Estruturas de Concreto I - AULA 1 - INTRODUCAO - Prof Leila

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ESTRUTURAS DE 
CONCRETO I 
CCE0183
AULA 1
APRESENTAÇÃO
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DOCENTE: LEILA FERREIRA FIGUEIREDO
CONTEXTUALIZAÇÃO
� O concreto armado é o material mais utilizado em sistemas
estruturais.
� Possibilita o entendimento do comportamento das estruturas de
concreto armado e o contato com as plantas de forma e
armadura, que formam a linguagem de projeto estrutural.
OBJETIVOS GERAIS
� Aprender os principais conceitos sobre o projeto e o 
dimensionamento de estruturas de concreto armado 
segundo as Normas vigentes.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Conhecer as principais características do concreto
armado e identificar os parâmetros relevantes ao
projeto estrutural;
2. Entender os princípios básicos de ação e segurança em
estruturas de concreto armado;
3. Identificar e determinar as solicitações em estruturas
de concreto armado;
4. Dimensionar elementos estruturais de concreto armado.
CONTEÚDO 
Unidade 1: Fundamentos do Concreto Armado
1.1 Histórico
1.2 Materiais Constitutivos
1.3 Prescrições genéricas da Norma
1.4 Critérios de dimensionamento
1.4.1 Estados Limites de desempenho
1.4.2 Ações e solicitações
1.4.3 Resistências
1.5 Ação conjunta do aço e do concreto
1.6 Aderência
CONTEÚDO 
Unidade 2: Lajes Retangulares de Concreto Armado
2.1 Tipos de lajes
2.2 Carregamentos
2.3 Pré-dimensionamento
2.4 Determinação de Esforços
2.5 Dimensionamento a flexão simples
2.5.1 Estado limite último
2.5.2 Diagrama de tensões parábola-retângulo e retangular
2.5.3 Domínios de deformação
2.5.4 Cálculo prático com o uso de tabelas adimensionais
2.6 Prescrições da Norma e Detalhamento
2.7 Representação de projeto e lista de armadura
CONTEÚDO
Unidade 3: Vigas retangulares de Concreto Armado
3.1 Cargas em vigas
3.2 Esforços em vigas
3.3 Pré-dimensionamento
3.4 Dimensionamento a flexão
3.5 Dimensionamento ao cisalhamento
3.5.1 A treliça de Mörsh
3.5.2 Esmagamento da biela nos apoios
3.5.3 Modelos adotados pela Norma
3.5.4 Cálculo da armadura transversal
CONTEÚDO
Unidade 3: Vigas retangulares de Concreto Armado
3.6 Prescrições da Norma e detalhamento de seção
3.7 Prescrições da Norma e detalhamento da armadura longitudinal
3.7.1 A associação com o modelo da treliça
3.7.2 Decalagem do diagrama de momentos
3.7.3 Detalhamento da viga
3.8 Representação de projeto e lista de armadura
AVALIAÇÃO
� Composto de três etapas: Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2
(AV2) e Avaliação 3 (AV3).
� A AV1 contemplará o conteúdo da disciplina até a sua
realização, incluindo o das atividades estruturadas.
� As AV2 e AV3 abrangerão todo o conteúdo da disciplina,
incluindo o das atividades Estruturadas.
APROVAÇÃO
Para aprovação na disciplina o aluno deverá:
1. Atingir resultado igual ou superior a 6.0, calculado a
partir da média aritmética entre os graus das
avaliações, sendo consideradas apenas as duas
maiores notas obtidas dentre as três etapas de
avaliação (AV1, AV2 e AV3). A média aritmética obtida
será o grau final do aluno na disciplina;
2. Obter grau igual ou superior a 4,0 em, pelo menos,
duas das três avaliações;
3. Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
� FUSCO, Péricles Brasiliense; ONISHI, Minoru. Introdução à 
engenharia de estruturas de concreto (Minha Biblioteca). 
São Paulo: Cengage Learning, 2018. 
Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522127
771/cfi/0!/4/4@0.00:0.00
� PARIZOTTO, Liana. Concreto armado (Minha Biblioteca). 
Porto Alegre: SAGAH, 2017. 
Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788595020
917/cfi/0!/4/4@0.00:0.00
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
� PILOTTO Neto, Egydio. Caderno de receitas de concreto 
armado, volume 1: vigas (Minha Biblioteca). Rio de Janeiro: 
LTC, 2007. 
Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521634
690/cfi/6/2!/4/2/2@0.00:0
Outras Informações
HISTÓRIA DO CONCRETO 
ARMADO
� O concreto armado é o material construtivo de maior
utilização em todo o mundo, destacando-se pelo seu
ótimo desempenho, facilidade de execução e economia.
� O homem, com o passar do tempo, começou a
abandonar suas moradias em árvores e cavernas e a
buscar materiais como madeira e pedra para construção
de novas moradias.
� Por meio da associação com argila, cal e outros ligantes,
egípcios e romanos, entre outros povos, começaram a
construir suas pirâmides e templos.
HISTÓRIA DO CONCRETO 
ARMADO
Pai do concreto 
armado.
PONTE DE MONIER
� Primeira ponte em concreto armado (1875).
HISTÓRIA DO CONCRETO 
ARMADO NO BRASIL
� Não se sabe bem como começou no o concreto armado no
Brasil.
� Em 1904, o professor Antônio de Paula Freitas (Escola
Polythecnica do Rio de Janeiro) publica o texto:
“construções em concreto armado”.
� Na época era denominado de cimento armado e foi
utilizado pela primeira vez no Brasil em construções
habitacionais de Copacabana pela Empreza de Construcções
Civis. Em 1892 esta empresa obteve a patente para
utilização do cimento armado.
� Os primeiros cálculos de estruturas em concreto armado foi
realizado por Carlos Euler e Mario Andrade Martins Costa
(projeto de ponte sobre o rio Maracanã em 1908).
� Em 1924 um desenvolvimento do concreto armado e a
formação de engenheiros brasileiros.
A IMPORTÂNCIA DA SOLUÇÃO 
EM CONCRETO ARMADO
• Na construção civil, temos materiais que são utilizados
por séculos da mesma forma, neste caso, o concreto;
• O concreto surgiu da necessidade do homem possuir um
material resistente como a pedra, mas de moldagem
mais fácil;
• Os romanos foram os primeiros a utilizar uma espécie de
concreto para assentar seus tijolos cerâmicos maciços;
• Com a Idade Média, o uso e a consequente evolução do
material acabaram por estagnarem-se, onde, em grande
escala, só obtiveram uma retomada no século XIX;
• O concreto é uma mistura de cimento, areia, brita e
água;
A IMPORTÂNCIA DA SOLUÇÃO 
EM CONCRETO ARMADO
• Utilizado em elementos estruturais como vigas e pilares,
em lajes etc.;
• A resistência do concreto aumenta de acordo com a
elevação da quantidade do cimento que utiliza e
diminui, consequentemente, com o aumento da
quantidade da água na sua mistura;
• O Concreto Armado X Concreto: a primeira recebe uma
armadura metálica que resiste aos esforços de tração e
no segundo caso, o concreto resiste apenas à
compressão;
• No Brasil, o Concreto Armado é utilizado amplamente;
• Poucos sabem, mas por muito tempo o Brasil obteve o
pioneirismo quanto a construções em Concreto Armado;
A IMPORTÂNCIA DO 
CONCRETO ARMADO
• Pioneiro: o engenheiro Emílio Henrique Baumgart,
professsor da Escola Nacional de Belas Artes, onde
ministrou a disciplina “Sistemas e detalhes de
construção, desenho técnico, orçamentos e
especificações” a partir do ano de 1931; o chamado “Pai
do Concreto Armado” no Brasil;
• Projetos: ponte sobre o Rio do Peixe (1930) ligando
Santa Catariana ao Rio Grande do Sul (vão de 68,5 m) e
o Edífício A Noite (1927), no Rio de Janeiro, que
expuseram a tecnologia ao mundo e inspiraram
engenheiros e arquitetos, principalmente os brasileiros;
• Alunos que destacaram-se: Lúcio Costa, Roberto Burle 
Marx, Cândido Portinari e Oscar Niemeyer; 
A IMPORTÂNCIA DO 
CONCRETO ARMADO
A ponte sobre o Rio do Peixe 
possui um vão de 68,5m 
construída totalmente livre 
de escoras e foi a primeira 
de Concreto Armado, em 
balanços sucessivos, 
construída no mundo.
