Aula 5

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AULA 5 – MATERIAIS ESTRUTURAS
SISTEMAS
ESTRUTURAIS
Engenharia Civil - 6° Termo
Materiais Estruturais Correntes
São várias as possibilidades de materiais utilizados com função estrutural nas construções civis. Podemos destacar em primeiro plano o CA, o aço e a madeira.
Em segundo plano podemos classificar a alvenaria estrutural (paredes com função estrutural) e toda a família de variações do CA, como pré-moldados de concreto, concreto protendido, argamassa armada e CAD.
Em um terceiro e distante plano podemos citar os materiais poliméricos em geral (nylon, polipropileno,
plásticos	em	geral,	etc.)
e	os	outros	metais	não- o		cobre,	ainda
ferrosos	como	alumínio	e
seus espaços ao sol.
galgando
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Concreto Armado
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Aglomerante + Materiais inertes + Água + Aditivos + Armadura
material	composto,	preparado	por	ocasião	de	sua aplicação;
mistura	de	um	aglomerante	hidráulico	(cimento)
com materiais inertes (agregados) e água;
traço	do	concreto:	proporção	entre	os	diversos componentes;
fator	água/cimento	(a/c):	parâmetro	importante
para a resistência do concreto;
aditivos:	acentuar	características	específicas,	como acelerador de pega, superplastificante, etc.
Concreto Armado
Congresso Nacional – DF
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Hidrelétrica de Itaipu – PR
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Usina binacional construída pelo Brasil e Paraguai, localizada 14 km ao norte da Ponte da Amizade. A barragem de 7.700 m é em concreto.
Concreto Armado
Resumo:
+ armadura passiva
Cimento Portland
Areias finas, médias e grossas
Britas nos tamanhos:
pedrisco, 0, 1, 2, etc.
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Aço
Construção Metálica
Uso de Barras de Aço
Tipos de Perfis
Laminados Nacionais
Laminados Importados
Perfis Soldados
Perfis Tubulares
Perfis Formados a Frio
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Tribunal de Contas da União no Estado de ES
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Construção sobre aterro sobre lodo (lençól freático superficial).
Fundação profunda com estacas pré de CA.
Elevação por pilotis (18). Espaço é garagem.
Volume térreo é um auditório sobre radier.
Cobertura principal em shed (4) voltada para o sol nascente.
•
Interligando, há um espaço ajardinado de pé duplo.
Tribunal de Contas da União no Estado de ES
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Estrutura em aço sendo montada.
Aeroporto Internacional Pinto Martins
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•
Incorporado à cidade em terreno em aclive - Fortaleza.
Aeroporto Internacional Pinto Martins
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Malha espacial curva de base triangular;
Malha espacial curva de base quadrada;
Mirante para a pista e pilar;
•
Arcos treliçados do acesso.
Aeroporto Internacional Augusto Severo
Dunas de areias brancas e azul do mar influenciaram a plástica da obra - Natal.
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Aeroporto Internacional Augusto Severo
Saguão de embarque;
Ponte;
Terminal visto da pista.
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Hospital Sarah Lago Norte
ginásio marina
internação e administração
auditório
centro de estudos
escolinha anfiteatro
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Hospital Sarah Lago Norte
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escolinha
Hospital Sarah Lago Norte
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escolinha
Hospital Sarah Lago Norte
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Coberturas
padrões	da
administração e dos centros de apoio ao incapacitado físico. 5 edificações.
Hospital Sarah Lago Norte
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ginásio de esportes e marina.
35 pórticos de dupla curvatura a cada 3,75m.
Hospital Sarah Lago Norte
em	perfil	I	de
Elementos	dos	pórticos 300mm de altura.
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Hospital Sarah Lago Norte
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marina
17	perfis	soldados	I	de
300mm, a cada 3,75m.
Hospital Sarah Lago Norte
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anfiteatro
articulado por passarela com os outros blocos.
Centro Empresarial Città America
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Estrutura	exposta	e	pintada.	Fechamento	em	vidros	reflexivos buscando aproveitar a plasticidade dos elementos e do entorno.
