Aula 02 Concreto Armado 2021-01

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Professor MSc. Afrânio Lins Filho
Estruturas de Concreto Armado, Metálicas e Madeira
Aula 02 – Bases da Associação Concreto - Aço
Esta aula tem por Objetivos Apresentar:
• Os fundamentos do Concreto;
•As bases para cálculo de Concreto Armado;
•As Normas Utilizadas em Estruturas de Concreto Armado.
Definições
Concreto é um material de construção proveniente da mistura, em
proporção adequada, de: aglomerantes, agregados e água.
a) Aglomerantes
Unem os fragmentos de outros materiais.
No Concreto, em geral se emprega Cimento Portland, que reage com
a água e endurece com o tempo.
b) Agregados
São partículas minerais que aumentam o volume da mistura, reduzindo seu
custo.
Dependendo das dimensões características φ, dividem-se em dois grupos:
• Agregados miúdos: 0,075mm < φ < 4,8mm. Exemplo: areias.
• Agregados graúdos: φ ≥ 4,8mm. Exemplo: pedras.
c) Pasta
Resulta das reações químicas do cimento com a água.
Quando há água em excesso, denomina-se nata.
Aglometante Agregado miúdo
Agregado graúdo Pasta de cimento e água
d) Argamassa
Provém da pela mistura de cimento, água e agregado miúdo, ou seja, pasta com
agregado miúdo.
e) Concreto simples
A NBR 6118/14 (item 3.1.2) define Elementos de Concreto simples
estrutural como: elementos estruturais elaborados com concreto que não
possui qualquer tipo de armadura ou que a possui em quantidade
inferior ao mínimo exigido para o Concreto Armado.
Argamassa
Concreto Simples
Depois de endurecer, o Concreto apresenta:
• Boa resistência à compressão;
• Baixa resistência à tração;
• Comportamento frágil, isto é, rompe com pequenas deformações.
Na maior parte das aplicações estruturais, para melhorar as
características do Concreto, ele é usado junto com outros materiais.
f) Concreto Armado
É a associação do Concreto simples com uma armadura, usualmente
constituída por barras de aço.
Os dois materiais devem resistir solidariamente aos esforços solicitantes.
Essa solidariedade é garantida pela aderência.
CONCRETO ARMADO ↔ CONCRETO SIMPLES + ARMADURA + ADERÊNCIA 
f) Concreto Armado
A NBR 6118/14 (item 3.1.3) define 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.
NBR 6118/14 (item 3.1.5) define Armadura passiva: qualquer armadura que
não seja usada para produzir forças de protensão, isto é, que não seja
previamente alongada”.
CONCRETO ARMADO ↔ CONCRETO SIMPLES + ARMADURA + ADERÊNCIA 
Viga de Concreto
simples (a)
Viga de Concreto
Armado (b)
f) Concreto Armado
f) Concreto Armado
Diagrama Tensão – Deformação (de Cálculo) do Aço e do Concreto 
f) Concreto Armado
Diagrama Tensão – Deformação do Aço
f) Concreto Armado
Viga de Concreto
Armado - Deformação
Viga de Concreto
Armado - Seção
f) Concreto Armado
f) Concreto Armado
Aderência - Pode ser mais bem entendido por meio de uma analogia
com o comportamento de vigas compostas por peças de madeira.
Supondo que as duas vigotas de madeira estejam apenas superpostas,
sem nenhuma ligação efetiva;
Supondo haver ligação eficiente entre as vigotas de madeira, por
colagem ou dispositivo mecânico - o conjunto se comporta sob flexão
como se fosse uma peça única.
f) Concreto Armado
Analogias da aderência Concreto - Aço com vigas compostas de madeira
a) sem aderência entre as partes b) com aderência
g) Concreto Protendido
No Concreto Armado, a armadura não tem tensões iniciais. Por isso, é
denominada armadura frouxa ou armadura passiva.
No Concreto Protendido, pelo menos uma parte da armadura tem tensões
previamente aplicadas, denominada armadura de protensão ou armadura
ativa.
CONCRETO PROTENDIDO ↔ CONCRETO + ARMADURA ATIVA
g) Concreto Protendido
Aplicação de protensão completa numa viga biapoiada.
g) Concreto Protendido
A NBR 6118/14 (item 3.1.4) define 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 estado limite
último (ELU).
A NBR 6118/14 (item 3.1.4) define Armadura ativa (de protensão):
constituída por barra, fios isolados ou cordoalhas, destinada à produção de
forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial.
