Introdução ao estudo das estruturas de concreto armado

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Construções de Concreto I:
Profa MSc Paula de Carvalho Palma Vitor
Email: paula.palma@esamc.br
Whatsapp: (31) 99165-4302
Introdução ao estudo das estruturas 
de concreto armado
Bibliografia:
BASTOS, P.S.S. Estruturas de concreto armado. Bauru,
2014. Disponível em:
http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Introducao.pdf.
CARVALHO, R.C; FILHO, J.R.F. Cálculo e Detalhamento de
Estruturas de Concreto Armado: segundo a NBR 6118:2014. 4.
ed. São Carlos: EdUFSCar, 2017, 415 p.
PINHEIRO, L.M. Fundamentos do concreto e projeto de
edifícios. São Carlos, 2004.
http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Introducao.pdf
Introdução
Concreto
cimento agregados água Concreto
Proporção destes materiais depende 
das características desejadas
Introdução
Pasta
Cimento água Pasta
Introdução
Argamassa
Cimento
Agregado 
miúdo
água argamassa
Introdução
Fonte: Pinheiro (2004)
Introdução
Microconcreto: agregado graúdo apresenta 
dimensões reduzidas
Concreto de alto desempenho: resistência à 
compressão > 50 MPa
Vantagens do concreto
Vantagens do concreto:
• É moldável, permitindo grande variabilidade de formas e de
concepções arquitetônicas.
• Alta resistência à compressão, ao fogo e a água.
• Baixo custo dos materiais (água, agregados graúdos e miúdos).
• Baixo custo de mão-de-obra (não exige profissionais com
elevado nível de qualificação).
• Processos construtivos conhecidos e bem difundidos em quase
todo o país.
• Facilidade e rapidez de execução (pré-moldados).
• Durável.
Desvantagens do concreto
Desvantagens do concreto:
 Peso próprio elevado.
 Fissuração.
 Frágil.
 Baixa resistência à tração.
Restringe seu uso isolado em elementos submetidos totalmente ou
parcialmente à tração (tirantes, vigas, lajes e outros elementos
fletidos).
Elementos fletidos
Fonte: https://blogdaengenharia.com/resistir-a-resistencia-dos-materiais/
Elementos fletidos
Fonte:Carvalho e Figueiredo (2014)
1 ( trecho BC) Flexão pura
2 Fissuras: ocorrem devido a baixa resistência à tração do concreto e
pequena deformabilidade (frágil): reduz a capacidade resistente da viga
ao momento fletor.
3 Concreto armado: associo o concreto a um material que tem boa
resistência à tração (aço) e seja dúctil.
1
2
3
Fissuração do concreto
Fonte: Acervo Próprio
Concreto armado
Concreto armado 
Fonte: www.sapobrothers.net/sb/concretoarmado.jpg
Concreto armado
Concreto armado
Concreto 
simples
Armadura 
passiva
aderência
Concreto
armado
Concreto armado
Concreto armado: concreto e 
aço devem trabalhar 
solidariamente
Concreto armado
Aderência
Promove a transferências das 
tensões: aço concreto
Concreto armado
Principais características das 
estruturas de concreto armado
Concreto e armadura 
trabalhando em conjunto devido 
a aderência
Fissuras
Introdução
Além do concreto armado, 
dependendo do tipo de associação 
entre a argamassa/concreto e o aço, 
pode-se ter:
Introdução
Argamassa armada
Argamassa
Armadura
“tela”
Argamassa
armada
Fonte: http://www.engenhariasustentavel.org.br/wp-content/uploads/2012/06/argamassa2.jpg
Introdução
Concreto com fibras
Concreto fibras
Concreto
com 
fibras
Introdução
Concreto com fibras
Fonte: Acervo próprio
Introdução
Concreto com fibras
Fonte: Figueiredo (2000)
Introdução
Concreto protendido
Concreto 
simples
Armadura 
ativa
aderência
Concreto
protendido
Introdução
Concreto protendido:
Armadura ativa: aplica-se uma força na armadura antes da 
atuação do carregamento na estrutura ( a operação de 
tracionar a armadura e chamada de protensão)
Armadura ativa é usada para introduzir forças especiais (
compressão no concreto) antes da fase de utilização da estrutura de
tal forma que sejam eliminadas as tensões de tração ( ou existam
de forma limitada) com as cargas de uso ( serviço).
Introdução
Concreto protendido x concreto armado:
Resistência do 
aço (1500 e 1900 
MPa)
Resistência do 
concreto↑↑
Seções 
transversais ↓
Vãos ↑, ↓ flechas e 
fissuras
Introdução
Concreto protendido:
Vantagens do concreto armado
 O Concreto Armado alia as qualidades do concreto:
 baixo custo;
 durabilidade;
 boa resistência à compressão, ao fogo e à água.
 Com as qualidades do aço:
 ductilidade;
 excelente resistência à tração e à compressão.
 Permitir construir elementos com as mais variadas formas e
volumes, com relativa rapidez e facilidade, para os mais variados
tipos de obra.
Desvantagens do concreto armado
 Resulta em elementos com maiores dimensões que o aço, o que
acarreta em peso próprio elevado: peso específico do CA é de 25
kN/m3.
