Conceitos Fundamentais do Concreto Armado - UFSCar

PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 1 Estruturas de Concreto 1 Professor Ricardo Laguardia Justen de Almeida laguardiaufscarbr Período 20242 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS Departamento de Engenharia Civil Outubro2024 Unidade 1 Conceitos Fundamentais Sumário 2 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 Introdução ao concreto armado 12 Propriedades dos materiais para concreto armado 13 Durabilidade das estruturas de concreto 14 Ações e segurança Estruturas de Concreto 1 Unidade 1 Conceitos Fundamentais 11 Introdução ao Concreto Armado 3 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida O concreto é o material resultante da mistura em proporção adequada de aglomerantes cimento agregados miúdo e graúdo e água Em função de necessidades específicas podem ser acrescentados aditivos químicos retardadores ou aceleradores de pega plastificantes e superplastificantes etc e adições minerais escórias de altoforno pozolanas fillers calcários etc Cimento Agregado miúdo areia Agregado graúdo brita 11 Introdução ao Concreto Armado 4 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Cimento Água PASTA PASTA Agregado Miúdo areia ARGAMASSA ARGAMASSA Agregado Graúdo brita CONCRETO Concreto Simples PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 2 11 Introdução ao Concreto Armado 5 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida CONCRETO SIMPLES CIMENTO ÁGUA AREIA BRITA Em geral no estado endurecido o concreto apresenta adequada resistência à compressão baixa resistência à tração comportamento frágil A resistência do concreto endurecido depende de vários fatores como consumo de cimento relação águacimento o grau de adensamento os tipos de agregados e de aditivos Na maior parte das aplicações estruturais para melhorar as características do concreto ele é usado junto com outros materiais 11 Introdução ao Concreto Armado 6 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Exemplos de aplicação do concreto simples Blocos vazados de concreto Manilhas tubos de concreto Pavimento de concreto Barragens 11 Introdução ao Concreto Armado 7 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Concreto armado é o material obtido pela associação do concreto com barras de aço convenientemente colocadas em seu interior Em virtude da baixa resistência à tração do concreto cerca de 10 da resistência à compressão as barras de aço cumprem a função de absorver os esforços de tração na estrutura 11 Introdução ao Concreto Armado 8 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Em virtude da baixa resistência à tração do concreto cerca de 10 da resistência à compressão as barras de aço cumprem a função de absorver os esforços de tração na estrutura PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 3 11 Introdução ao Concreto Armado 9 O funcionamento conjunto desses dois materiais só é possível graças à aderência as deformações das barras de aço são praticamente iguais às deformações do concreto que as envolve CONCRETO ARMADO CONCRETO SIMPLES ARMADURA ADERÊNCIA 11 Introdução ao Concreto Armado 10 11 Introdução ao Concreto Armado 11 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 Introdução ao Concreto Armado 12 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Viabilidade do concreto armado Trabalho solidário açoconcreto garantido pela aderência O concreto protege as armaduras contra a corrosão Os coeficientes de dilatação térmica do concreto e do aço são aproximadamente iguais A armadura utilizada no concreto armado é denominada armadura passiva uma vez que nenhum esforço adicional é inserido ao elemento estrutural isto é a armadura apenas resiste à tração A armadura destinada à produção de forças de protensão denominada armadura ativa é utilizada no concreto protendido e atua para reduzir ou até mesmo eliminar as tensões de tração que seriam produzidas no concreto quando o carregamento definitivo é aplicado PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 4 11 Introdução ao Concreto Armado 13 O concreto protendido é um refinamento do concreto armado onde a ideia básica é aplicar tensões prévias de compressão nas regiões da peça que serão tracionadas pela ação do carregamento externo aplicado Desse modo as tensões de tração são diminuídas ou até mesmo anuladas pelas tensões de compressão préexistentes Tipos de concreto 11 Introdução ao Concreto Armado 14 Viga de concreto armado sob carregamento Viga de concreto protendido antes do carregamento Viga de concreto protendido após o carregamento 11 Introdução ao Concreto Armado 15 Tipos de concreto Hoje no mercado existem diferentes tipos de concreto para as mais diversas finalidades seja estrutural ou estética Concreto prémoldado Sistema construtivo em que as peças de concreto são moldadas fora da posição definitiva Por exemplo as peças podem ser moldadas no canteiro de obra e posteriormente içadas para sua posição definitiva 11 Introdução ao Concreto Armado 16 Tipos de concreto Concreto prémoldado Se as peças são produzidas em uma fábrica temse o concreto préfabricado que posteriormente é transportado para