CONCRETO PROTENDIDO ↔ CONCRETO + ARMADURA ATIVA
g) Concreto Protendido
Esquema armadura de protensão
A viabilidade do Concreto Armado como elemento estrutural se deve a três
razões básicas:
1. Trabalho conjunto entre aço e concreto, assegurado pela aderência entre
os dois materiais;
2. Proteção que o concreto fornece a armadura dos ataques do meio
ambiente, garantindo assim a durabilidade da estrutura;
3. O coeficiente de dilatação térmica dos dois materiais são semelhantes :
• Concreto: Para efeito de análise estrutural, o coeficiente de dilatação térmica
pode ser admitido como sendo igual a 10-5/°C (NBR 6118/14 – Item 8.2.3).
•Aço: O valor de 10-5/°C pode ser considerado para coeficiente de dilatação
térmica, para intervalos de temperatura entre -20 °C e 100 °C (NBR 6118/14 –
Item 8.3.4).
Viga de Concreto
Armado - Deformação
A viabilidade do Concreto Armado
Breve Histórico
• 1849 - Lambot: Barco de Concreto com rede metálica (França);
• 1849 - Monier: Vasos de Concreto com armadura (França);
• 1852 - Coignet: Primeiros elementos de construção - vigotas e
pequenas lajes (França);
• 1867/78 - Monier: Registro de diversas patentes de elementos para a
construção de vasos, tubos e depósitos (França);
Breve Histórico
• 1871 - Brannon: Estacas de fundação de Concreto com armadura
(Inglaterra);
• 1873 - Hyatt: Colunas com armaduras vertical e helicoidal (USA);
• 1880 - Hennebique: Primeira laje de Concreto com armadura
constituída por barras de aço de seção circular, semelhante às atuais
(França);
Breve Histórico
• 1892 - Hennebique: Patente do primeiro tipo de viga com armadura
transversal constituída de estribos (França);
• 1897 - Rabut: Primeiro curso sobre o Concreto Armado (França);
• 1902 - Mõrsch: Primeira edição de um livro de sua coleção sobre
Concreto Armado, considerada até hoje como a mais importante
referência histórica no aspecto técníco-científico. Publicou resultados
de inúmeros ensaios de laboratórios e desenvolveu modelos de cálculo,
alguns até hoje utilizados (Alemanha);
Breve Histórico
• 1902/08 - Wayss e Freytag: Publicação de vários trabalhos
experimentais, associados em firma especializada, até hoje existente
(Alemanha);
• 1907-Koenen: Propõe a compressão prévia em peças de Concreto,
princípio básico do concreto pretendido (Alemanha);
• 1928 - Freyssinet: patente do primeiro sistema de protensão, tornando
possível o uso em grande escala da técnica (França).
Breve Histórico
Entre alguns eventos notáveis no Brasil, merecem destaque:
•1908 - Conclusão da construção do Edifício A Noite, no Rio de
Janeiro, que durante muitos anos foi recorde mundial em altura de
edifícios com estrutura de Concreto Armado;
• 1908 - Construção de ponte em Santa Catarina por Emílio Baumgart;
• 1955-1960 - Construção de Brasília, com projetos principais de
Arquitetura e Urbanismo de autoria dos Arquitetos Oscar Niemeyer e
Lúcio Costa (Projetos Estruturais do engenheiro Joaquim Cardozo);
Vantagens do Concreto Armado
• É moldável, permitindo grande variabilidade de formas e de
concepções arquitetônicas.
• Apresenta boa resistência à maioria dos tipos de solicitação, desde que
seja feito um correto dimensionamento e um adequado detalhamento das
armaduras.
• A estrutura é monolítica, fazendo com que todo o conjunto trabalhe
quando a peça é solicitada.
Vantagens do Concreto Armado
• Baixo custo dos materiais - água e agregados graúdos e miúdos.
• Baixo custo de mão-de-obra,pois em geral não exige profissionais com
elevado nível de qualificação.
• Processos construtivos conhecidos e bem difundidos em quase todo o
país.
• Facilidade e rapidez de execução, principalmente se forem utilizadas
peças pré-moldadas.
Vantagens do Concreto Armado
• O Concreto é durável e protege a armação contra a corrosão (meio
predominantemente alcalino (pH = 12 a 13,5),
• Os gastos de manutenção são reduzidos, desde que a estrutura seja
bem projetada e adequadamente construída.
• O Concreto é pouco permeável à água, quando executado em boas
condições de plasticidade, adensamento e cura.