 Reformas e adaptações de difícil execução.
 É bom condutor de calor e som, exigindo, em casos específicos,
associação com outros materiais para sanar esses problemas.
 São necessários um sistema de fôrmas e escoramentos ( exceto
quando se usa pré-moldagem) que geralmente precisam
permanecer no local até que o concreto alcance resistência
adequada.
Produção das estruturas de concreto 
armado
 De modo geral, na construção de um elemento estrutural em
Concreto Armado ocorrem as seguintes etapas:
 posicionamento das armaduras de aço na fôrma (ou molde);
 em seguida o concreto fresco é lançado para preencher a
fôrma, quando simultaneamente vai-se realizando o
adensamento do concreto, que deve envolver e aderir às
armaduras;
 após a cura e outros cuidados e com o endurecimento do
concreto, a fôrma pode ser retirada e assim origina-se a peça
de Concreto Armado.
Aplicações do concreto armado
Concreto é o material estrutural mais utilizado no mundo. 
“ Não há material mais consumido pelo homem em tamanha quantidade, com 
exceção da água” 
Brunauer e Copeland (1964 apud MEHTA e 
MONTEIRO, 2014)
• Edifícios:
• Galpões e pisos industriais ou para fins diversos;
• Obras hidráulicas e de saneamento: barragens, tubos, canais, reservatórios,
estações de tratamento etc.;
• Rodovias: pavimentação de concreto, pontes, viadutos, passarelas, túneis,
galerias, obras de contenção etc.;
• Estruturas diversas: elementos de cobertura, chaminés, torres, postes,
mourões, dormentes, muros de arrimo, piscinas, silos, cais, fundações de máquinas
etc.
O Concreto armado em obras pelo 
mundo
Church of the Light ( Japão)| Tadao Ando, 1989
.
Igreja de São Francisco de Assis (Belo Horizonte)| Oscar Niemeyer, 
1943
O Concreto armado em obras pelo 
mundo
Histórico do concreto armado
“Cimento armado” surgiu na França, no ano de 1849.
Barco de Lambot, 1855
O barco foi construído com telas de fios finos de ferro, preenchidas com 
argamassa de cimento.
1900: Início do desenvolvimento da teoria do concreto armado por
Koenen; posteriormente por Edward Mörsch em 1902:
A primeira teoria realista e consistente sobre o dimensionamento
das peças de Concreto Armado. A teoria de Treliça Clássica de E.
Mörsch é uma das maiores invenções em Concreto Armado,
permanecendo ainda aceita, apesar de ter surgido há mais de 100
anos.
1904: publicadas na Alemanha as “ Instruções provisórias para
preparação, execução e ensaio de construções de concreto armado”.
Histórico do concreto armado
 1901 no Rio de Janeiro: construção de galerias de água.
 1904 construção de casas e sobrados.
 1908 ponte com 9 m de vão.
 1910 em SP, foi construída uma ponte com 28 m de comprimento.
O primeiro edifício em São Paulo data de 1907.
 A partir de 1924 quase todos os cálculos estruturais passaram a
ser feitos no Brasil.
Histórico do concreto armado no 
Brasil
Histórico do concreto armado no 
Brasil
Fonte: Thomaz (2010)
Principais normas/diretrizes
Principais normas
ABNT NBR 6118: 2014 Projeto de Estruturas de Concreto Armado -
Procedimento
1940
NB 1
1960 
Revisão
NB 1
1978 
NBR 6118
2003
NBR 6118
2007
Aprovada 
pela ISO: 
Norma de 
padrão 
internacional
ABNT NBR 6118:2014
Seção 3.1 Definições do concreto estrutural
3.1.2 Elementos de concreto simples estrutural:
elementos estruturais elaborados com concreto que não possui qualquer tipo de
armaduraou que a possui em quantidade inferior ao mínimo exigido para o
concreto armado.
3.1.3 Elementos de Concreto Armado:
aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e
armadura, e nos quais não se aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes
da materialização dessa aderência.
3.1.4 Elementos de Concreto Protendido:
aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos
especiais de protensão com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou
limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura e propiciar o melhor
aproveitamento de aços de alta resistência no ELU.
Seção 3.1 Definições do concreto estrutural
3.1.5 Armadura passiva:
qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão, isto é,
que não seja previamente alongada.
3.1.6 Armadura ativa (de protensão):
armadura constituída por barras, fios isolados ou cordoalhas, destinada à produção
de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial.
ABNT NBR 6118:2014
Principais normas
NBR 6120 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações - Procedimento
NBR 6122 - Projeto e execução de fundações
NBR 6123 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento
NBR 7187 - Projeto de pontes de concreto armado e de concreto protendido -
Procedimento
NBR 7191 - Execução de desenhos para obras de concreto simples ou armado
NBR 7480 - Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado -
Especificação
NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas - Procedimento
NBR 9062 - Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado
Normas estrangeiras:
 Fib Model Code, do COMITÉ EURO-INTERNATIONAL DU BÉTON
 Eurocode do EUROPEAN COMMITTEE STANDARDIZATION
 ACI 318 do AMERICAN CONCRETE INSTITUTE.
Principais normas/diretrizes