Edifício Casa do Comércio
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Madeira
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Casca externa
Casca interna Cambio Cerne Alburno Medula
Madeira
Coníferas (macias)
Fonte: La madera
Dicotiledôneas (duras)
Fonte: La madera
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Madeira
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Eucalipto
Jatobá
Jacarandá
Aroeira
Sucupira
Ipê
Imbuia
	Pinus	Cambará	Angelim	Amarelinho	P. Rosa	Pinho do	Angelim
			Araroba			Paraná	
Madeira
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Casa Helio Olga – São Paulo
Madeira
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Piscina	coberta	-	Bad
Dürrheim - Alemanha – 1987
Madeira
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Salão de exposições da Alemanha - 1995
Madeira
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Kuwait - Expo 92
Barcelona - 1992
Madeira
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Madeira
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Banco de Parque - Hannover - Alemanha - 1991
Japão - 1987
Brinquedo - Ouchy - Suíça 1994
Totem
-	Kiyosato	-
Madeira
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Montanha	Russa	- Hagondange - França
- 1989
Alvenaria Estrutural
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Alvenaria Estrutural: Processo construtivo que se caracteriza pelo uso de paredes como principal estrutura suporte do edifício, dimensionadas através de CÁLCULO RACIONAL.
			Parede de Alvenaria					
								
								
	Alvenaria de Vedação					Alvenaria Estrutural		
					
					
	Alvenaria Convencional (Não Armada)			Alvenaria Estrutural (Armada)	
Alvenaria Estrutural
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Vedação
Estrutural
Alvenaria Estrutural
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Muralhas da China - 215 aC
Alvenaria Estrutural
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Monadnock Building - 1891
1,80m	de
16 andares;
- 65m;
Paredes	de
espessura.
Pré-Moldados de Concreto
A construção civil tem sido considerada uma indústria atrasada quando comparada a outros ramos industriais. A razão disso está no fato dela apresentar, de uma maneira geral, baixa produtividade, grande desperdício de materiais, morosidade e baixo controle de qualidade.
Uma das formas de buscar a redução desse atraso é com técnicas associadas à utilização de elementos pré-moldados de concreto. O emprego dessas técnicas recebe a denominação de concreto pré-moldado ou de pré-moldagem, e as estruturas formadas por esses elementos recebem a denominação de estruturas de concreto pré-moldado.
Com a utilização do concreto pré-moldado pode-se atuar no sentido de reduzir o custo dos materiais das estruturas de concreto, basicamente o concreto e a armadura. Entretanto, é na parcela relativa às fôrmas e ao cimbramento (elementos verticais), normalmente de maior peso no custo do CA, que a
redução é mais significativa.
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Sistemas lineares (tipo “esqueleto”)
Sistemas com eixos retos
Pré-Moldados de Concreto
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Sistemas lineares (tipo “esqueleto”)
Sistemas com vigas Vierendel e vigamento secundário
Pré-Moldados de Concreto
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Sistemas de paredes portantes
Sistemas típico para múltiplos andares com paredes
portantes na fachada
Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Pré-Moldados de Concreto
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Concreto de Alto Desempenho
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Concreto de Alto Desempenho
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Complexo Olímpico Barcelona -1992
Torre de comunicações de Barcelona com 268m de altura
Concreto de Alto Desempenho
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Concreto de Alto Desempenho
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Concreto de Alto Desempenho
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Argamassa Armada
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mundial de Paris em 1855.
Após a descoberta do cimento Portland, em 1824, por Aspdin, a produção em escala comercial propriamente dita do cimento Portland só aconteceu em 1855.
Neste contexto, as origens da argamassa armada estão ligadas aos estudos do francês Joseph Louis Lambot iniciados em 1848 que culminaram na patente, registrada em 1856, do “fer- ciment” descrito como um “material constituído de uma rede de arames ou fios metálicos cimentados juntos por um cimento hidráulico, de modo a formar elementos de vigas e cascas de qualquer tamanho desejado”.
Era um material destinado às aplicações navais, arquitetônicas
e domésticas, como um substituto da madeira.
	Construiu-se	vasos	de	plantas,	reservatórios	de	água	e
	pequenas	embarcações,	um	dos	quais	foi	exposto	na	feira
Argamassa Armada
Em 1955 (exatos 100 anos depois), foram resgatados do fundo de um lago, dois pequenos barcos de 3,60m de comprimento por 1,20m de largurae espessuras variando de 25mm a 38mm.