Vantagens do Concreto Armado
• A resistência à compressão do Concreto aumenta com a idade.
• É um material seguro contra fogo, desde que a armadura seja
convenientemente protegida pelo cobrimento.
Vantagens do Concreto Armado
• Exemplo de Cobrimento em uma Viga.
Vantagens do Concreto Armado
• Classe de Agressividade Ambiental – NBR 6118/14 (Item 6.4.2).
Vantagens do Concreto Armado
• Classe de Agressividade Ambiental – NBR 6118/14 (Item 7.4.7).
Restrições do Concreto Armado
• Baixa resistência à tração (1/5 a 1/15 da resistência à compressão);
• Fragilidade;
• Peso próprio elevado (2500 kg/m³);
• Custo de formas para moldagem;
• Corrosão das armaduras.
Aplicações do Concreto Armado
É o material estrutural mais utilizado no mundo. Seu consumo anual é da
ordem de uma tonelada por habitante.
Entre os materiais utilizados pelo homem, o Concreto perde apenas para
a água.
• Edifícios: mesmo que a estrutura principal não seja de Concreto, alguns elementos, pelo
menos, o serão;
• Galpões e pisos industriais ou para fins diversos;
Introdução 
• Obras hidráulicas e de saneamento: barragens, tubos, canais, reservatórios, estações
de tratamento etc;
• 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.;
• Rodovias: pavimentação de Concreto, pontes, viadutos, passarelas, túneis, galerias,
obras de contenção etc.;
Estruturas diversas: elementos de cobertura, chaminés, torres, postes, muros de
arrimo, piscinas, silos, cais, fundações de máquinas etc.
Normas – procedimentos
• NBR 6118:2014 (NB-1) - Projeto de estruturas de Concreto procedimento.
versão corrigida: agosto de 2014.
• NBR 7187:2003 (NB-2) - Projeto de pontes de Concreto Armado e
Protendido – procedimento.
• NBR 6120:1980 (NB-5) - Cargas para o cálculo de estruturas de
edificações. versão corrigida: 2000.
• NBR 6122:2010 - Projeto e execução de fundações.
• NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações.
• NBR 7191: 1982 (NB-16) - Execução de desenhos para obras de Concreto
simples ou Armado.
Normas – procedimentos
• NBR 8681: 2003 (NB-862) - Ações e segurança nas estruturas –
Procedimento. versão corrigida: 2004.
• NBR 9062:2006 (NB-949) - Projeto e execução de estruturas de Concreto
pré-moldado.
• NBR 12654:1992 - Controle tecnológico de materiais componentes do
Concreto – Procedimento. Errata 2: 2000.
NBR 12655:2015(NB-1418) - Preparo, controle e recebimento de Concreto.
• NBR 14931:2003 - Execução de estruturas de concreto – procedimento.
Confirmada em 2013.
Normas – Classificação
• NBR 8953: 2015 (CB-130) - Concreto para fins estruturais; classificação
por grupos de resistência e consistência.
Normas – Especificações
• NBR 5732:1991 (EB-1) - Cimento Portland comum. Confirmada em 2014.
• NBR 5733:1991 (EB-2) Cimento Portland de alta resistência inicial.
• NBR 7480: 2007 (EB-3) - Aço destinado a armaduras para estruturas de
Concreto Armado – Especificação. Conformada em 2014.
• NBR 7211:2009 (EB-4) Agregados para concreto – Especificação.
Normas – Métodos de ensaio
• NBR 5739:2007 (MB-3) – Concreto - Ensaio de compressão de corpos de
prova cilíndricos.
• NBR 7222:2011 (MB-212) – Concreto e Argamassa - Determinação da
resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos.
• NBR 8522:2008 - Concreto - Determinação do módulo estático de
elasticidade a compressão. Confirmada em 2014.
• NBR 12142:2010 - Concreto - Determinação da resistência à tração na
flexão em corpos-de-prova prismáticos.
Normas – Simbologia
• NBR 7808:1982 (SB-75) Símbolos gráficos para o projeto de estruturas
BIBLIOGRAFIA 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR
6118:2014 - Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento.
versão corrigida: Agosto de 2014.
CLIMACO, João Carlos Teatini. Estruturas de Concreto Armado.
São Paulo: Elsevier, 2017.
PINHEIRO, Libânio Miranda. Notas de Aula da Disciplina
Estruturas de Concreto Armado. São Carlos: USP, 2003.