·
Engenharia Civil ·
Concreto Armado 1
Send your question to AI and receive an answer instantly
Recommended for you
8
Conceitos Fundamentais do Concreto Armado - UFSCar
Concreto Armado 1
UFSCAR
27
PPGECiv UFSCar Estruturas de Concreto 1 - Topicos de Projeto Estrutural
Concreto Armado 1
UFSCAR
8
Estruturas de Concreto 1 UFSCar - Conceitos Fundamentais e Segurança Estrutural
Concreto Armado 1
UFSCAR
22
Lajes Nervuradas Unidirecionais com Vigotas Premoldadas - UFSCar
Concreto Armado 1
UFSCAR
25
Flexão Normal Simples em Estruturas de Concreto - UFSCar
Concreto Armado 1
UFSCAR
6
Estruturas de Concreto 1 UFSCar - Conceitos Fundamentais e Durabilidade
Concreto Armado 1
UFSCAR
2
Exercícios Resolvidos de Concreto Armado - Dimensionamento de Vigas e Detalhamento de Armaduras
Concreto Armado 1
UEMG
2
Diretrizes Trabalho Pratico Projeto Estrutural Lajes e Vigas Concreto Armado
Concreto Armado 1
IF SUL DE MINAS
1
Lista de Exercícios Resolvidos - Concreto Armado I - Dimensionamento de Vigas
Concreto Armado 1
UNIARARAS
1
Granulometria - Teste de Peneiramento de Solos
Concreto Armado 1
UVA
Preview text
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 121 Propriedades do Concreto 3 Massa específica 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 Concretos de massa específica normal 2000 2800 kgm³ Se a massa específica real não for conhecida para efeito de cálculo podese adotar os seguintes valores Concreto simples 2400 kgm³ Concreto armado 2500 kgm³ Quando se conhecer a massa específica do concreto utilizado podese considerar para valor da massa específica do concreto armado aquela do concreto simples acrescida de 100 kgm3 a 150 kgm3 Coeficiente de dilatamação térmica Para efeito de análise estrutural o coeficiente de dilatação térmica do concreto pode ser admitido como sendo igual a 105ºC 121 Propriedades do Concreto 4 Resistência à compressão 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 A resistência à compressão simples denominada fc é a característica mais importante do concreto e é determinada através de ensaios padronizados de curta duração carregamento rápido Em alguns regulamentos de projeto adotase a resistência cúbica obtida em cubos de 15 ou 20 cm de lado No Brasil adotase a resistência obtida em corpos de prova cilíndricos cuja relação alturadiâmetro é igual a 2 Em geral os ensaios são realizados na idade padrão de 28 dias convencionandose que seja a idade em que a estrutura deverá entrar em carga PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 2 121 Propriedades do Concreto 5 Resistência à compressão Após um número muito grande de ensaios verificase uma razoável dispersão dos valores da resistência obtidos em um lote de corpos de prova Curva de Distribuição Normal de Gauss 121 Propriedades do Concreto 6 Resistência à compressão fcm resistência média do concreto à compressão média aritmética dos valores de fc Do ponto de vista mecânico qual concreto possui melhor qualidade 121 Propriedades do Concreto 7 Resistência à compressão 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 fck resistência característica do concreto à compressão 1645 ck cm f f S S é o desvio padrão das resistências dado por 2 1 1 n ci cm i f f S n sendo fci os valores genéricos da resistência obtidos em n corpos de prova de concreto 121 Propriedades do Concreto 8 Resistência à compressão 1645 ck cm f f S 1645 S PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 3 121 Propriedades do Concreto 9 Resistência à compressão 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 desvio padrão está intimamente relacionado ao controle de qualidade adotado na produção do concreto Quando o desvio padrão não é conhecido podese adotar valores típicos estabelecidos em função do controle de qualidade ABNT NBR 126552022 O valor 1645 corresponde ao quantil de 5 ou seja apenas 5 dos corpos de prova possuem fc fck Em outras palavras 95 dos corpos de prova possuem fc fck Portanto podese definir fck como sendo o valor da resistência que tem 5 de probabilidade de não ser atingido em ensaios de corpos de prova de um determinado lote de concreto 121 Propriedades do Concreto 10 Resistência à compressão 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 Do ponto de vista mecânico a qualidade do concreto é definida pelo valor de sua resistência característica fck já que a resistência média fcm sozinha não fornece informações sobre a variabilidade dessa propriedade Observando a figura ao lado responda Qual concreto possui melhor qualidade 121 Propriedades do Concreto 11 Resistência à compressão fcm2 fcm1 fck1 fck2 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 121 Propriedades do Concreto 12 Resistência à compressão 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 A resistência à compressão depende de vários fatores Alguns deles são apresentados a seguir composição consumo e tipo de cimento relação águacimento etc condições de cura temperatura e umidade velocidade de aplicação da carga duração do carregamento ensaio de curta ou longa duração idade do concreto forma e dimensões dos corpos de prova PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 4 121 Propriedades do Concreto 13 Resistência à compressão 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 Influência da forma e dimensões dos corpos de prova 121 Propriedades do Concreto 14 Resistência à compressão 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 Influência da forma e dimensões dos corpos de prova d h 121 Propriedades do Concreto 15 Resistência à compressão Variação da resistência à compressão com a idade do concreto Quando não existirem valores de ensaio para