Ponte sobre o Rio do Peixe
O Edifício A Noite, com 24 andares, 
construído na Zona Portuária do Rio 
de janeiro, inaugurado em 1927, 
tornou-se, em sua época, o mais 
alto do mundo em estruturas de 
concreto armado.
Edifício A Noite
DEVER DE CASA
� Vídeo:
� https://youtu.be/MtHUATGVBzI
EVOLUÇÃO DA NORMA 
BRASILEIRA DE CONCRETO
NORMA TÉCNICAS
• Toda ação relacionada à construção ou utilização do
concreto segue parâmetros rígidos indicados pelas
Normas Técnicas.• Entre as normas técnicas que definem a sua fabricação e
utilização destacam-se as da Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT) e da American Society for
Testing and Materials (ASTM).
NORMA TÉCNICAS
� As Principais Normas Técnicas da ABNT relacionadas ao concreto são:
• NBR 5732 – Cimento Portland Comum – Especificação;
• NBR 5733 – Cimento Portland de Alta Resistência Inicial – Especificação;
• NBR 5735 – Cimento Portland de Alto Forno – Especificação;
• NBR 5736 – Cimento Portland Pozolânico – Especificação;
• NBR 5738 – Confecção e Cura de Corpos de prova de Concreto Cilíndricos ou Prismáticos –
Método de ensaio;
• NBR 5739 – Ensaio de Compressão de Corpos de prova Cilíndricos de Concreto – Método de 
ensaio;
• NBR 7211 – Agregados para Concreto – Especificação;
• NBR 7480 – Barras e Fios de Aço Destinados à Armadura de Concreto Armado – Especificação;
• NBR 7680 – Extração, Preparo, Ensaio e Análise de Testemunhos de Estruturas de Concreto –
Procedimento;
• NBR 8953 – Concreto para Fins Estruturais – Classificação por Grupos de Resistência –
Classificação;
• NBR 11578 – Cimento Portland Composto – Especificação;
• NBR 11768 – Aditivos para Concreto de Cimento Portland;
• NBR 12142 – Concreto – Determinação da Resistência à Tração na Flexão em Corpos de prova 
Prismáticos – Método de Ensaio.
NORMA TÉCNICAS
� As Principais Normas Técnicas da ASTM relacionadas ao 
concreto são:
• ASTM C 42 – Standard Test Method for Obtaining and Testing 
Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete;
• ASTM C 309 – Liquid Membrane – Forming Compounds for 
Curing Concrete.
NORMA TÉCNICAS
� As Principais Normas Técnicas da ABNT relacionadas ao 
concreto armado são:
• NBR 6118:14 - PROJETO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO –
PROCEDIMENTO
� NBR 7222/11 – Concreto e argamassa — Determinação da
resistência à tração por compressão diametral de corpos de
prova cilíndricos
� NBR 12655/15 – Concreto de cimento Portland - Preparo,
controle, recebimento e aceitação - Procedimento
OS MATERIAIS PARA 
ESTRUTURAS
• PEDRA: durabilidade, resistência a compressão e encontra-
se em diversos lugares. Difícil de dar forma. Tempo de
execução incompatível com a construção de edifícios.
GRANDE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E BAIXA RESISTÊNCIA À
TRAÇÃO.
• MADEIRA: fácil de cortar, encontra-se em diversos lugares,
renovável, BOA RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO E TRAÇÃO.
• ARGILA: encontra-se em diversos lugares, crua + água
temos argamassa, moldada e cozida temos os tijolos.
TIJOLO TEM ALGUMA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO.
• AÇO: caro, sofre ação do tempo, corrosão. RESISTE MUITO
BEM A TRAÇÃO.
• CONCRETO: BOA RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO.
