Aula_4_2016

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Universidade Federal do Maranhão
Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia-CCET
Estrutura de Concreto Armado I
QUALIDADE DA ESTRUTURA E DO PROJETO E DURABILIDADE
Profº Msc. Wallace Maia de Souza
São Luís, 2016.
1. INTRODUÇÃO
As estruturas de concreto devem atender aos requisitos mínimos
com relação ao período de construção e de utilização.
A norma brasileira solicita que as construções de concreto armado
atendam a três requisitos:
a. Capacidade resistente: segurança à ruptura.
b. Desempenho em serviço: condições plenas de utilização.
c. Durabilidade: resistir a influências ambientais previstas.
Deve-se ter o considerável cuidado com a compatibilidade entre
os projetos do empreendimento.
2. DURABILIDADE
As estruturas de concreto armado devem ser projetadas para
suportar todo o tipo de intempérie mantendo sua qualidade resistiva em
toda a sua vida útil (período de tempo que a estrutura manterá sua
qualidades de projeto).
Concreto de boa e péssima qualidade
2. DURABILIDADE
Com relação a durabilidade da estrutura, deve-se estudar os
mecanismos de deterioração do concreto, do aço e da estrutura em geral.
a. Mecanismo de deterioração do concreto
São os principais: a lixiviação, a expansão por sulfato e reação
álcali-agregado.
Lixiviação, sulfato e RAA
2. DURABILIDADE
b. Mecanismo de deterioração do aço
São os principais: a despassivação por carbonatação,
despassivação por ação de cloretos.
Despassivação por carbonatação e cloretos
2. DURABILIDADE
c. Mecanismo de deterioração da estrutura
São os principais: as de origem térmica, impactos, ações cíclicas,
retração, fluência e relaxação.
Retração e impactos
3. AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
Esta relacionada as ações químicas e físicas que atuam sobre as
estruturas de concreto, independente de outras ações mecânica.
Classes de agressividade ambiental
3. AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
A durabilidade da estrutura é altamente dependente das
características do concreto e da espessura e qualidade do concreto de
cobrimento da armadura.
Correspondência entre CAA e qualidade do concreto armado
3. AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
O cobrimento da armadura é a espessura da camada de concreto
responsável pela proteção da armadura. Em vigas e pilares esse
cobrimento inicia-se da face externa dos estribos.
O cobrimento mínimo é o menor valor a ser respeitado em todo o
elemento. O cobrimento mínimo é garantido pelo cobrimento nominal.
Cobrimento nominal
3. AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
Correspondência entre CAA e Cob-nom para tolerância de 10 mm 
3. AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
Para uma adequada drenagem da estruturas devem ser tomados
alguns cuidados com relação ao acúmulo de águas, disposição de ralos,
selagem das juntas de dilatação, proteção de platibandas, pingadeiras.
Pingadeiras e acúmulo de água
4. SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
A segurança com relação a estrutura de concreto armado envolve
dois aspectos: a estrutura nunca pode alcançar a ruptura e ela deve trazer
um conforto ao usuário.
Tais aspectos são chamados de Estados Limites que são as
situações limites que as estruturas não devem ultrapassar.
ELU e ELS
4. SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
As estruturas de CA e CP são projetadas no ELU, onde calcula-se
a capacidade resistiva da estrutura, contudo com uma margem de
segurança e considerável ductilidade.
A margem de segurança ou coeficiente de segurança mantém uma
distância para longe da ruína.
Existem três fatores de segurança:
a. Majoração das cargas solicitantes.
b. Minoração da resistência característica à compressão do
concreto.
c. Minoração da resistência característica à tração do aço.
4. SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
Deve-se ter o cuidado de garantir as seguintes características à
estrutura:
a. Resistência.
b. Estabilidade.
c. Utilização plena.
d. Durabilidade.
A estruturas devem ser analisadas também quanto às deformações,
à fissuração e ao conforto do usuário.
Para isso as flechas devem atender a um limite bem como a
abertura das fissuras.
Estes aspectos são tratados pelo Estado Limite de Serviço.
4. SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
a. Estado Limite Último
Devem ser verificados alguns situação no ELU:
- Perda de equilíbrio;
- Esgotamento da capacidade resistente, devido a solicitações;
- Esgotamento da capacidade resistente, devido o efeito de
segunda ordem;
- Solicitações dinâmicas;
- Colapso progressivo;
- Esgotamento da capacidade resistente, exposição ao fogo;
- Esgotamento da capacidade resistente, ações sísmicas;
- Outros estados limites últimos.
4. SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
a. Estado Limite Último
Situações de ELU
4. SEGURANÇA E ESTADOS LIMITES
b. Estado Limite de Serviço
Se atingir este estado a estrutura fica inutilizada, mesmo que não
esgotada sua capacidade resistente.
Os ELSs são:
- Estado Limite de Formação de Fissuras (ELS-F);
- Estado Limite de Abertura de Fissuras (ELS-W);
- Estado Limite de Deformações Excessivas (ELS-DEF);
- Estado Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE).
c. Verificação da Segurança
5. FATORES DE SEGURANÇA
Com relação a estruturas de concreto, a resistência de cálculo em
função da idade do concreto, como segue:
a. Data igual ou superior a 28 dias
b. Data inferior a 28 dias
5. FATORES DE SEGURANÇA
Com relação ao aço segue:
c. Estado Limite Último
d. Estado Limite de Serviço
Não necessitam de minoração.
6. EXERCÍCIOS
I - Determinar a menor classe possível de concreto (menor fck), 
bem como o maior fator possível água/cimento (maior A/C) para as 
seguintes construções:
- construção urbana, ambiente interno seco;
- construção industrial, ambiente externo seco; e
- construção marinha, ambiente externo.
II - Determinar o cobrimento nominal a ser adotado para as barras 
das vigas e pilares das seguintes construções:
- construção urbana, ambiente interno seco;
- construção industrial, ambiente externo seco; e
- construção marinha, ambiente externo.
6. EXERCÍCIOS
III - Determinar os valores de a e b do estribo abaixo representado. 
A viga será construída em local de classe de agressividade ambiental II, as 
barras longitudinais superiores tem diâmetro 10 mm, as barras 
longitudinais inferiores tem diâmetro 16 mm e o estribo será constituído 
por barras de 6,3 mm. Considerar valores inteiros (em centímetros) para as 
dimensões a e b, barras mais próximas possível das faces e ignorar as 
curvaturas dos cantos do estribo.
6. EXERCÍCIOS
III - Determinar as coordenadas dos eixos das barras longitudinais 
mostradas na figura abaixo. A viga será construída em local de classe de 
agressividade ambiental I, as barras longitudinais superiores tem diâmetro 
16 mm, as barras longitudinais inferiores tem diâmetro 25 mm e o estribo 
será constituído por barras de 8 mm. Considerar as barras mais próximas 
possível das faces.