Patente de Lambot
Barco de Lambot
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Argamassa Armada – Lelé
Devemos destacar os trabalhos do arq. João Filgueira Lima, mais conhecido por Lelé, principalmente em Brasília, Rio de Janeiro e Salvador. É um arquiteto que domina as áreas de sistemas estruturais, tecnologia das construções, instalações prediais e outras.
Trabalhou com equipamentos e acessórios urbanos em Salvador, projetou, instalou e dirigiu a Fábrica de Escolas (RJ).
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Canalização, Camurujipe - Salvador, BA, 1980
Argamassa Armada
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Rampas e Escadas, Camurujipe - Salvador, BA, 1980
Argamassa Armada
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Fábrica de Escolas – Rio de Janeiro
Argamassa Armada
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Escolas no Rio de Janeiro
Argamassa Armada
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Escola de dois andares e creche em Salvador
Argamassa Armada
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Passarela em Salvador
Argamassa Armada – Nervi
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Palácio de Exposições.	Nervi & Bartoli. (Turim, 1948).	Vão de 95,1m.
Argamassa Armada
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Palácio de Exposições.
Nervi & Bartoli. (Turim, 1948).	Vão de 95,1m.
Argamassa Armada
Palacete de Esportes.	Nervi & Bartoli. (Roma, 1957).
60m de  - para as Olimpíadas de Roma.
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Argamassa Armada
Palacete de Esportes.
Nervi & Bartoli. (Roma, 1957).
60m de  - vista interna.
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Argamassa Armada
Palacete de Esportes.
Nervi & Bartoli. (Roma, 1957).
60m de  - montagem.
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Argamassa Armada
Reservatório de água, biodigestor e silo de grãos na Índia
Silo na Tailândia
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Concreto Protendido
Definição:
Para ilustrar o efeito da protensão nos materiais, imaginemos uma viga constituída por livros como na figura abaixo. Esse material, assim como o concreto, possui alta resistência à compressão e baixa capacidade à tração e ao cisalhamento. A protensão uniforme insere uma tensão de compressão em toda a seção do elemento. Quando as solicitações normais surgem, compressão na metade superior e tração na inferior, haverá uma maximização da aptidão natural do concreto (tensão de compressão) e uma compensação da debilidade (tração), aumentando assim, a capacidade de carga do elemento.
Ação
Protensão
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Reação
Reação
Concreto Protendido
cisalhamento que é a separação por escorregamento.
Compressão na
Ação
metade superior
Protensão
Tração na
metade inferior
Reação	Reação
Como se sabe, a ação provoca as solicitações internas:
Flexão: que é constituída por compressão na metade superior e tração
na inferior;
Cisalhamento (escorregamento) nas superfícies adjacentes (das capas e contra-capas);
Reações verticais.
O efeito da tensão de compressão da protensão além de contrapor a tração que tentaria separar os livros em baixo, aumenta o atrito lateral, melhorando o efeito nocivo do
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Concreto Protendido
No modelo anterior, há uma maximização da compressão até o limite do concreto mas uma evolução é apresentada na figura seguinte onde há uma completa contraposição do momento fletor atuante através de um momento fletor imposto pela protensão. Para isso basta aplicar a protensão abaixo do eixo
do elemento.
Compressão	na	metade	superior
ação, fletor
tração imposto
devido
pela
devida	a momento protensão.
Ação
Reação
Protensão abaixo do eixo central
Tração na metade inferior devida a ação, compressão direta e indireta advinda do momento fletor impostas
pela protensão.
Efeito
excêntrica
secundário	da
–
protensão momento tracionando
fletor em	cima	e
comprimindo em baixo.
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Concreto Protendido
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No	concreto	protendido
a	protensão	pode
ser	inserida	no
momento da concretagem proporcionando o sistema pré- tensionado ou após o endurecimento, obtendo o concreto pós- tensionado.
Em ambos os casos devem ser utilizados aços de altas resistências e de baixas perdas de tensão por deformação progressiva.
As principais vantagens do concreto protendido são:
Emprego de aços de alta resistência;
Eliminação das tensões de tração;
Redução das dimensões da seção transversal;
Diminuição da flecha;
Desenvolvimento e aplicação de novos métodos construtivos.
Concreto Protendido
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