CONCRETO
� Características:
• Para que o concreto mantenha as suas características de
resistência e maleabilidade, utiliza-se areia e brita de
boa qualidade;
• Deve ser adicionada apenas a água necessária a tornar o
concreto mole e fácil de ser trabalhado;
• Deve misturá-lo de forma a obter um material uniforme
com partes iguais em toda a sua composição;
• O preparo do concreto pode ser realizado de maneira
manual ou mecânica.
VANTAGENS E DESVANTAGENS 
DO AÇO
� Alta resistência do material nos
diversos estados de tensão (tração,
compressão, flexão etc.),
� Manutenção das dimensões e
propriedades dos materiais.
� Material resistente a choques e
vibrações.
� Grande margem de segurança no
trabalho, devido ao material ser
único e homogêneo, com limite de
escoamento, ruptura e módulo de
elasticidade bem definido.
� Os elementos de aço podem ser
desmontados e substituídos com
facilidade, o que permite reforçar
ou substituir facilmente.
� Possibilidade de reaproveitamento
do material (valores que chegam a
100% de aproveitamento).
• Limitação na execução em
fábrica em função do
transporte até o local de
sua montagem final.
• Necessidade de tratamento
superficial das peças contra
oxidação devido ao contato
com o ar atmosférico.
• Necessidade de mão-de-
obra e equipamentos
especializados para sua
fabricação e montagem.
• Limitação de fornecimento
de perfis estruturais.
VANTAGENS E DESVANTAGENS 
DA MADEIRA
� Renovável e abundante na
natureza;
� Elevada resistência em relação
a sua baixa massa específica;
� Excelente isolante térmico e
acústico;
� Facilidade de trabalho e união
das peças;
� Baixa demanda de energia para
produção;
� Pode ser reempregada várias
vezes;
� Custo relativamente baixo.
• Possui variações transversais e
longitudinais devido a variação
da umidade;
• É combustível, principalmente
quando se trata de elementos
de pequenas dimensões;
• É relativamente vulnerável ao
ataque de insetos e agentes
externos;
• Possui composição
heterogênea e anisotrópica;
• Por vezes possui formas que
limitam sua utilização;
VANTAGENS E DESVANTAGENS 
DO CONCRETO
� Materiais econômicos e
abundantes no planeta;
� Fácil moldagem;
� Mão-de-obra não qualificada e
equipamentos simples;
� Elevada resistência ao fogo;
� Elevada resistência ao desgaste
mecânico;
� Grande estabilidade, sob ação
de intempéries, dispensando
trabalhos de manutenção;
� Aumento da resistência à
ruptura com o tempo.
 Massa específica elevada
(2,5 t/m³ ou 25 kN/m³ ou
2500 kgf/m³). Obras com
grandes vãos, as
solicitações de peso
próprio se tornam
excessivas, sendo uma
limitação dos vãos das
vigas em concreto armado.
 Reformas e adaptações são
de difícil execução;
 Fissuração (existe, ocorre
e deve ser controlada);
 Transmite calor e som.
CONCRETO ARMADO
� Vantagens do concreto armado em relação ao aço e à
madeira:
• Econômico quando comparado ao aço e à madeira;
• Produzido com matéria-prima sem elevado valor, diferente
do aço;
• Não possui grandes restrições ambientais para a sua
produção, como é o caso da madeira;
• Utiliza equipamentos simples para o seu transporte,
diferentes dos guindastes necessários para erguer grandes
perfis metálicos e toras de madeira;
• Não há a necessidade de mão de obra especializada, como
soldadores e marceneiros no caso do aço e da madeira;
• É uma estrutura durável, resistente a intempéries.
Diferente da madeira.