idades inferiores a 28 dias e a cura for normal o valor da resistência característica à compressão do concreto aos j dias pode ser estimada por 1 28 1 1 s t cj ck f f e em que e é a base neperiana t é a idade efetiva do concreto em dias s é um coeficiente em função do tipo de cimento utilizado s 038 para concreto de cimento CPIII e CPIV s 025 para concreto de cimento CPI e CPII s 020 para concreto de cimento CPVARI 121 Propriedades do Concreto 16 Resistência à compressão Influência da intensidade e duração da carga Efeito Rüsch Quanto maior é o tempo de carregamento para se alcançar a ruptura menor é a resistência do concreto PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 5 121 Propriedades do Concreto 17 Resistência à compressão Os concretos são classificados em grupos de resistência Grupo I e Grupo II conforme a resistência característica à compressão fck Dentro dos grupos os concretos normais são designados pela letra C seguida do valor da resistência característica à compressão aos 28 dias de idade expressa em MPa C50 C45 C40 C35 C30 C25 C20 C15 C10 Grupo I C90 C80 C70 C60 C55 Grupo II Para concreto armado devese empregar a classe C20 ou superior fck 20 MPa Para concreto protendido devese empregar a classe C25 ou superior fck 25 MPa ABNT NBR 61182023 Tabela 71 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 121 Propriedades do Concreto 18 Resistência à tração 23 03 se 50 MPa 212ln 1 011 se 50 MPa ctm ck ck ctm ck ck f f f f f f A resistência à tração do concreto pode ser determinada em três ensaios diferentes ensaio de tração direta ensaio de compressão diametral ou ensaio de flexão Normalmente o termo resistência à tração constante nas normas de projeto referese à resistência à tração direta fct Ensaio de tração direta 121 Propriedades do Concreto 19 Resistência à tração Ensaio de tração por compressão diametral splitting test É o ensaio mais utilizado por ser mais simples de ser executado e utilizar o mesmo corpo de prova cilíndrico do ensaio de compressão É conhecido internacionalmente como Ensaio Brasileiro pois foi desenvolvido por Lobo Carneiro em 1943 121 Propriedades do Concreto 20 Resistência à tração Ensaio de tração por compressão diametral splitting test É o ensaio mais utilizado por ser mais simples de ser executado e utilizar o mesmo corpo de prova cilíndrico do ensaio de compressão É conhecido internacionalmente como Ensaio Brasileiro pois foi desenvolvido por Lobo Carneiro em 1943 09 ct ct sp f f PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 6 121 Propriedades do Concreto 21 Resistência à tração Ensaio de tração na flexão ensaio de quatro pontos Para a realização deste ensaio um corpo de prova de seção prismática é submetido à flexão com carregamentos em duas seções simétricas 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 121 Propriedades do Concreto 22 Resistência à tração Ensaio de tração na flexão ensaio de quatro pontos Para a realização deste ensaio um corpo de prova de seção prismática é submetido à flexão com carregamentos em duas seções simétricas 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 07 ct ct f f f 121 Propriedades do Concreto 23 Módulo de Elasticidade 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 Sabese da Resistência dos Materiais que a relação entre tensão e deformação de um material para determinados intervalos pode ser considerada linear Lei de Hooke E em que é a tensão no material é a deformação específica no material E é o Módulo de Elasticidade ou Módulo de Deformação Longitudinal ABNT NBR 61182023 item 828 121 Propriedades do Concreto 24 Módulo de Elasticidade 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 apresenta um comportamento não linear quando submetido a tensões de certa magnitude Esse comportamento é decorrente da microfissuração progressiva que ocorre na interface entre o agregado graúdo e a pasta de cimento No diagrama tensãodeformação do concreto obtido em um ensaio de compressão simples não se observa proporcionalidade entre tensão e deformação o material não obedece à Lei de Hooke PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 7 121 Propriedades do Concreto 25 Módulo de Elasticidade 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 A ABNT NBR 61182023 define dois módulos de elasticidade para o concreto Módulo de Elasticidade Inicial Eci também chamado de Módulo de Deformação Tangente Inicial ou simplesmente Módulo de Elasticidade Ec Módulo de Elasticidade Secante Ecs ou simplesmente Módulo Secante 121 Propriedades do Concreto 26 Módulo de Elasticidade 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 Módulo de Elasticidade Inicial Eci do concreto corresponde à inclinação da reta tangente à curva tensãodeformação que passa pela origem do diagrama Analogamente o Módulo de Elasticidade Secante Ecs do concreto representa a inclinação da reta que passa pela origem e corta o diagrama no ponto correspondente a uma tensão da ordem de 04fc sendo fc a resistência à compressão simples 121 Propriedades do Concreto 27 Módulo de Elasticidade 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 Quando não forem realizados ensaios de caracterização do concreto podese estimar o valor do módulo de elasticidade inicial pelas seguintes expressões para concretos C20 a C50 5600 ci E ck E f para concretos C55 a C90 13 21500 125 10 ck ci E f E O coeficiente E depende do tipo de agregado graúdo utilizado E 12 para basalto e diabásio E 10 para granito e gnaisse E 09 para calcário E 07 para arenito Eci e fck são dados em megapascal MPa 121 Propriedades do Concreto 28 Módulo de Elasticidade 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 