente Risco de Deterioração da Estrutura Rural Submersa Marinha Industrial Industrial Respingo de Marés I P G E F M F M II III IV FracaInsignificante Pequeno Grande Elevado Moderada* Forte* Muito Forte Urbana Classe de Agressividade Ambiental (CAA) I TipoO que éPrevenção LIXIVIAÇÃO É o mecanismo responsável por dissolver e carrear os compostos hidratados da pasta de cimento por ação de águas puras, carbônicas agressivas, ácidas e outras Restringir a fissuração, de forma a minimizar a infiltração de água, e proteger as superfícies expostas com produtos específicos, como os hidrófugos EXPANSÃO POR SULFATO É a expansão por ação de águas ou solos que contenham ou estejam contaminados com sulfatos, dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de cimento hidratado Uso de cimento resistente a sulfatos REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO É a expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e agregados REATIVOS - Mecanismos de Deterioração do CONCRETO TipoO que éPrevenção Despassivação por CARBONATAÇÃO Ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço da armadura O cobrimento das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável um concreto de baixa porosidade Despassivação por AÇÃO DE CLORETOSCausada por elevado teor de íon-cloro O cobrimento das armaduras e o controle da fissuração minimizam este efeito, sendo recomendável o uso de um concreto de pequena porosidade. O uso de cimento composto com adição de escória ou material pozolânico é também recomendável nestes casos. Mecanismos de Deterioração do AÇO GanchosSem Ganchos Barras Tracionadas*¹Barras lisas •Alternância de solicitação, de tração e compressão •ɸ >32mm*² Barras ComprimidasTodas *¹Barras Tracionadas: Nos demais casos a ancoragem deve ser feita com ou sem gancho *²Não é recomendado ganchos para barras tracionadas de ɸ >32mm TipoCAφOBS Armadura Longitudinal (VIGAS) -- Em vigas com h < 60 cm, pode ser dispensada a utilização da armadura de pele. Armadura Longitudinal (PILARES) - >= 10mm <=1/8 da menor dimensão da seção transversal - Cabos de Protensão-- Em suas extremidades devem haver segmentos retos de no mínimo 100cm (no caso de monocordoalhas engraxadas 50cm) Armadura em Lajes (LAJES) -<=h/8- Armadura Mínima IIIIIIIV CA<=0,65<=0,60<=0,55<=0,45 CP<=0,60<=0,55<=0,50<=0,45 CAC20C25C30C40 CPC25C30C35C40 *CA - Concreto Armado *CP - Concreto Protendido Classe de Agressividade e a Qualidade do Concreto TipoConcreto Classe de Agressividade Classede concreto Relação a/c em massa IIIIIIIV Laje20253545 Viga / Pilar25304050 Elementos estruturais em contato com o solo 4050 Laje25304050 Viga / Pilar30354555 Cobrimento Nominal mm Concreto Protendido Concreto Armado Tipo de Estrutura Componente ou elemento Classe de Agressividade Ambiental 30 Tipo de Superfícieŋ1 Lisa1,0 Entalhada1,4 Nervurada2,25 Valor do Coeficiente de Aderência ŋ1
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