CONCRETO ARMADO
� Desvantagens do concreto armado em relação ao aço e à madeira:
• Possui um peso elevado para a construção, diferente do aço e
principalmente da madeira;
• É difícil de se realizar reformas ou demolições devido a sua
estrutura rígida e inflexível, diferente do aço, que se parafusado,
pode ser montado e desmontado de acordo com a necessidade;
• Não possui eficiência quanto ao isolamento térmico e acústico,
diferente da madeira, utilizada inclusive em estações científicas na
Antártida como isolante térmico;
• Quando executado com espessura reduzida, não resiste
adequadamente aos esforços solicitados, ao contrário de estruturas
em aço, que mesmo com dimensões reduzidas, possui boa
capacidade de resistência aos esforços solicitantes;
CONCRETO ARMADO
� Lajes, Vigas, Pilares e Vãos com o Concreto Armado:
• Quanto maiores as lajes, mais possibilidades do surgimento
de deformações;
• Utilizando lajes maciças retangulares, recomenda-se a
dimensão mínima do lado menor equivalente a 2,5 metros e
a dimensão máxima do lado menor equivalente a 6 metros;
• Para economia, na construção, recomenda-se dimensões
entre 3,5 e 5 metros para o lado menor;
• Portanto, as lajes maciças não podem ser grandes demais,
podendo a sua dimensão do lado menor e do lado maior ser
6 x 8 m, com vãos entre pilares em média de 4 metros;
• Para lajes maiores a estas, recomenda-se lajes nervuradas e
lajes protendidas.
CONCRETO ARMADO X 
CONCEPÇÃO ARQUITETÔNICA
• Segundo a NBR 6118 (item 13.2.4.1), as lajes maciças
precisam ter no mínimo 7 cm de espessura quando
utilizadas para forro, 8 cm para piso e 12 cm quando
utilizadas para o tráfego de veículos;
• Quanto às vigas, largura mínima de 12 cm e possuem em
média 25 a 30 cm de altura e devem ser instaladas sob e
sobre as paredes, com exceção quando os vãos forem
menores que 2,5 metros, ou maiores que 6 metros;
• O vão máximo recomendado entre pilares, em uma
construção com concreto armado,é de 6 metros;
• Os pilares devem ficar nas interseções das lajes, onde os
vãos das vigas comandam a posição destes pilares;
LAJES
� A espessura da laje (h) pode ser estimada por:
onde Lx é o menor vão da laje.
LAJES
� Espessuras mínimas em função do uso da laje (NBR 6118:14
no item 13.2.4. Para as lajes maciças, os limites mínimos de
espessura prescritos pela norma são:
a) 7 cm para cobertura não em balanço;
b) 8 cm para lajes de piso não em balanço;
c) 10 cm para lajes em balanço;
d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou
igual a 30 kN;
e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que
30 kN;
f) 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas, com o
mínimo de l/42 para lajes de piso biapoiadas e l/50 para lajes de
piso contínuas;
g) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo, fora do
capitel.
VIGAS
• Altura: , onde L é o vão da viga.
� Vogas contínuas: altura única estimada a partir da média 
dos vãos.
VIGAS
PILARES
� Os pilares de concreto armado são normalmente de
seção retangular,
� São posicionados nos cruzamentos das vigas
(permitindo apoio direto das mesmas) e nos cantos da
estrutura da edificação.
� Os espaçamentos dos pilares definem os vãos das
vigas, resultando em geral espaçamentos entre 2,5 a 6
m.
� Nos pilares de seção retangular, recomenda-se que a
menor dimensão não seja inferior a 20cm.
PILARES
� Em edifícios pode ocorrer uma incompatibilidade entre a
posição dos pilares em dois pavimentos diferentes. Essa
situação pode existir em função de diferenças no layout
dos pavimentos, como no caso nos edifícios residenciais,
que possuem garagem e pavimento tipo. Nesses casos,
utiliza-se uma estrutura de transição.
COMPARAÇÃO
COMPARAÇÃO
PROJETO ESTRUTURAL
� memória de cálculo, 
� plantas de forma e
� plantas de armadura.
ESTRUTURA
� Estudo do Projeto Arquitetônico;
� Lançamento da Estrutura:
� Levantamento de cargas;
� Pré-Dimensionamento;
� Ajustes;
� Planta de Forma;
ANÁLISE DA ESTRUTURA
� Determinação dos esforços internos: lajes, vigas, 
pilares, pórticos;
� Ajustes nas dimensões dos elementos;
� Revisão nas formas
DETALHAMENTO
� Dimensionamento estrutural dos elementos;
� Detalhamento dos elementos estruturais.
� Planta de armação
EXECUÇÃO
� formas, 
� armações, 
� concretagem e 
� desforma
Fim
Obrigada!