módulo de elasticidade secante pode ser determinado pela seguinte expressão cs i ci E E 08 02 10 80 ck i f em que No cálculo o módulo secante é utilizado nas análises elásticas de projeto especialmente para determinação de esforços solicitantes e verificação de estados limites de serviço As equações apresentadas para Eci e Ecs valem para concretos com idade igual ou superior a 28 dias PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 8 121 Propriedades do Concreto 29 Coeficiente de Poisson 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 Quando uma força uniaxial de compressão é aplicada sobre uma peça de concreto resulta uma deformação longitudinal na direção da carga e simultaneamente uma deformação transversal com sinal contrário A relação entre a deformação transversal e a longitudinal é denominada coeficiente de Poisson e é indicada pela letra Para tensões de compressão menores que 05fc e de tração menores que fct pode ser adotado 02 121 Propriedades do Concreto 30 Diagrama tensãodeformação na compressão O diagrama tensãodeformação é fundamental para entender o comportamento mecânico do concreto especialmente em termos de resistência e ductilidade Linearidade apenas no início do carregamento até cerca de 05fc com o acréscimo de carga a resposta se torna cada vez mais nãolinear a proximidade da fase inicial elástica à tensão resistente máxima é maior quanto maior for a resistência do concreto 121 Propriedades do Concreto 31 Diagrama tensãodeformação na compressão Para efeito de análise estrutural é necessário adotar relações simples que representem de maneira satisfatória esse comportamento não linear Uma expressão muito simples foi desenvolvida por Hognestad admitindose que o trecho ascendente do diagrama possa ser representado por uma parábola do segundo grau Essa expressão foi introduzida na norma brasileira para ser utilizado nas análises no estadolimite último dando origem ao denominado diagrama parábolaretângulo para concretos até C50 fc 085fcd 0 u 121 Propriedades do Concreto 32 Diagrama tensãodeformação na compressão PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 9 121 Propriedades do Concreto 33 Diagrama tensãodeformação na compressão fck cfcd c2 cu c c Efeito Rusch Ganho de resistência ao longo do tempo Influência da forma do corpo de prova 121 Propriedades do Concreto 34 Diagrama tensãodeformação na compressão Valores a serem adotados para os parâmetros c2 e cu fck cfcd c2 cu c c para concretos C20 a C50 para concretos C55 a C90 053 4 2 0085 50 26 35 90 20 100 ck c k c u c f f 2 3 20 5 c cu 121 Propriedades do Concreto 35 Diagrama tensãodeformação na compressão Para análise estrutural não linear pode alternativamente ser utilizado o diagrama tensão deformação para a compressão simples de curta duração apresentado abaixo 2 1 1 031 1 1 4 1 8 Pa 1 2 ra 50 MPa Para 50 MPa 28 2 0 105 7 7 98 1 0 0 28 cm u c c ck ck c cu c m m c k cm cm c c c cm cu c f f k f k k E f f f f f 121 Propriedades do Concreto 36 Diagrama tensãodeformação na tração Para o concreto não fissurado pode ser adotado o diagrama tensãodeformação bilinear de tração 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 PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 10 121 Propriedades do Concreto 37 Comportamento reológico do concreto 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 comportamento reológico do concreto isto é sua deformabilidade dependente do tempo tem uma considerável importância na análise estrutural As deformações diferidas do concreto ou seja as deformações dependentes do tempo são convencionalmente separadas em duas a fluência e a retração A fluência e a retração apresentam uma série de efeitos indesejáveis como aumento das flechas de lajes e vigas aumento da curvatura de pilares devido à fluência o que introduz momentos fletores adicionais fissuração das superfícies externas devido à retração introdução de esforços indesejáveis em estruturas aporticadas o que exige a adoção de juntas de dilatação 121 Propriedades do Concreto 38 Comportamento reológico do concreto Retração do concreto A retração é definida como a redução de volume de concreto durante o processo de endurecimento devido à diminuição do volume de água dos poros A retração do concreto ocorre mesmo na ausência de ações ou carregamentos externos e é uma característica comum e natural dos concretos A retração autógena é consequência da remoção da água dos poros capilares pela hidratação do cimento A retração por secagem também chamada de retração capilar é aquela associada à perda de umidade sendo influenciada pelas condições ambientais umidade relativa temperatura vento etc Fonte FREITAS JR 2019 121 Propriedades do Concreto 39 Comportamento reológico do concreto Fonte MINDESS et al 2003 Comportamento típico do concreto à retração 121 Propriedades do Concreto 40 Comportamento reológico do concreto Retração do concreto Os efeitos da retração podem ser diminuídos executando uma cuidadosa cura durante pelo menos os primeiros dez dias após a concretagem da peça O processo de cura do concreto envolve os cuidados que devem ser tomados no período de endurecimento do concreto visando impedir que a água evapore e que o cimento não seja corretamente hidratado PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 121 Propriedades do Concreto 41 Comportamento reológico do concreto Fluência do concreto A fluência também chamada de deformação lenta pode ser definida como o fenômeno do aumento gradual da deformação ao longo do tempo sob um dado nível de tensão constante A deformação que antecede a deformação lenta é chamada de deformação imediata ci que é aquela que ocorre imediatamente após a aplicação das primeiras tensões de compressão no concreto devido basicamente à acomodação dos cristais que constituem a parte sólida do concreto 121 Propriedades do Concreto 42 Comportamento reológico do concreto Fonte MINDESS et al 2003 122 Propriedades do Aço 43 Os aços utilizados em estruturas de concreto armado no Brasil são estabelecidos pela ABNT NBR 74802024 As armaduras podem ser classificadas em barras e fios As barras possuem diâmetro mínimo de 63 mm sendo obtidas por laminação a quente Os fios apresentam diâmetros máximos de 10 mm sendo obtidos por trefilação ou laminação a frio Na nomenclatura usual de projeto tanto as barras laminadas quanto os fios trefilados são designados simplesmente por barras de armadura ABNT NBR 74802024 Tabela B1 Características das barras ABNT NBR 74802024 Tabela B2 Características dos fios A massa linear da barra ou do fio massa nominal é obtida pelo produto da área da seção nominal em m² pela massa específica do aço igual a 7850 kgm³ Para o coeficiente de dilatação térmica dos aços considerase o valor 105ºC que é o mesmo valor adotado para o concreto 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 122 Propriedades do Aço 44 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 Diagrama tensãodeformação Barras laminação a quente Fios trefilação A forma do diagrama tensãodeformação dos aços obtido em um ensaio de tração simples é influenciada pelo processo de fabricação Para os aços que não apresentam um patamar de escoamento a tensão de escoamento fy é o valor convencional que corresponde a uma deformação residual de 2 PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 12 122 Propriedades do Aço 45 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 Diagrama tensãodeformação Segundo a ABNT NBR 61182023 item 83 para o cálculo nos estadoslimite de serviço e último podese utilizar o diagrama simplificado ilustrado a seguir para os aços com ou sem patamar de escoamento Na falta de ensaios ou valores fornecidos pelo fabricante o módulo de elasticidade longitudinal Es dos aços para concreto armado pode ser admitido igual a 210 GPa 1 0 0 sd yd sd s sd yd sd sd yd E f sd tensão de cálculo sd deformação de cálculo yd deformação correspondente ao início do escoamento no diagrama de cálculo fyd tensão de escoamento de cálculo 122 Propriedades do Aço 46 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 Categorias dos aços e tipos de superfície As armaduras são classificadas nas categorias CA25 CA50 e CA60 onde o prefixo CA indica aços para concreto armado e o número é o valor da tensão de escoamento característica fyk expresso em kNcm2 Exemplo CA50 aço para concreto armado cuja tensão de escoamento característica é fyk 50 kNcm2 Resistência característica ao escoamento fyk Categoria 250 MPa CA25 500 MPa CA50 600 MPa CA60 122 Propriedades do Aço 47 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 Categorias dos aços e tipos de superfície A superfície dos aços pode ser lisa conter nervuras saliências ou mossas ou entalhes Lisas Nervuradas Entalhadas As barras lisas possuem baixa aderência ao concreto e são restritas à categoria CA25 As barras da categoria CA50 devem ser obrigatoriamente nervuradas Os fios da categoria CA60 podem ser lisos entalhados ou nervurados para melhorar sua aderência ao concreto 122 Propriedades do Aço 48 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 Categorias dos aços e tipos de superfície Diâmetros comerciais mm 250 200 160 125 100 80 63 CA50 Barras 1 34 58 12 38 95 80 70 60 50 42 CA60 Fios O comprimento usual de fabricação de barras e fios é de 12 metros com tolerância de mais ou menos 1 PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 13 122 Propriedades do Aço 49 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 Categorias dos aços e tipos de superfície Nas estruturas usuais de concreto armado proíbese o emprego simultâneo de diferentes categorias de aço salvo quando uma delas seja empregada como armadura longitudinal e outra como armadura transversal Assim as armaduras longitudinais das vigas e dos pilares podem ser da categoria CA50 e os estribos da categoria CA60 122 Propriedades do Aço 50 Industrialização das armaduras Grande parte das obras de concreto armado no Brasil utiliza o processo convencional de preparação das armaduras para os elementos estruturais Nesse processo as barras de aço são cortadas e dobradas no interior do canteiro de obras para a produção das armaduras das lajes vigas pilares etc Esse processo apresenta as seguintes desvantagens espaço físico no canteiro para armazenagem das barras e preparação das armaduras as barras de aço podem ficar expostas às ações das intempéries maior consumo de mãodeobra no canteiro perdas de material Quando as armaduras são cortadas e montadas na própria obra é comum de se fazer as amarrações entre as barras e fios com arames recozidos geralmente duplos e torcidos 122 Propriedades do Aço 51 Industrialização das armaduras Visto as desvantagens do processo convencional de preparação de armaduras no interior do canteiro de obras podese adotar o sistema de armaduras industrializadas sistema de corte e dobra oferecido por empresas especializadas em corte e dobra das barras de aço Esse sistema oferece as seguintes vantagens redução de custos com mãodeobra no canteiro ganho de espaço no canteiro com eliminação de bancadas e equipamentos garantia de qualidade redução de perdas menor tempo de execução da obra entrega na obra obedecendo cronograma Referências bibliográficas 52 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
Send your question to AI and receive an answer instantly
Recommended for you
8
Conceitos Fundamentais do Concreto Armado - UFSCar
Concreto Armado 1
UFSCAR
27
PPGECiv UFSCar Estruturas de Concreto 1 - Topicos de Projeto Estrutural
Concreto Armado 1
UFSCAR
8
Estruturas de Concreto 1 UFSCar - Conceitos Fundamentais e Segurança Estrutural
Concreto Armado 1
UFSCAR
22
Lajes Nervuradas Unidirecionais com Vigotas Premoldadas - UFSCar
Concreto Armado 1
UFSCAR
25
Flexão Normal Simples em Estruturas de Concreto - UFSCar
Concreto Armado 1
UFSCAR
6
Estruturas de Concreto 1 UFSCar - Conceitos Fundamentais e Durabilidade
Concreto Armado 1
UFSCAR
2
Exercícios Resolvidos de Concreto Armado - Dimensionamento de Vigas e Detalhamento de Armaduras
Concreto Armado 1
UEMG
2
Diretrizes Trabalho Pratico Projeto Estrutural Lajes e Vigas Concreto Armado
Concreto Armado 1
IF SUL DE MINAS
1
Lista de Exercícios Resolvidos - Concreto Armado I - Dimensionamento de Vigas
Concreto Armado 1
UNIARARAS
1
Granulometria - Teste de Peneiramento de Solos
Concreto Armado 1
UVA
Preview text
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 121 Propriedades do Concreto 3 Massa específica 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 Concretos de massa específica normal 2000 2800 kgm³ Se a massa específica real não for conhecida para efeito de cálculo podese adotar os seguintes valores Concreto simples 2400 kgm³ Concreto armado 2500 kgm³ Quando se conhecer a massa específica do concreto utilizado podese considerar para valor da massa específica do concreto armado aquela do concreto simples acrescida de 100 kgm3 a 150 kgm3 Coeficiente de dilatamação térmica Para efeito de análise estrutural o coeficiente de dilatação térmica do concreto pode ser admitido como sendo igual a 105ºC 121 Propriedades do Concreto 4 Resistência à compressão 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 A resistência à compressão simples denominada fc é a característica mais importante do concreto e é determinada através de ensaios padronizados de curta duração carregamento rápido Em alguns regulamentos de projeto adotase a resistência cúbica obtida em cubos de 15 ou 20 cm de lado No Brasil adotase a resistência obtida em corpos de prova cilíndricos cuja relação alturadiâmetro é igual a 2 Em geral os ensaios são realizados na idade padrão de 28 dias convencionandose que seja a idade em que a estrutura deverá entrar em carga PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 2 121 Propriedades do Concreto 5 Resistência à compressão Após um número muito grande de ensaios verificase uma razoável dispersão dos valores da resistência obtidos em um lote de corpos de prova Curva de Distribuição Normal de Gauss 121 Propriedades do Concreto 6 Resistência à compressão fcm resistência média do concreto à compressão média aritmética dos valores de fc Do ponto de vista mecânico qual concreto possui melhor qualidade 121 Propriedades do Concreto 7 Resistência à compressão 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 fck resistência característica do concreto à compressão 1645 ck cm f f S S é o desvio padrão das resistências dado por 2 1 1 n ci cm i f f S n sendo fci os valores genéricos da resistência obtidos em n corpos de prova de concreto 121 Propriedades do Concreto 8 Resistência à compressão 1645 ck cm f f S 1645 S PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 3 121 Propriedades do Concreto 9 Resistência à compressão 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 desvio padrão está intimamente relacionado ao controle de qualidade adotado na produção do concreto Quando o desvio padrão não é conhecido podese adotar valores típicos estabelecidos em função do controle de qualidade ABNT NBR 126552022 O valor 1645 corresponde ao quantil de 5 ou seja apenas 5 dos corpos de prova possuem fc fck Em outras palavras 95 dos corpos de prova possuem fc fck Portanto podese definir fck como sendo o valor da resistência que tem 5 de probabilidade de não ser atingido em ensaios de corpos de prova de um determinado lote de concreto 121 Propriedades do Concreto 10 Resistência à compressão 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 Do ponto de vista mecânico a qualidade do concreto é definida pelo valor de sua resistência característica fck já que a resistência média fcm sozinha não fornece informações sobre a variabilidade dessa propriedade Observando a figura ao lado responda Qual concreto possui melhor qualidade 121 Propriedades do Concreto 11 Resistência à compressão fcm2 fcm1 fck1 fck2 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 121 Propriedades do Concreto 12 Resistência à compressão 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 A resistência à compressão depende de vários fatores Alguns deles são apresentados a seguir composição consumo e tipo de cimento relação águacimento etc condições de cura temperatura e umidade velocidade de aplicação da carga duração do carregamento ensaio de curta ou longa duração idade do concreto forma e dimensões dos corpos de prova PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 4 121 Propriedades do Concreto 13 Resistência à compressão 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 Influência da forma e dimensões dos corpos de prova 121 Propriedades do Concreto 14 Resistência à compressão 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 Influência da forma e dimensões dos corpos de prova d h 121 Propriedades do Concreto 15 Resistência à compressão Variação da resistência à compressão com a idade do concreto Quando não existirem valores de ensaio para idades inferiores a 28 dias e a cura for normal o valor da resistência característica à compressão do concreto aos j dias pode ser estimada por 1 28 1 1 s t cj ck f f e em que e é a base neperiana t é a idade efetiva do concreto em dias s é um coeficiente em função do tipo de cimento utilizado s 038 para concreto de cimento CPIII e CPIV s 025 para concreto de cimento CPI e CPII s 020 para concreto de cimento CPVARI 121 Propriedades do Concreto 16 Resistência à compressão Influência da intensidade e duração da carga Efeito Rüsch Quanto maior é o tempo de carregamento para se alcançar a ruptura menor é a resistência do concreto PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 5 121 Propriedades do Concreto 17 Resistência à compressão Os concretos são classificados em grupos de resistência Grupo I e Grupo II conforme a resistência característica à compressão fck Dentro dos grupos os concretos normais são designados pela letra C seguida do valor da resistência característica à compressão aos 28 dias de idade expressa em MPa C50 C45 C40 C35 C30 C25 C20 C15 C10 Grupo I C90 C80 C70 C60 C55 Grupo II Para concreto armado devese empregar a classe C20 ou superior fck 20 MPa Para concreto protendido devese empregar a classe C25 ou superior fck 25 MPa ABNT NBR 61182023 Tabela 71 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 121 Propriedades do Concreto 18 Resistência à tração 23 03 se 50 MPa 212ln 1 011 se 50 MPa ctm ck ck ctm ck ck f f f f f f A resistência à tração do concreto pode ser determinada em três ensaios diferentes ensaio de tração direta ensaio de compressão diametral ou ensaio de flexão Normalmente o termo resistência à tração constante nas normas de projeto referese à resistência à tração direta fct Ensaio de tração direta 121 Propriedades do Concreto 19 Resistência à tração Ensaio de tração por compressão diametral splitting test É o ensaio mais utilizado por ser mais simples de ser executado e utilizar o mesmo corpo de prova cilíndrico do ensaio de compressão É conhecido internacionalmente como Ensaio Brasileiro pois foi desenvolvido por Lobo Carneiro em 1943 121 Propriedades do Concreto 20 Resistência à tração Ensaio de tração por compressão diametral splitting test É o ensaio mais utilizado por ser mais simples de ser executado e utilizar o mesmo corpo de prova cilíndrico do ensaio de compressão É conhecido internacionalmente como Ensaio Brasileiro pois foi desenvolvido por Lobo Carneiro em 1943 09 ct ct sp f f PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 6 121 Propriedades do Concreto 21 Resistência à tração Ensaio de tração na flexão ensaio de quatro pontos Para a realização deste ensaio um corpo de prova de seção prismática é submetido à flexão com carregamentos em duas seções simétricas 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 121 Propriedades do Concreto 22 Resistência à tração Ensaio de tração na flexão ensaio de quatro pontos Para a realização deste ensaio um corpo de prova de seção prismática é submetido à flexão com carregamentos em duas seções simétricas 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 07 ct ct f f f 121 Propriedades do Concreto 23 Módulo de Elasticidade 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 Sabese da Resistência dos Materiais que a relação entre tensão e deformação de um material para determinados intervalos pode ser considerada linear Lei de Hooke E em que é a tensão no material é a deformação específica no material E é o Módulo de Elasticidade ou Módulo de Deformação Longitudinal ABNT NBR 61182023 item 828 121 Propriedades do Concreto 24 Módulo de Elasticidade 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 apresenta um comportamento não linear quando submetido a tensões de certa magnitude Esse comportamento é decorrente da microfissuração progressiva que ocorre na interface entre o agregado graúdo e a pasta de cimento No diagrama tensãodeformação do concreto obtido em um ensaio de compressão simples não se observa proporcionalidade entre tensão e deformação o material não obedece à Lei de Hooke PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 7 121 Propriedades do Concreto 25 Módulo de Elasticidade 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 A ABNT NBR 61182023 define dois módulos de elasticidade para o concreto Módulo de Elasticidade Inicial Eci também chamado de Módulo de Deformação Tangente Inicial ou simplesmente Módulo de Elasticidade Ec Módulo de Elasticidade Secante Ecs ou simplesmente Módulo Secante 121 Propriedades do Concreto 26 Módulo de Elasticidade 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 Módulo de Elasticidade Inicial Eci do concreto corresponde à inclinação da reta tangente à curva tensãodeformação que passa pela origem do diagrama Analogamente o Módulo de Elasticidade Secante Ecs do concreto representa a inclinação da reta que passa pela origem e corta o diagrama no ponto correspondente a uma tensão da ordem de 04fc sendo fc a resistência à compressão simples 121 Propriedades do Concreto 27 Módulo de Elasticidade 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 Quando não forem realizados ensaios de caracterização do concreto podese estimar o valor do módulo de elasticidade inicial pelas seguintes expressões para concretos C20 a C50 5600 ci E ck E f para concretos C55 a C90 13 21500 125 10 ck ci E f E O coeficiente E depende do tipo de agregado graúdo utilizado E 12 para basalto e diabásio E 10 para granito e gnaisse E 09 para calcário E 07 para arenito Eci e fck são dados em megapascal MPa 121 Propriedades do Concreto 28 Módulo de Elasticidade 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 módulo de elasticidade secante pode ser determinado pela seguinte expressão cs i ci E E 08 02 10 80 ck i f em que No cálculo o módulo secante é utilizado nas análises elásticas de projeto especialmente para determinação de esforços solicitantes e verificação de estados limites de serviço As equações apresentadas para Eci e Ecs valem para concretos com idade igual ou superior a 28 dias PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 8 121 Propriedades do Concreto 29 Coeficiente de Poisson 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 Quando uma força uniaxial de compressão é aplicada sobre uma peça de concreto resulta uma deformação longitudinal na direção da carga e simultaneamente uma deformação transversal com sinal contrário A relação entre a deformação transversal e a longitudinal é denominada coeficiente de Poisson e é indicada pela letra Para tensões de compressão menores que 05fc e de tração menores que fct pode ser adotado 02 121 Propriedades do Concreto 30 Diagrama tensãodeformação na compressão O diagrama tensãodeformação é fundamental para entender o comportamento mecânico do concreto especialmente em termos de resistência e ductilidade Linearidade apenas no início do carregamento até cerca de 05fc com o acréscimo de carga a resposta se torna cada vez mais nãolinear a proximidade da fase inicial elástica à tensão resistente máxima é maior quanto maior for a resistência do concreto 121 Propriedades do Concreto 31 Diagrama tensãodeformação na compressão Para efeito de análise estrutural é necessário adotar relações simples que representem de maneira satisfatória esse comportamento não linear Uma expressão muito simples foi desenvolvida por Hognestad admitindose que o trecho ascendente do diagrama possa ser representado por uma parábola do segundo grau Essa expressão foi introduzida na norma brasileira para ser utilizado nas análises no estadolimite último dando origem ao denominado diagrama parábolaretângulo para concretos até C50 fc 085fcd 0 u 121 Propriedades do Concreto 32 Diagrama tensãodeformação na compressão PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 9 121 Propriedades do Concreto 33 Diagrama tensãodeformação na compressão fck cfcd c2 cu c c Efeito Rusch Ganho de resistência ao longo do tempo Influência da forma do corpo de prova 121 Propriedades do Concreto 34 Diagrama tensãodeformação na compressão Valores a serem adotados para os parâmetros c2 e cu fck cfcd c2 cu c c para concretos C20 a C50 para concretos C55 a C90 053 4 2 0085 50 26 35 90 20 100 ck c k c u c f f 2 3 20 5 c cu 121 Propriedades do Concreto 35 Diagrama tensãodeformação na compressão Para análise estrutural não linear pode alternativamente ser utilizado o diagrama tensão deformação para a compressão simples de curta duração apresentado abaixo 2 1 1 031 1 1 4 1 8 Pa 1 2 ra 50 MPa Para 50 MPa 28 2 0 105 7 7 98 1 0 0 28 cm u c c ck ck c cu c m m c k cm cm c c c cm cu c f f k f k k E f f f f f 121 Propriedades do Concreto 36 Diagrama tensãodeformação na tração Para o concreto não fissurado pode ser adotado o diagrama tensãodeformação bilinear de tração 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 PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 10 121 Propriedades do Concreto 37 Comportamento reológico do concreto 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 comportamento reológico do concreto isto é sua deformabilidade dependente do tempo tem uma considerável importância na análise estrutural As deformações diferidas do concreto ou seja as deformações dependentes do tempo são convencionalmente separadas em duas a fluência e a retração A fluência e a retração apresentam uma série de efeitos indesejáveis como aumento das flechas de lajes e vigas aumento da curvatura de pilares devido à fluência o que introduz momentos fletores adicionais fissuração das superfícies externas devido à retração introdução de esforços indesejáveis em estruturas aporticadas o que exige a adoção de juntas de dilatação 121 Propriedades do Concreto 38 Comportamento reológico do concreto Retração do concreto A retração é definida como a redução de volume de concreto durante o processo de endurecimento devido à diminuição do volume de água dos poros A retração do concreto ocorre mesmo na ausência de ações ou carregamentos externos e é uma característica comum e natural dos concretos A retração autógena é consequência da remoção da água dos poros capilares pela hidratação do cimento A retração por secagem também chamada de retração capilar é aquela associada à perda de umidade sendo influenciada pelas condições ambientais umidade relativa temperatura vento etc Fonte FREITAS JR 2019 121 Propriedades do Concreto 39 Comportamento reológico do concreto Fonte MINDESS et al 2003 Comportamento típico do concreto à retração 121 Propriedades do Concreto 40 Comportamento reológico do concreto Retração do concreto Os efeitos da retração podem ser diminuídos executando uma cuidadosa cura durante pelo menos os primeiros dez dias após a concretagem da peça O processo de cura do concreto envolve os cuidados que devem ser tomados no período de endurecimento do concreto visando impedir que a água evapore e que o cimento não seja corretamente hidratado PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 121 Propriedades do Concreto 41 Comportamento reológico do concreto Fluência do concreto A fluência também chamada de deformação lenta pode ser definida como o fenômeno do aumento gradual da deformação ao longo do tempo sob um dado nível de tensão constante A deformação que antecede a deformação lenta é chamada de deformação imediata ci que é aquela que ocorre imediatamente após a aplicação das primeiras tensões de compressão no concreto devido basicamente à acomodação dos cristais que constituem a parte sólida do concreto 121 Propriedades do Concreto 42 Comportamento reológico do concreto Fonte MINDESS et al 2003 122 Propriedades do Aço 43 Os aços utilizados em estruturas de concreto armado no Brasil são estabelecidos pela ABNT NBR 74802024 As armaduras podem ser classificadas em barras e fios As barras possuem diâmetro mínimo de 63 mm sendo obtidas por laminação a quente Os fios apresentam diâmetros máximos de 10 mm sendo obtidos por trefilação ou laminação a frio Na nomenclatura usual de projeto tanto as barras laminadas quanto os fios trefilados são designados simplesmente por barras de armadura ABNT NBR 74802024 Tabela B1 Características das barras ABNT NBR 74802024 Tabela B2 Características dos fios A massa linear da barra ou do fio massa nominal é obtida pelo produto da área da seção nominal em m² pela massa específica do aço igual a 7850 kgm³ Para o coeficiente de dilatação térmica dos aços considerase o valor 105ºC que é o mesmo valor adotado para o concreto 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 122 Propriedades do Aço 44 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 Diagrama tensãodeformação Barras laminação a quente Fios trefilação A forma do diagrama tensãodeformação dos aços obtido em um ensaio de tração simples é influenciada pelo processo de fabricação Para os aços que não apresentam um patamar de escoamento a tensão de escoamento fy é o valor convencional que corresponde a uma deformação residual de 2 PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 12 122 Propriedades do Aço 45 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 Diagrama tensãodeformação Segundo a ABNT NBR 61182023 item 83 para o cálculo nos estadoslimite de serviço e último podese utilizar o diagrama simplificado ilustrado a seguir para os aços com ou sem patamar de escoamento Na falta de ensaios ou valores fornecidos pelo fabricante o módulo de elasticidade longitudinal Es dos aços para concreto armado pode ser admitido igual a 210 GPa 1 0 0 sd yd sd s sd yd sd sd yd E f sd tensão de cálculo sd deformação de cálculo yd deformação correspondente ao início do escoamento no diagrama de cálculo fyd tensão de escoamento de cálculo 122 Propriedades do Aço 46 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 Categorias dos aços e tipos de superfície As armaduras são classificadas nas categorias CA25 CA50 e CA60 onde o prefixo CA indica aços para concreto armado e o número é o valor da tensão de escoamento característica fyk expresso em kNcm2 Exemplo CA50 aço para concreto armado cuja tensão de escoamento característica é fyk 50 kNcm2 Resistência característica ao escoamento fyk Categoria 250 MPa CA25 500 MPa CA50 600 MPa CA60 122 Propriedades do Aço 47 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 Categorias dos aços e tipos de superfície A superfície dos aços pode ser lisa conter nervuras saliências ou mossas ou entalhes Lisas Nervuradas Entalhadas As barras lisas possuem baixa aderência ao concreto e são restritas à categoria CA25 As barras da categoria CA50 devem ser obrigatoriamente nervuradas Os fios da categoria CA60 podem ser lisos entalhados ou nervurados para melhorar sua aderência ao concreto 122 Propriedades do Aço 48 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 Categorias dos aços e tipos de superfície Diâmetros comerciais mm 250 200 160 125 100 80 63 CA50 Barras 1 34 58 12 38 95 80 70 60 50 42 CA60 Fios O comprimento usual de fabricação de barras e fios é de 12 metros com tolerância de mais ou menos 1 PPGECiv UFSCar 15102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 13 122 Propriedades do Aço 49 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 Categorias dos aços e tipos de superfície Nas estruturas usuais de concreto armado proíbese o emprego simultâneo de diferentes categorias de aço salvo quando uma delas seja empregada como armadura longitudinal e outra como armadura transversal Assim as armaduras longitudinais das vigas e dos pilares podem ser da categoria CA50 e os estribos da categoria CA60 122 Propriedades do Aço 50 Industrialização das armaduras Grande parte das obras de concreto armado no Brasil utiliza o processo convencional de preparação das armaduras para os elementos estruturais Nesse processo as barras de aço são cortadas e dobradas no interior do canteiro de obras para a produção das armaduras das lajes vigas pilares etc Esse processo apresenta as seguintes desvantagens espaço físico no canteiro para armazenagem das barras e preparação das armaduras as barras de aço podem ficar expostas às ações das intempéries maior consumo de mãodeobra no canteiro perdas de material Quando as armaduras são cortadas e montadas na própria obra é comum de se fazer as amarrações entre as barras e fios com arames recozidos geralmente duplos e torcidos 122 Propriedades do Aço 51 Industrialização das armaduras Visto as desvantagens do processo convencional de preparação de armaduras no interior do canteiro de obras podese adotar o sistema de armaduras industrializadas sistema de corte e dobra oferecido por empresas especializadas em corte e dobra das barras de aço Esse sistema oferece as seguintes vantagens redução de custos com mãodeobra no canteiro ganho de espaço no canteiro com eliminação de bancadas e equipamentos garantia de qualidade redução de perdas menor tempo de execução da obra entrega na obra obedecendo cronograma Referências bibliográficas 52 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