a obra e colocado na posição final PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 5 11 Introdução ao Concreto Armado 17 Tipos de concreto Concreto leve Os concretos leves são conhecidos pela reduzida massa específica e elevada capacidade de isolamento térmico ABNT NBR 61182023 Portanto consideramse concretos leves aqueles com massa específica seca no máximo igual a 2000 kgm³ Os concreto mais utilizados são os concretos porosos celulares sem finos e concretos com agregados leves como poliestireno expandido EPS Isopor argila expandida entre outros 2000 kgm³ 2800 kgm³ Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 Introdução ao Concreto Armado 18 Tipos de concreto Concreto leve 11 Introdução ao Concreto Armado 19 Tipos de concreto Argamassa armada A argamassa armada é constituída por agregado miúdo e pasta de cimento com armadura de fios de aço de pequeno diâmetro formando telas No concreto a armadura é localizada em regiões específicas Na argamassa armada ela é distribuída por toda a peça e o material é considerado como se fosse homogêneo 11 Introdução ao Concreto Armado 20 Tipos de concreto Concreto de alto desempenho CAD Um concreto de alto desempenho CAD apresenta características diferenciadas do concreto tradicional e deve ser entendido como um material que atende a expectativas para fins prédeterminados relativos a comportamento estrutural lançamento adensamento estética e durabilidade frente ao meio ambiente atual e futuro Concreto reforçado com fibras CRF PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 6 11 Introdução ao Concreto Armado 21 Tipos de concreto Concreto reforçado com fibras CRF 11 Introdução ao Concreto Armado 22 Tipos de concreto Concreto reforçado com fibras CRF 11 Introdução ao Concreto Armado 23 Tipos de concreto Concreto autoadensável CAA O concreto autoadensável dispensa adensamento mecânico proporciona uma redução no tempo de concretagem e no quadro de funcionários mas necessita maior controle de qualidade 11 Introdução ao Concreto Armado 24 Tipos de concreto Concreto de alta resistência CAR PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 7 11 Introdução ao Concreto Armado 25 Tipos de concreto Concreto de UltraAlto Desempenho UHPC Ultra high performance concrete 11 Introdução ao Concreto Armado 26 Tipos de concreto Concreto colorido 11 Introdução ao Concreto Armado 27 Vantagens do concreto armado É moldável permitindo grande variabilidade de formas apresenta boa resistência à maioria dos tipos de solicitação especialmente no Brasil os seus componentes são facilmente encontrados e relativamente a baixo custo em geral o concreto apresenta boa durabilidade desde que seja utilizado com a dosagem correta e seja bem executado a estrutura é monolítica com trabalho conjunto para resistir às ações facilidade e rapidez de execução principalmente para peças prémoldadas é pouco permeável à água quando dosado corretamente e executado em boas condições de adensamento e cura reduzidos gastos de manutenção desde que a estrutura seja bem projetada e adequadamente construída Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 Introdução ao Concreto Armado 28 Desvantagens do concreto armado Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Peso próprio elevado 2500 kgm³ reformas e adaptações são de difícil execução custo de fôrmas para moldagem corrosão das armaduras quando mal executado fissuração quase sempre inevitável e deve ser controlada PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 8 11 Introdução ao Concreto Armado 29 Normas técnicas Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Brasil ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6118 Projeto de Estruturas de Concreto Rio de Janeiro 2023 EUA AMERICAN CONCRETE INSTITUTE Building Code Requirements for Structural Concrete ACI318 2011 Europa Eurocode 2 Design of concrete structures Part 11 General Rules and Rules for Buildings EN1992112004 Mundial fib Model Code 20102020 11 Introdução ao Concreto Armado 30 Normas técnicas Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Objetivos das normas técnicas Uniformizar os procedimentos para projeto controle dos materiais e execução estabelecer padrões aceitáveis de segurança funcionalidade e durabilidade para as edificações CÓDIGO DE DEFESA DO CONSUMIDOR Lei Nº 8078 de 11 de Setembro de 1990 Art 39 É vedado ao fornecedor de produtos ou serviços dentre outras práticas abusivas VIII colocar no mercado de consumo qualquer produto ou serviço em desacordo com as normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes Referências bibliográficas 31 ARAÚJO J M 2023 Curso de Concreto Armado 5ª edição Rio Grande Editora Dunas 2023 v 1 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Rio de Janeiro 2023 242p CARVALHO R C FILHO J R F 2024 Cálculo e Detalhamento de Estruturas Usuais de Concreto Armado Segundo a NBR 61182023 5ª edição São Carlos EdUFSCar 2024 479p KIMURA A E PARSEKIAN G A ALMEIDA L C SANTOS S H C BITTENCOURT T N 2022 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Volume 1 Capítulos Básicos B1 a B9 1ª edição São Paulo IBRACON 2022 v 1 665p Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida