Concreto Armado

FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE CONSELHEIRO LAFAIETE ENGENHARIA CIVIL NOME DO AUTOR Nome completo TÍTULO Subtítulo Conselheiro Lafaiete 2025 NOME DO AUTOR Nome completo TÍTULO Subtítulo Trabalho de XXXXXXXXXXXXXXXXXXX apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Orientador Prof Tatiana Aparecida Rodrigues Conselheiro Lafaiete 2025 RESUMO Redigir o texto em fonte 12 espaçamento simples Descrever resumidamente o Trabalho destacando seus aspectos de maior relevância ressaltar o objetivo o método os resultados e as conclusões Deve ser composto de uma sequência de frases concisas afirmativas e não de uma enumeração de tópicos Utilizar verbo na voz ativa e na terceira pessoa do singular O resumo deve ser redigido em parágrafo único e conter entre 150 a 500 palavras Palavraschave Definir de 3 a 5 palavraschave separadas por ponto SUMÁRIO 1 ATIVIDADE 14 11 1322 Vigas e vigasparede4 12 183 Vigas4 2 ATIVIDADE 24 21 Aula 184 22 Aula 194 4 1 ATIVIDADE 1 11 1322 Vigas e vigasparede 12 183 Vigas 2 ATIVIDADE 2 21 Aula 18 Dentro de cada subitem divida em 211 212 conforme necessidade 22 Aula 19 Exemplos de figura gráfico quadro e tabela podem ser verificados a seguir Figura 1 Modelo de figura Fonte Marques 2002 apud Enomoto 2005 p 50 5 Quadro 1 Modelo de Quadro Tipos Especificações Caminhões comuns traçados Possuem tração traseira e dianteira Em uma mineração são incluídos na frota de pequeno porte por possuírem baixa capacidade se comparados aos caminhões fora de estrada Caminhões fora de estrada mecânico ou eletrodiesel Equipamentos fabricados exclusivamente para trabalhar na mineração com grande potencial de capacidade Correias transportadoras Sistema motorizado que movimenta um tapete que circula por leito apoiado a roletes e rolos Vagões Trilhos ou sobre pneus Em geral utilizados para o transporte do material em longa distância até o porto onde a partir daí o produto é destinado ao cliente Fonte Nunes 2011 Adaptado pela autora Tabela 1 Modelo de Tabela MODAL BRASIL EUA RUSSIA CHINA Rodoviário 60 26 8 50 Ferroviário 21 38 81 37 Hidroviário 14 16 6 5 Dutoviário 5 20 3 3 Aeroviário 1 1 1 1 Fonte Plano Nacional de Transportes Terrestres 2007 As Figuras Gráficos Quadros e Tabelas devem ser introduzidas no texto anterior a sua colocação e seus conteúdos comentado após Tabelas e quadros são muitas vezes confundidos As tabelas devem apresentar dados quantitativos números e os quadros dados qualitativos textos Em relação à formatação dos quadros e das tabelas linhas verticais não devem ser colocadas nas suas extremidades FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE CONSELHEIRO LAFAIETE ENGENHARIA CIVIL NOME DO AUTOR Nome completo TÍTULO Subtítulo Conselheiro Lafaiete 2025 NOME DO AUTOR Nome completo TÍTULO Subtítulo Trabalho de XXXXXXXXXXXXXXXXXXX apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Orientador Prof Tatiana Aparecida Rodrigues Conselheiro Lafaiete 2025 RESUMO Redigir o texto em fonte 12 espaçamento simples Descrever resumidamente o Trabalho destacando seus aspectos de maior relevância ressaltar o objetivo o método os resultados e as conclusões Deve ser composto de uma sequência de frases concisas afirmativas e não de uma enumeração de tópicos Utilizar verbo na voz ativa e na terceira pessoa do singular O resumo deve ser redigido em parágrafo único e conter entre 150 a 500 palavras Palavraschave Definir de 3 a 5 palavraschave separadas por ponto LISTA DE ILUSTRAÇÕES Lista de Figuras Figura 1 Modelo de figura7 Lista de Gráficos Lista de Quadros Quadro 1 Modelo de Quadro7 Lista de Tabelas Tabela 1 Modelo de Tabela8 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas FUPAC Faculdade Presidente Antônio Carlos TCC Trabalho de Conclusão de Curso LISTA DE SÍMBOLOS Dab Distância euclidiana SUMÁRIO 1 TÍTULO7 11 Subtítulo7 29 REFERÊNCIAS10 7 1 TÍTULO Descrição de estudos realizados sobre o tema Os temas definidos serão apresentados em subitens e devem abranger o escopo do trabalho 11 Subtítulo Exemplos de figura gráfico quadro e tabela podem ser verificados a seguir Figura 1 Modelo de figura Fonte Marques 2002 apud Enomoto 2005 p 50 Quadro 1 Modelo de Quadro Tipos Especificações Caminhões comuns traçados Possuem tração traseira e dianteira Em uma mineração são incluídos na frota de pequeno porte por possuírem baixa capacidade se comparados aos caminhões fora de estrada Caminhões fora de estrada mecânico ou eletrodiesel Equipamentos fabricados exclusivamente para trabalhar na mineração com grande potencial de capacidade Correias transportadoras Sistema motorizado que movimenta um tapete que circula por leito apoiado a roletes e rolos Vagões Trilhos ou sobre pneus Em geral utilizados para o transporte do material em longa distância até o porto onde a partir daí o produto é destinado ao cliente Fonte Nunes 2011 Adaptado pela autora 8 Tabela 1 Modelo de Tabela MODAL BRASIL EUA RUSSIA CHINA Rodoviário 60 26 8 50 Ferroviário 21 38 81 37 Hidroviário 14 16 6 5 Dutoviário 5 20 3 3 Aeroviário 1 1 1 1 Fonte Plano Nacional de Transportes Terrestres 2007 As Figuras Gráficos Quadros e Tabelas devem ser introduzidas no texto anterior a sua colocação e seus conteúdos comentado após Tabelas e quadros são muitas vezes confundidos As tabelas devem apresentar dados quantitativos números e os quadros dados qualitativos textos Em relação à formatação dos quadros e das tabelas linhas verticais não devem ser colocadas nas suas extremidades 2 10 REFERÊNCIAS É a lista de materiais citados pelo autor no corpo do texto As referências devem ser listadas em ordem alfabética do último sobrenome do autor O espaçamento entre linhas é simples e entre si por espaço duplo Consultar a NBR 6023 2002 para fazer a elaboração das referências em documentos ATIVIDADE AVALIATIVA 1ª ETAPA Dimensionamento de Vigas 1 2 pontos Com suas palavras sem cópia explique os itens da norma 61182024 1322 Vigas e vigasparede 183 Vigas 2 8 pontos Fazer uma síntese das aulas 18 e 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 disponível na biblioteca virtual da UNIPAC de 20 a 25 páginas de texto as ilustrações não entram nesta contagem Como fazer uma síntese 1 Ler e compreender o texto original 2 Identificar as ideias principais 3 Anotar ou sublinhar as ideias principais 4 Reorganizar as ideias 5 Escrever de forma concisa e objetiva 6 Utilizar suas próprias palavras Referência BOTELHO Manoel Henrique C MARCHETTI Osvaldemar Concreto armado eu te amo v1 10 ed São Paulo Editora Blucher 2019 Ebook pág318 ISBN 9788521218609 Orientações Devese utilizar o Modelo Padrão de Formatação anexado na pasta junto a atividade Entrega até 30042025 até às 23h59 via Plataforma BlackBoard em PDF Critérios avaliativos organização formatação conteúdo 1º Trabalho Avaliativo de Resistência dos Materiais I 1ª Etapa 20251 Arquivos anexados Trabalho Avaliativo de Resistência dos Materiais I 1ª Etapapdf 349705 KB O arquivo em anexo é referente ao 1º Trabalho Avaliativo de Resistência dos Materiais I O Trabalho é individual O Trabalho deve ser feito a mão 25042025 Gilberto Gomes Matricula 211000078 ATIVIDADE AVALIATIVA 1ª ETAPA CONSIDERAÇÕES INICIAIS CONCRETO VALOR 10 pontos 7 pontos texto 3 pontos formatação Orientações O trabalho deve ser todo referenciado texto e figuras Os autores pesquisados devem ser citados ao longo do texto e as bibliografias utilizadas devem ser listadas no final do trabalho O trabalho deverá ser ilustrado Não serão aceitos trabalhos copiados da literatura O aluno deverá ler o assunto e reescrever os conceitos e definições com suas palavras citação indireta Devese utilizar o Modelo Padrão de Formatação anexado junto a atividade na pasta Entrega até 29042025 terçafeira às 23h59 via Plataforma BlackBoard em PDF Critérios avaliativos organização conteúdo formatação texto Pesquise e descreva detalhadamente sobre Conceitos fundamentais Definição e utilização Evolução histórica Vantagens e desvantagens Propriedades físicas Propriedades mecânicas Tipos de Concreto definição aplicação e vantagens e desvantagens da utilização de cada um Ciclópico Leve Pesado Projetado via seca e úmida Bombeável Magro Permeável Autoadensável Aparente Reforçado com fibras Prémoldado Para pavimentos Extrusado Alto desempenho CAD Resfriado Celular Refratário Protendido FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE CONSELHEIRO LAFAIETE CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL GILBERTO GOMES CONSIDEREÇÕES INICIAIS CONCRETO CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 2 GILBERTO GOMES CONSIDEREÇÕES INICIAIS CONCRETO Trabalho sobre Concreto apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Orientador Prof Tatiana Aparecida Rodrigues CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 5 2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO CONCRETO 5 21 DEFINIÇÃO E UTILIZAÇÃO 5 22 EVOLUÇÃO HISTÓRICA 6 23 VANTAGENS E DESVANTAGENS 7 24 PROPRIEDADES FÍSICAS 8 25 PROPRIEDADES MECÂNICAS 8 3 TIPOS DE CONCRETO 9 31 CONCRETO CICLÓPICO 9 32 CONCRETO LEVE 10 33 CONCRETO PESADO 10 34 CONCRETO PROJETADO VIA SECA E ÚMIDA 10 35 CONCRETO BOMBEÁVEL 11 36 CONCRETO MAGRO 11 37 CONCRETO PERMEÁVEL 12 38 CONCRETO AUTOADENSÁVEL CAA 12 39 CONCRETO APARENTE 12 310 CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS 13 311 CONCRETO PRÉMOLDADO 13 312 CONCRETO PARA PAVIMENTOS 14 313 CONCRETO EXTRUSADO 14 314 CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO CAD 14 315 CONCRETO RESFRIADO 15 316 CONCRETO CELULAR 15 317 CONCRETO REFRATÁRIO 15 318 CONCRETO PROTENDIDO 16 4 4 CONCLUSÃO 17 5 REFERÊNCIAS 17 5 1 INTRODUÇÃO O concreto material construtivo de expressiva versatilidade e de abrangente aplicação no âmbito da engenharia civil em escala global estabelecese como um componente primordial na edificação de infraestruturas e construções que definem o ambiente edificado Sua notável adaptabilidade a uma vasta gama de utilizações conjuntamente com a relativa disponibilidade de seus elementos constituintes e sua durabilidade intrínseca o consagram como um pilar essencial para o progresso da engenharia Mehta Monteiro 2014 O presente relatório tem como objetivo central a investigação aprofundada dos conceitos fundamentais que subjazem ao concreto desde a sua conceituação essencial e a sua progressão histórica ao longo do tempo até a análise detalhada de suas propriedades físicas e mecânicas Adicionalmente este estudo se dedicará a explorar a diversidade dos tipos de concreto existentes examinando suas aplicações específicas em distintos contextos da construção bem como as vantagens e desvantagens inerentes à sua empregabilidade em cada situação particular A pesquisa que fundamenta este trabalho se apoia em uma seleção criteriosa de obras de referência no campo da ciência e tecnologia de materiais de construção e do concreto com o intuito de traçar um panorama exaustivo e atualizado do tema em análise Ao longo das seções que se seguem os autores consultados serão devidamente mencionados para conferir robustez e rigor acadêmico aos conceitos e definições apresentados culminando na apresentação completa da bibliografia utilizada ao término deste documento Em pontos estratégicos do texto serão sugeridas inserções de ilustrações visando aprimorar a compreensão visual dos assuntos em discussão 2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO CONCRETO O entendimento aprofundado do concreto requer a análise de seus conceitos fundamentais que englobam sua definição e as diversas maneiras pelas quais é utilizado a trajetória de sua evolução histórica as vantagens e desvantagens inerentes ao seu emprego bem como as propriedades físicas e mecânicas que o caracterizam como um material de construção singular 21 DEFINIÇÃO E UTILIZAÇÃO 6 Em sua essência o concreto é definido como um material compósito artificialmente produzido resultante da mistura controlada de um aglomerante que na grande maioria das aplicações é o cimento Portland de agregados inertes classificados como miúdos areia e graúdos britas de água que desencadeia as reações químicas de hidratação do cimento e frequentemente de aditivos químicos eou adições cimentícias que modificam suas propriedades no estado fresco e endurecido Neville 2016 A característica primordial dessa mistura inicial é a sua plasticidade que permite que seja moldada em uma vasta gama de formas e dimensões Com o decorrer do tempo através das reações químicas de hidratação do cimento essa mistura sofre um processo de endurecimento progressivo adquirindo elevada resistência mecânica e durabilidade qualidades que o tornam indispensável em inúmeras aplicações na construção civil Taylor 1997 A versatilidade do concreto se manifesta em sua capacidade de ser empregado na construção de elementos estruturais de edificações como fundações que transferem as cargas para o solo pilares que suportam as cargas verticais vigas que resistem aos esforços de flexão e lajes que constituem os planos horizontais Além disso o concreto desempenha um papel crucial em obras de infraestrutura de grande porte como pontes e viadutos que vencem obstáculos geográficos pavimentos que proporcionam superfícies de rolamento para veículos barragens que armazenam água para diversos fins túneis que permitem a travessia subterrânea e sistemas de saneamento básico que garantem o tratamento de água e esgoto 22 EVOLUÇÃO HISTÓRICA A história da utilização de materiais com propriedades aglomerantes e cimentícias remonta a civilizações antigas que já reconheciam a capacidade de certas misturas de endurecer e conferir durabilidade às construções Os egípcios por exemplo empregavam argamassas à base de cal e gesso enquanto os romanos desenvolveram um tipo de concreto primitivo utilizando pozolana um material vulcânico que misturado com cal resultava em uma argamassa resistente à água permitindo a construção de obras duradouras como aquedutos e o Panteão No entanto um marco fundamental na evolução do concreto moderno foi a invenção e a patente do cimento Portland no século XIX pelo pedreiro inglês Joseph Aspdin O cimento Portland obtido através da calcinação de calcário e argila seguido de moagem fina proporcionou um aglomerante com propriedades de resistência consistentes e significativamente elevadas em comparação com os materiais cimentícios anteriores O século XX testemunhou uma série de avanços tecnológicos que expandiram ainda mais as aplicações 7 e o desempenho do concreto O desenvolvimento de novos aditivos químicos capazes de modificar as propriedades do concreto no estado fresco e endurecido as técnicas de protensão que introduzem tensões de compressão prévias nas estruturas de concreto permitindo vencer vãos maiores e suportar cargas mais elevadas e a criação de concretos especiais com características específicas para atender a demandas particulares representam alguns dos marcos importantes nessa trajetória evolutiva Adam Neville 2011 23 VANTAGENS E DESVANTAGENS A ampla aceitação e utilização do concreto como material de construção primário se justificam por um conjunto significativo de vantagens inerentes às suas propriedades e características Uma das principais vantagens reside em sua notável resistência à compressão que o torna um material ideal para suportar cargas verticais elevadas em estruturas como pilares e fundações Além disso quando adequadamente especificado dosado e executado o concreto demonstra uma considerável durabilidade capaz de garantir uma longa vida útil às construções mesmo em ambientes agressivos A versatilidade do concreto é outra característica marcante permitindo que seja moldado em uma infinidade de formas e geometrias complexas adaptando se às diversas necessidades arquitetônicas e estruturais de cada projeto Em muitas situações especialmente quando se considera a disponibilidade local dos materiais constituintes o custo do concreto pode ser competitivo em comparação com outras alternativas construtivas Adicionalmente o concreto apresenta uma boa resistência ao fogo conferindo segurança em caso de incêndio e seus componentes básicos são geralmente abundantes e de fácil acesso Mehta Monteiro 2014 Entretanto o emprego do concreto também apresenta algumas desvantagens que devem ser cuidadosamente consideradas no projeto e na execução Uma limitação importante é a sua baixa resistência à tração o que frequentemente exige a incorporação de armadura de aço em elementos estruturais submetidos a esforços de tração e flexão O peso elevado do concreto pode ser um fator restritivo em certas aplicações especialmente em estruturas com grandes vãos ou em terrenos com baixa capacidade de suporte A suscetibilidade do concreto à fissuração decorrente de fenômenos como a retração plástica e a retração por secagem demanda a adoção de medidas preventivas no projeto e na execução para controlar a abertura e a propagação de fissuras O processo de cura essencial para o desenvolvimento adequado das propriedades do concreto requer tempo e controle adequados da umidade e da temperatura Por fim é importante reconhecer que a produção do cimento Portland o principal componente do 8 concreto está associada a um impacto ambiental significativo principalmente devido às emissões de dióxido de carbono liberadas durante o processo de fabricação Taylor 1997 24 PROPRIEDADES FÍSICAS As propriedades físicas do concreto descrevem seu comportamento em relação a fenômenos que não envolvem diretamente sua capacidade de resistir a cargas externas mas que são cruciais para sua durabilidade e desempenho em diferentes ambientes A densidade do concreto que representa sua massa por unidade de volume varia em função da proporção e da densidade dos materiais que o compõem situandose tipicamente entre 2200 e 2500 kgm³ para o concreto de uso geral A permeabilidade que se refere à facilidade com que fluidos como a água e gases conseguem penetrar na sua estrutura porosa é um fator determinante para a sua durabilidade influenciando a velocidade de ingresso de agentes agressivos A absorção de água por sua vez indica a capacidade do concreto de reter água em seus poros afetando sua massa e suas propriedades térmicas A retração que consiste na diminuição do volume do concreto ao longo do tempo devido à perda de água de hidratação e à secagem é um fenômeno inerente que deve ser previsto no projeto para minimizar o risco de fissuração O calor de hidratação é a energia térmica liberada durante as reações químicas entre o cimento e a água sendo particularmente relevante em grandes volumes de concreto onde pode levar a um aumento significativo da temperatura interna e à consequente fissuração térmica A condutividade térmica que mede a capacidade do concreto de transmitir calor influencia seu comportamento em relação ao isolamento térmico de edificações Neville 2016 25 PROPRIEDADES MECÂNICAS As propriedades mecânicas do concreto descrevem sua resposta quando submetido à ação de forças externas sendo essenciais para o projeto e a análise estrutural A resistência à compressão é a propriedade mecânica mais amplamente utilizada para especificar a qualidade do concreto sendo determinada através de ensaios padronizados de compressão de corpos de prova cilíndricos ou cúbicos A resistência à tração do concreto embora significativamente inferior à sua resistência à compressão geralmente em torno de 10 a 15 da resistência à compressão é importante em situações onde ocorrem esforços de tração podendo ser avaliada através de ensaios de tração direta ou indireta como o ensaio de flexão módulo de ruptura O módulo de elasticidade que representa a rigidez do material indica sua resistência à 9 deformação elástica sob a aplicação de carga A fluência creep é um fenômeno caracterizado pela deformação lenta e progressiva do concreto sob a ação de uma carga constante mantida ao longo do tempo A retração por secagem além de causar variação dimensional também gera tensões internas que podem influenciar a resistência do concreto A resistência ao cisalhamento é relevante em regiões de apoio de elementos estruturais e em situações onde atuam forças cortantes A aderência entre o concreto e a armadura de aço é uma propriedade mecânica fundamental para o funcionamento do concreto armado garantindo a transferência eficiente de esforços entre os dois materiais Finalmente a durabilidade no contexto das propriedades mecânicas referese à capacidade do concreto de manter seus níveis de resistência e desempenho ao longo do tempo resistindo à degradação causada por agentes físicos químicos e biológicos Mehta Monteiro 2014 3 TIPOS DE CONCRETO A versatilidade do concreto se manifesta não apenas em suas aplicações mas também na diversidade de tipos existentes cada um com características específicas para atender a diferentes necessidades de projeto e construção A seguir serão descritos alguns dos principais tipos de concreto suas aplicações típicas bem como as vantagens e desvantagens associadas à sua utilização 31 CONCRETO CICLÓPICO O concreto ciclópico é caracterizado pela incorporação de grandes pedras frequentemente denominadas matacões em sua massa Essa técnica tradicionalmente utilizada em obras de grande volume visa reduzir o consumo de cimento e consequentemente a geração de calor de hidratação um fator crítico em estruturas maciças Taylor 1997 Sua aplicação é comum na construção de barragens de gravidade muros de contenção de grande porte e fundações maciças onde a estabilidade e a massa são prioritárias A principal vantagem do concreto ciclópico reside na economia de cimento um dos componentes mais onerosos e com maior impacto ambiental e na minimização do risco de fissuração térmica em grandes volumes Por outro lado apresenta como desvantagens uma baixa resistência mecânica em comparação com concretos convencionais um controle de qualidade mais complexo devido à heterogeneidade da mistura e uma trabalhabilidade limitada dificultando o adensamento adequado em torno das grandes pedras 10 32 CONCRETO LEVE O concreto leve é definido por sua massa específica significativamente inferior à do concreto convencional Essa redução de peso é obtida através da utilização de agregados leves como argila expandida vermiculita ou perlita que possuem menor densidade ou pela incorporação de um grande volume de ar na matriz resultando no concreto celular Adam Neville 2011 As aplicações do concreto leve são diversas incluindo a construção de lajes painéis de vedação e elementos prémoldados onde a redução do peso próprio da estrutura é um fator importante No caso específico do concreto celular suas propriedades o tornam adequado para aplicações de isolamento térmico e acústico As vantagens do concreto leve incluem a diminuição das cargas atuantes na estrutura a facilidade de transporte e manuseio dos elementos construtivos e em alguns tipos um bom desempenho como isolante térmico e acústico As desvantagens geralmente envolvem uma menor resistência mecânica em comparação com concretos de peso normal e um custo mais elevado dos agregados leves ou dos agentes incorporadores de ar 33 CONCRETO PESADO Em contraste com o concreto leve o concreto pesado é formulado para apresentar uma alta massa específica Essa característica é alcançada através da utilização de agregados de alta densidade como hematita magnetita ou barita Taylor 1997 A principal aplicação do concreto pesado é em situações onde se requer alta capacidade de absorção de radiação como em paredes de proteção em usinas nucleares e hospitais que utilizam equipamentos de radiodiagnóstico e como contrapesos em equipamentos de grande porte A principal vantagem é sua excepcional capacidade de atenuação de radiações e sua elevada massa específica As desvantagens incluem o custo significativamente mais alto dos agregados pesados e frequentemente uma trabalhabilidade reduzida da mistura 34 CONCRETO PROJETADO VIA SECA E ÚMIDA O concreto projetado é uma técnica de aplicação na qual o concreto é lançado pneumaticamente sobre uma superfície Existem duas variações principais a via seca onde a mistura de cimento e agregados é transportada pneumaticamente e a água é adicionada apenas no bico de projeção e a via úmida onde a mistura completa de concreto incluindo a água é 11 bombeada até o bico de projeção Mehta Monteiro 2014 Essa técnica é amplamente utilizada na estabilização de taludes no revestimento de túneis no reforço estrutural e em reparos de estruturas de concreto A via seca apresenta como vantagens um maior alcance do lançamento e um menor custo do equipamento mas gera mais poeira e depende mais da habilidade do operador para garantir a homogeneidade da mistura A via úmida por sua vez gera menos poeira e permite um maior controle da relação águacimento resultando em um concreto mais uniforme mas possui um alcance de lançamento menor e um custo de equipamento mais elevado 35 CONCRETO BOMBEÁVEL O concreto bombeável é especialmente formulado para ser transportado através de tubulações por meio de bombas de concreto Para garantir a bombeabilidade o concreto deve possuir características reológicas específicas como uma consistência adequada granulometria dos agregados controlada e frequentemente a adição de aditivos que melhoram sua fluidez e coesão Adam Neville 2011 Essa técnica é essencial na construção de estruturas altas na concretagem de elementos em locais de difícil acesso e em obras com grandes volumes de concreto a serem lançados rapidamente As vantagens incluem a agilidade na concretagem e a redução da necessidade de equipamentos de transporte vertical como guinchos e elevadores A principal desvantagem reside na necessidade de um controle rigoroso da consistência e da granulometria dos agregados para evitar o entupimento das tubulações 36 CONCRETO MAGRO O concreto magro é caracterizado por um baixo teor de cimento em sua composição o que resulta em uma menor resistência mecânica e consequentemente um custo mais baixo Taylor 1997 Sua principal aplicação é em subbases de pavimentos onde proporciona uma camada de suporte estável para o revestimento final e na regularização de terrenos criando uma superfície plana para receber outras camadas de construção A principal vantagem é o seu menor custo em relação a concretos com maior teor de cimento além de proporcionar uma boa base para outros materiais A desvantagem óbvia é sua baixa resistência mecânica o que o torna inadequado para elementos estruturais que necessitam suportar cargas elevadas 12 37 CONCRETO PERMEÁVEL O concreto permeável é um tipo especial de concreto com uma alta porosidade interconectada que permite a infiltração da água através de sua estrutura Essa característica é obtida através da utilização de agregados graúdos com granulometria uniforme e um teor reduzido ou ausente de agregados miúdos Mehta Monteiro 2014 Suas aplicações incluem a construção de pavimentos permeáveis em estacionamentos e áreas de circulação de pedestres bem como em sistemas de controle de escoamento superficial As vantagens do concreto permeável são significativas contribuindo para a redução do escoamento superficial a recarga de aquíferos e a diminuição da necessidade de sistemas de drenagem convencionais Uma das principais desvantagens é sua menor resistência mecânica em comparação com concretos convencionais e a susceptibilidade à colmatação dos poros ao longo do tempo o que pode reduzir sua capacidade de infiltração 38 CONCRETO AUTOADENSÁVEL CAA O concreto autoadensável CAA é um tipo de concreto altamente fluido que possui a capacidade de escoar e se adensar sob a ação do seu próprio peso preenchendo completamente as formas mesmo aquelas com geometrias complexas ou com alta densidade de armadura sem a necessidade de vibração externa Adam Neville 2011 Essa propriedade é alcançada através de uma formulação cuidadosamente controlada com o uso de aditivos superplastificantes e frequentemente modificadores de viscosidade Suas aplicações são vastas incluindo a construção de estruturas com geometrias intrincadas peças prémoldadas com detalhes complexos e elementos com alta concentração de armadura As vantagens do CAA incluem a facilidade de concretagem a melhoria do acabamento superficial a redução do ruído no canteiro de obras devido à eliminação da vibração e o preenchimento completo de formas complexas garantindo a integridade estrutural As desvantagens geralmente envolvem um custo mais elevado devido ao uso de aditivos especiais e uma maior sensibilidade da mistura à variação na dosagem dos componentes 39 CONCRETO APARENTE 13 O concreto aparente é um tipo de concreto cujo acabamento superficial é planejado desde a fase de projeto para ser o elemento estético final dispensando a aplicação de revestimentos adicionais Taylor 1997 Para obter o efeito desejado exigese um controle rigoroso em todas as etapas desde a escolha das formas e dos materiais passando pela execução da concretagem e chegando ao processo de desmolde e cura Suas aplicações são comuns em elementos arquitetônicos fachadas de edifícios e estruturas com um design que valoriza a textura e a cor natural do concreto As vantagens incluem o valor estético único a durabilidade inerente do acabamento e a potencial economia de custos ao dispensar revestimentos As desvantagens residem na exigência de um controle de qualidade muito rigoroso em todas as etapas da construção o que pode elevar o custo de execução e tornar reparos posteriores mais desafiadores 310 CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS O concreto reforçado com fibras é uma matriz de concreto à qual são adicionadas fibras curtas e descontínuas de diversos materiais como aço polipropileno carbono ou vidro com o objetivo de melhorar suas propriedades principalmente a resistência à tração a tenacidade capacidade de absorver energia antes da ruptura e a resistência ao impacto Mehta Monteiro 2014 Suas aplicações incluem pisos industriais revestimentos de túneis pavimentos e elementos prémoldados As vantagens variam de acordo com o tipo de fibra utilizada mas geralmente incluem um aumento da resistência à fissuração maior tenacidade e melhor resistência ao impacto As desvantagens podem envolver um custo mais elevado devido à adição das fibras e uma possível alteração na trabalhabilidade da mistura dependendo do tipo e da quantidade de fibras adicionadas 311 CONCRETO PRÉMOLDADO O concreto prémoldado consiste em elementos de concreto que são moldados em instalações industriais sob condições controladas de produção e posteriormente transportados para o local da obra para serem montados Adam Neville 2011 Essa técnica é utilizada na fabricação de uma ampla gama de elementos como vigas pilares lajes painéis de fachada e componentes de pontes As vantagens do concreto prémoldado incluem um maior controle de qualidade devido ao ambiente industrial a redução do tempo de construção no local da obra a menor geração de resíduos no canteiro e a possibilidade de produzir elementos com geometrias 14 complexas As desvantagens podem envolver o custo de transporte dos elementos a necessidade de equipamentos de elevação para a montagem e certas limitações dimensionais impostas pelo transporte 312 CONCRETO PARA PAVIMENTOS O concreto utilizado em pavimentos é especialmente formulado para apresentar características de alta resistência à abrasão desgaste pelo tráfego à fadiga danos acumulados por carregamentos cíclicos e às cargas cíclicas repetidas do tráfego Taylor 1997 Suas aplicações incluem a construção de rodovias pistas de aeroportos e pisos industriais sujeitos a intenso tráfego de veículos pesados As vantagens do pavimento de concreto incluem sua alta durabilidade a baixa necessidade de manutenção em comparação com outros tipos de pavimentos e uma boa resistência ao rolamento o que pode contribuir para a economia de combustível dos veículos A principal desvantagem pode ser o custo inicial mais elevado em comparação com alternativas como o asfalto 313 CONCRETO EXTRUSADO O concreto extrusado é um tipo de concreto moldado através de um processo de extrusão no qual a massa de concreto é forçada através de uma matriz com a seção transversal desejada resultando em elementos lineares com seção constante Mehta Monteiro 2014 Essa técnica é comumente utilizada na fabricação de painéis de vedação guias de pavimentos sarjetas e meiofios As vantagens incluem a possibilidade de produção em larga escala com alta precisão dimensional e um bom acabamento superficial A principal desvantagem é a limitação nas formas e geometrias que podem ser produzidas por extrusão 314 CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO CAD O concreto de alto desempenho CAD é caracterizado por propriedades significativamente superiores às do concreto convencional tanto no estado fresco trabalhabilidade quanto no estado endurecido resistência mecânica e durabilidade Adam Neville 2011 Essas propriedades são alcançadas através da utilização de materiais de alta qualidade de uma dosagem otimizada do uso de aditivos superplastificantes e frequentemente de adições cimentícias como a sílica ativa Suas aplicações incluem a construção de estruturas 15 esbeltas pontes com grandes vãos elementos prémoldados de alta resistência e obras em ambientes agressivos As vantagens do CAD incluem a possibilidade de projetar estruturas mais arrojadas e eficientes uma maior durabilidade em condições ambientais severas e a potencial redução das dimensões das seções transversais dos elementos estruturais A principal desvantagem é o custo mais elevado devido ao uso de materiais especiais e à necessidade de um controle de qualidade mais rigoroso 315 CONCRETO RESFRIADO O concreto resfriado é uma técnica utilizada em obras de grande volume de concreto como barragens de gravidade e grandes blocos de fundação onde o calor gerado pela hidratação do cimento pode levar a um aumento significativo da temperatura interna e à consequente fissuração térmica Para minimizar esse risco são adotadas medidas para controlar a temperatura do concreto durante a cura como a utilização de água gelada na mistura a incorporação de gelo ou a circulação de água fria através de tubos inseridos na massa de concreto Taylor 1997 A principal vantagem é a redução da fissuração térmica e a consequente melhoria da durabilidade da estrutura A desvantagem é o processo de cura mais complexo e portanto mais custoso 316 CONCRETO CELULAR O concreto celular é um tipo de concreto leve que possui uma estrutura porosa resultante da incorporação de um grande volume de ar ou gás na matriz Essa incorporação pode ser feita através da adição de agentes espumantes ou pela reação química entre o alumínio em pó e a cal presente no cimento Mehta Monteiro 2014 Suas principais aplicações são em elementos de isolamento térmico e acústico enchimentos leves e painéis de vedação não estruturais As vantagens incluem sua baixa densidade bom desempenho como isolante térmico e acústico e facilidade de manuseio A principal desvantagem é sua baixa resistência mecânica o que limita suas aplicações estruturais 317 CONCRETO REFRATÁRIO O concreto refratário é especialmente formulado para resistir a altas temperaturas sem perder suas propriedades mecânicas e químicas Adam Neville 2011 É composto por 16 agregados refratários como argila refratária alumina calcinada ou sílica e um aglomerante refratário como cimento de aluminato de cálcio Suas aplicações típicas incluem o revestimento interno de fornos industriais chaminés caldeiras e outros equipamentos que operam em altas temperaturas A principal vantagem é sua capacidade de manter a integridade estrutural e resistir à degradação sob condições de calor intenso As desvantagens podem incluir um custo mais elevado dos materiais constituintes e a necessidade de procedimentos de cura específicos para altas temperaturas 318 CONCRETO PROTENDIDO O concreto protendido representa uma técnica avançada na construção civil caracterizada pela utilização de armaduras de alta resistência constituídas por cabos ou barras de aço que são tensionadas antes ou depois da concretagem do elemento estrutural Essa aplicação de tensão induz um estado de compressão prévio no concreto estrategicamente posicionado para contrabalançar as tensões de tração que inevitavelmente surgirão quando a estrutura for submetida às cargas de serviço ou seja às cargas para as quais foi projetada Taylor 1997 Essa capacidade de prevenir a tração no concreto permite a construção de elementos com vãos significativamente maiores do que os possíveis com o concreto armado convencional além de possibilitar a redução das dimensões das seções transversais dos elementos estruturais otimizando o uso de materiais e por vezes conferindo maior leveza e elegância às obras A protensão também contribui para um aumento da capacidade de carga das estruturas e para uma maior resistência à fissuração sob as condições normais de utilização As aplicações do concreto protendido são vastas e incluem a construção de pontes e viadutos com grandes vãos onde a necessidade de vencer obstáculos com poucos ou nenhum apoio intermediário é primordial É igualmente empregado em lajes com grandes áreas como em edifícios industriais ou comerciais e na fabricação de elementos prémoldados de alta resistência como vigas de grandes dimensões e painéis estruturais Apesar de suas inúmeras vantagens o concreto protendido apresenta algumas desvantagens importantes O custo inicial da construção tende a ser mais elevado devido à utilização de materiais especiais como o aço de protensão de alta resistência e os sistemas de ancoragem específicos para transmitir a força de protensão ao concreto Além disso a execução requer mão de obra altamente especializada e a utilização de equipamentos específicos para o tensionamento controlado dos cabos ou barras de aço O projeto de estruturas protendidas também é mais complexo exigindo uma análise detalhada das 17 tensões aplicadas das perdas de protensão ao longo do tempo devido à retração e fluência do concreto e ao relaxamento do aço e do comportamento da estrutura sob diferentes combinações de carga Um controle rigoroso em todas as etapas do projeto e da execução é fundamental para garantir a segurança e o desempenho esperado das estruturas de concreto protendido 4 CONCLUSÃO O concreto como material de construção multifacetado desempenha um papel central na engenharia civil moldando o ambiente construído com sua versatilidade e capacidade de adaptação a inúmeras aplicações A exploração de seus conceitos fundamentais revela a complexidade de sua composição a rica história de seu desenvolvimento e as propriedades físicas e mecânicas que o tornam um material essencial A diversidade de tipos de concreto cada um formulado para atender a requisitos específicos de desempenho e aplicação demonstra a contínua evolução e inovação neste campo Desde o concreto ciclópico utilizado em estruturas massivas até o concreto de alto desempenho empregado em projetos arrojados a tecnologia do concreto oferece soluções para as mais variadas demandas da construção As vantagens inerentes ao concreto como sua resistência à compressão e durabilidade são complementadas pelas características específicas de cada tipo como a leveza do concreto celular a alta densidade do concreto pesado ou a capacidade de escoamento do concreto autoadensável Contudo as desvantagens como a baixa resistência à tração e o impacto ambiental da produção do cimento impulsionam a pesquisa por novas tecnologias e materiais mais sustentáveis A correta especificação e utilização de cada tipo de concreto embasada em um profundo conhecimento de suas propriedades e aplicações é crucial para o sucesso de qualquer empreendimento da construção civil A consideração das vantagens e desvantagens em cada contexto aliada a um projeto bem elaborado e a uma execução cuidadosa garante a segurança a durabilidade e a funcionalidade das estruturas de concreto O futuro da tecnologia do concreto promete avanços ainda maiores com o desenvolvimento de materiais mais eficientes sustentáveis e com propriedades inovadoras consolidando ainda mais o concreto como um pilar da engenharia civil para as próximas gerações 5 REFERÊNCIAS 18 MEHTA P K MONTEIRO P J M Concreto Microestrutura Propriedades e Materiais 4 ed São Paulo IBRACON 2014 NEVILLE A M Properties of Concrete 5 ed Harlow Pearson Education Limited 2011 NEVILLE A M Tecnologia do Concreto 2 ed Porto Alegre Bookman 2016 TAYLOR F W BAYLES G H WARNER J Concrete Technology 3 ed New York McGrawHill Book Company 1997 FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE CONSELHEIRO LAFAIETE CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL GILBERTO GOMES ATIVIDADE AVALIATIVA DIMENSIONAMENTO DE VIGAS CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 2 GILBERTO GOMES ATIVIDADE AVALIATIVA DIMENSIONAMENTO DE VIGAS Trabalho sobre Dimensionamento de Vigas apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Orientador Prof Tatiana Aparecida Rodrigues CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 3 SUMÁRIO 1 ATIVIDADE 4 11 1322 VIGASPAREDE 4 12 183 VIGAS 4 2 SÍNTESE DA AULA 18 5 3 SÍNTESE DA AULA 19 18 4 1 ATIVIDADE 11 1322 VIGASPAREDE Este item da norma trata das dimensões mínimas e geométricas que as vigas e as vigas parede devem possuir para garantir um comportamento estrutural adequado e permitir a execução correta Em essência ele estabelece limites para a largura mínima da seção transversal desses elementos visando assegurar espaço suficiente para a adequada disposição e cobrimento das armaduras bem como para o lançamento e a vibração do concreto A norma reconhece que em casos gerais as vigas devem ter uma largura mínima para evitar problemas como a dificuldade de concretagem e a flambagem lateral especialmente em vigas mais altas Da mesma forma para as vigasparede que são elementos estruturais com uma relação entre altura e largura significativa há uma dimensão mínima estabelecida para garantir a sua estabilidade e a distribuição adequada das tensões É importante notar que a norma também abre a possibilidade de reduzir essas dimensões mínimas em situações excepcionais desde que sejam rigorosamente atendidas algumas condições Essas condições visam garantir que mesmo com dimensões menores haja espaço suficiente para o correto alojamento das armaduras considerando as bitolas e as interferências com outras armaduras que os espaçamentos e cobrimentos mínimos sejam respeitados para durabilidade e aderência e que o concreto possa ser lançado e vibrado de forma a preencher todos os vazios e envolver adequadamente a armadura Em resumo o item 1322 da NBR 61182023 busca garantir que as vigas e vigasparede possuam dimensões mínimas que permitam um bom desempenho estrutural e uma execução adequada admitindo reduções em casos específicos sob condições controladas para não comprometer a qualidade e a segurança da estrutura 12 183 VIGAS O item 183 da NBR 61182023 é dedicado especificamente ao dimensionamento e à verificação de vigas de concreto armado Ele detalha os procedimentos e critérios que devem ser seguidos para garantir que esses elementos estruturais sejam capazes de resistir aos esforços solicitantes principalmente flexão e cisalhamento com segurança e dentro dos estados limites de serviço deformações e fissuração aceitáveis Este item aborda diversos aspectos do projeto de vigas incluindo 5 Resistência à flexão Define como calcular a capacidade resistente da seção transversal da viga considerando a armadura longitudinal de tração e se houver de compressão e as propriedades do concreto Estabelece os domínios de deformação e os critérios para garantir um comportamento dúctil da viga Resistência ao cisalhamento Detalha os modelos de cálculo para verificar a resistência da viga à força cortante considerando a contribuição do concreto e a necessidade de armadura transversal estribos Define o espaçamento máximo dos estribos e as condições para o seu dimensionamento Estados limites de serviço ELS Apresenta os critérios para verificar se as deformações flechas e a abertura de fissuras nas vigas estão dentro dos limites estabelecidos para garantir o bom desempenho da estrutura em serviço evitando danos a elementos não estruturais e desconforto aos usuários Ancoragem e aderência Embora a ancoragem seja tratada em outros itens como o item 9 o item 183 certamente fará referência à necessidade de garantir a adequada ancoragem da armadura longitudinal e transversal para que sua resistência possa ser plenamente desenvolvida Detalhes construtivos Pode conter referências a detalhes importantes para a execução das vigas como o cobrimento mínimo da armadura o espaçamento entre as barras e outras recomendações para garantir a durabilidade e a qualidade da estrutura Em essência o item 183 da NBR 61182023 é um guia completo para o projeto de vigas de concreto armado abrangendo desde a verificação da segurança em relação aos estados limites últimos resistência até a garantia de um bom comportamento em condições de serviço Ele estabelece os requisitos mínimos que devem ser atendidos para que as vigas desempenhem sua função estrutural de forma adequada e segura ao longo da vida útil da construção 2 SÍNTESE DA AULA 18 O universo da engenharia estrutural em concreto armado se alicerça sobre princípios fundamentais que governam o comportamento e a capacidade resistente de seus elementos constituintes Dentre estes as vigas enquanto membros estruturais primários assumem um papel de protagonismo na sustentação e na transferência eficiente das cargas atuantes nas edificações e em outras obras de infraestrutura A solidez e a segurança de uma construção dependem intrinsecamente do dimensionamento preciso e da execução esmerada desses 6 elementos capazes de resistir às complexas solicitações de flexão e cisalhamento que lhes são impostas A flexão resultante da aplicação de cargas transversais ao longo do eixo da viga induz tensões de tração e compressão em sua seção transversal demandando a utilização de armadura longitudinal estrategicamente posicionada para absorver os esforços de tração dada a limitada capacidade do concreto nesse regime de solicitação O dimensionamento à flexão portanto configurase como um processo iterativo e meticuloso que envolve a determinação da área de aço necessária para equilibrar o momento fletor solicitante um parâmetro diretamente influenciado pela magnitude e pela distribuição das cargas pelo vão da viga e pelas condições de apoio Paralelamente o cisalhamento decorrente da variação do momento fletor ao longo do vão manifestase através de forças cortantes que tendem a provocar o escorregamento de planos adjacentes na viga A resistência a esse tipo de solicitação é provida por uma complexa interação entre a capacidade intrínseca do concreto o efeito de pino da armadura longitudinal e crucialmente pela armadura transversal usualmente materializada por estribos dispostos ao longo do comprimento da viga O dimensionamento ao cisalhamento por conseguinte exige uma análise criteriosa da força cortante solicitante e da contribuição de cada um desses mecanismos de resistência A Aula 18 do renomado livro Concreto armado eu te amo v1 de Botelho e Marchetti emerge como um guia essencial para a compreensão aprofundada desses processos de dimensionamento Através de uma abordagem didática e abrangente os autores desmistificam os conceitos teóricos e práticos que permeiam o cálculo e a especificação das armaduras em vigas submetidas à flexão simples e dupla à flexão em seções T e aos esforços cortantes A clareza com que os princípios são apresentados aliada à riqueza de detalhes e exemplos torna esta aula uma referência indispensável para estudantes e profissionais da engenharia civil O dimensionamento de vigas simplesmente armadas à flexão ponto de partida para a análise de elementos mais complexos estabelece as bases para a compreensão do comportamento das seções de concreto armado sob a ação de momentos fletores A determinação da área de aço de tração a verificação das taxas mínimas e máximas de armadura prescritas pelas normas técnicas e a consideração dos estados limites últimos e de serviço são etapas cruciais nesse processo A correta interpretação dos diagramas de momento fletor e a aplicação dos princípios de equilíbrio estático e da teoria da flexão são fundamentais para garantir a segurança e a funcionalidade da viga 7 A evolução para o dimensionamento de vigas duplamente armadas onde se adiciona armadura de compressão para aumentar a capacidade resistente ou controlar deformações excessivas introduz uma camada adicional de complexidade na análise A interação entre a armadura de tração e a armadura de compressão a influência desta última na profundidade da linha neutra e no comportamento da seção e as considerações sobre a flambagem da armadura comprimida são aspectos que demandam atenção redobrada por parte do projetista A análise de vigas T simplesmente armadas frequentemente encontradas em sistemas de laje e viga explora a contribuição da mesa da viga a laje adjacente para a resistência à flexão A determinação da largura colaborante da mesa a localização da linha neutra em relação à mesa ou à nervura e as adaptações nas equações de dimensionamento são particularidades desse tipo de seção que exigem um entendimento específico O dimensionamento ao cisalhamento por sua vez aborda a necessidade de resistir às forças cortantes que podem levar à ruptura diagonal do concreto A contribuição do concreto a necessidade de armadura transversal mínima o cálculo do espaçamento dos estribos em função da força cortante solicitante e os limites normativos para esse espaçamento são temas centrais nesse processo visando garantir a integridade estrutural da viga sob essa solicitação Finalmente a disposição da armadura longitudinal ao longo do vão da viga incluindo os comprimentos de ancoragem as emendas e os pontos de corte ou dobra das barras é um aspecto crucial para garantir que a resistência da armadura seja plenamente desenvolvida nas regiões onde os esforços de flexão são mais significativos O detalhamento inadequado da armadura pode comprometer a segurança da estrutura mesmo que o dimensionamento teórico esteja correto Portanto o estudo do dimensionamento de vigas à flexão e cisalhamento conforme apresentado na Aula 18 de Concreto armado eu te amo v1 constitui um pilar fundamental na formação de engenheiros civis e na prática da engenharia estrutural A compreensão aprofundada dos conceitos das metodologias de cálculo e das prescrições normativas é essencial para projetar estruturas seguras duráveis e eficientes capazes de atender às demandas da sociedade moderna Este capítulo se propõe a sintetizar e a elucidar esses aspectos cruciais fornecendo uma base sólida para a análise e o dimensionamento de vigas de concreto armado 21 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS SIMPLESMENTE ARMADAS À FLEXÃO 8 O processo de dimensionamento de vigas simplesmente armadas à flexão representa um dos pilares fundamentais da engenharia estrutural em concreto armado Uma viga é classificada como simplesmente armada quando a sua capacidade de resistir aos esforços de tração resultantes da imposição de um momento fletor é provida exclusivamente pela armadura longitudinal de tração Esta armadura é estrategicamente posicionada na região da seção transversal da viga onde as tensões de tração atingem seus valores máximos geralmente na parte inferior da viga para momentos positivos O procedimento de dimensionamento envolve de maneira primordial a determinação da área de aço necessária para estabelecer um equilíbrio com o momento fletor solicitante ou seja o momento resultante das cargas que atuam sobre a viga Para realizar esse cálculo é imprescindível considerar as propriedades intrínsecas dos materiais constituintes da viga a resistência característica do concreto à compressão e a resistência característica do aço à tração Ambas essas resistências são ponderadas por coeficientes de segurança específicos conforme as diretrizes estabelecidas pelas normas técnicas vigentes garantindo assim uma margem de segurança adequada no projeto A geometria da seção transversal da viga definida por sua largura e principalmente por sua altura útil a distância entre a face comprimida do concreto e o centroide da armadura de tração desempenha um papel de suma importância na determinação da capacidade resistente à flexão do elemento estrutural Uma seção transversal com dimensões adequadas contribui significativamente para a eficiência da viga em suportar os momentos fletores solicitantes A análise do comportamento de uma viga simplesmente armada sob a ação da flexão usualmente se fundamenta em um modelo idealizado da distribuição de tensões na seção transversal Este modelo assume uma distribuição linear das deformações ao longo da altura da seção e um comportamento elastoplástico para o aço que demonstra uma fase elástica inicial seguida por um escoamento plástico Para o concreto comprimido frequentemente se adota um diagrama retangular simplificado de distribuição de tensões na ruptura conhecido como Diagrama de Bloco que facilita os cálculos de equilíbrio A partir do estabelecimento do equilíbrio entre as forças internas que atuam na seção transversal a força de compressão resultante no concreto e a força de tração resultante na armadura de tração e da imposição de um limite máximo para a deformação do concreto na compressão tornase possível deduzir as equações fundamentais que relacionam o momento fletor resistente da seção com as propriedades dos materiais empregados e a área da armadura de tração efetivamente utilizada 9 O processo de dimensionamento propriamente dito consiste em para um determinado valor do momento fletor solicitante calcular a área de aço de tração necessária para que o momento resistente da seção da viga seja igual ou superior ao momento solicitante Essa condição fundamental assegura que a viga possua a capacidade adequada para suportar as cargas de flexão sem atingir a sua capacidade máxima e consequentemente sem comprometer a segurança estrutural Diversos fatores exercem influência direta sobre o dimensionamento de vigas simplesmente armadas à flexão Entre eles destacamse a magnitude e a forma de distribuição das cargas que atuam sobre a viga o comprimento do vão entre os apoios as características mecânicas específicas do concreto e do aço selecionados para a construção e as restrições geométricas impostas pelo projeto arquitetônico ou por outras condicionantes técnicas do empreendimento A escolha de uma taxa de armadura de tração apropriada é um aspecto crucial para garantir um comportamento dúctil da viga em situações de sobrecarga Uma taxa de armadura inadequada pode levar a uma ruptura frágil e repentina sem aviso prévio comprometendo a segurança dos usuários da edificação As normas técnicas estabelecem limites mínimos e máximos para a taxa de armadura de tração buscando assegurar tanto uma resistência adequada quanto um comportamento estrutural que permita a redistribuição de esforços em caso de carregamentos extremos Em algumas situações de projeto pode ser necessário adotar um processo iterativo para o dimensionamento Inicialmente são estimadas dimensões para a seção transversal da viga e posteriormente a área de aço necessária é calculada Caso essa área de aço resulte em uma taxa de armadura fora dos limites normativos ou em um comportamento estrutural insatisfatório as dimensões da seção transversal podem precisar ser ajustadas e o processo de cálculo repetido até que uma solução otimizada seja encontrada A consideração dos estados limites de serviço que englobam a limitação da abertura de fissuras e o controle das deformações excessivas flechas também é uma parte integrante e essencial do dimensionamento de vigas simplesmente armadas Embora a etapa primária do dimensionamento se concentre na garantia da resistência à ruptura estado limite último é igualmente importante assegurar que a viga apresente um desempenho adequado sob as cargas de serviço evitando danos a elementos não estruturais da edificação e proporcionando conforto e segurança aos seus ocupantes O cálculo da abertura de fissuras e da flecha da viga sob as cargas de utilização permite verificar se os limites estabelecidos pelas normas estão sendo atendidos Em muitos casos o atendimento aos estados limites últimos implica de forma 10 indireta no atendimento aos estados limites de serviço mas verificações específicas são frequentemente necessárias especialmente em vigas com grandes vãos ou submetidas a carregamentos de longa duração significativos 22 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS DUPLAMENTE ARMADAS Em certas circunstâncias do projeto estrutural em concreto armado o dimensionamento de vigas simplesmente armadas pode revelarse insuficiente para atender às demandas de resistência à flexão impostas pelo momento fletor solicitante Adicionalmente em algumas situações pode ser desejável um controle mais rigoroso das deformações da viga visando limitar a sua flecha sob as cargas de serviço ou restringir a abertura de fissuras que possam comprometer a durabilidade da estrutura ou a estética da construção Nesses cenários a adoção de vigas duplamente armadas emerge como uma solução eficaz Uma viga é classificada como duplamente armada quando além da armadura longitudinal de tração estrategicamente posicionada na zona tracionada da seção transversal incorporase também armadura longitudinal de compressão localizada na zona comprimida da seção A introdução dessa armadura de compressão desempenha um papel crucial no aumento da capacidade resistente à flexão da viga permitindo que ela suporte momentos fletores superiores àqueles que poderiam ser resistidos por uma seção simplesmente armada de dimensões semelhantes Além disso a presença da armadura de compressão contribui para a redução da deformação do concreto na região comprimida o que por sua vez pode levar a uma diminuição da flecha da viga sob carregamento e a um melhor controle da abertura de fissuras A necessidade de recorrer à utilização de armadura de compressão em vigas de concreto armado pode advir de uma variedade de fatores inerentes ao projeto Restrições arquitetônicas podem por exemplo impedir o aumento da altura da seção transversal da viga limitando a sua capacidade resistente à flexão como elemento simplesmente armado Em estruturas com carregamentos complexos a presença de momentos fletores positivos e negativos de magnitudes comparáveis como frequentemente ocorre em vigas contínuas pode demandar a utilização de armadura de compressão nas regiões onde o momento fletor inverte o seu sinal Adicionalmente em situações onde se busca um comportamento estrutural mais dúctil da viga especialmente em regiões sujeitas a elevadas solicitações sísmicas ou a outros carregamentos dinâmicos a armadura de compressão pode contribuir para uma maior capacidade de deformação plástica antes da ruptura 11 O processo de dimensionamento de vigas duplamente armadas envolve a determinação das áreas de aço necessárias tanto para a armadura de tração quanto para a armadura de compressão Esse cálculo deve levar em consideração a contribuição de ambos os tipos de armadura para a resistência total da seção transversal da viga sob a ação do momento fletor solicitante A análise do comportamento da seção usualmente se baseia em um diagrama de tensões e deformações semelhante ao empregado para vigas simplesmente armadas porém com a incorporação da participação da armadura de compressão no estabelecimento do equilíbrio das forças internas que atuam na seção A adição de armadura de compressão provoca uma alteração na distribuição das tensões ao longo da altura da seção transversal da viga Essa alteração influencia diretamente a posição da linha neutra que separa as regiões de compressão e tração e também afeta a magnitude das deformações tanto no concreto quanto no aço A área de aço de compressão contribui para o aumento da resultante das forças de compressão resistentes da seção permitindo consequentemente que um momento fletor de maior intensidade seja suportado pela viga sem atingir o estado limite último Adicionalmente a presença dessa armadura tende a restringir a deformação máxima do concreto na compressão o que pode ser particularmente benéfico para o controle dos estados limites de serviço como a limitação da flecha e da abertura de fissuras O dimensionamento de vigas duplamente armadas requer a resolução de equações de equilíbrio que consideram as forças de compressão desenvolvidas no concreto e na armadura de compressão bem como a força de tração desenvolvida na armadura de tração Todas essas forças internas devem estar em equilíbrio com o momento fletor solicitante que atua na seção da viga A taxa de armadura de compressão assim como a taxa de armadura de tração também é regida por limites estabelecidos pelas normas técnicas Esses limites visam assegurar um comportamento estrutural adequado da viga e evitar fenômenos indesejáveis como a flambagem da armadura de compressão especialmente em vigas com elevada esbeltez O detalhamento da armadura de compressão que compreende a especificação do número do diâmetro e do espaçamento das barras deve seguir rigorosamente as prescrições normativas Essas prescrições visam garantir o cobrimento mínimo da armadura essencial para a sua proteção contra a corrosão e para a aderência com o concreto bem como o travamento adequado das barras através de estribos ou grampos prevenindo a ocorrência de flambagem sob a ação das forças de compressão A eficiência da armadura de compressão é diretamente influenciada pela sua localização na seção transversal sendo mais efetiva quanto maior for a distância entre ela e a linha neutra e quanto mais próxima estiver da face comprimida da viga 12 O dimensionamento de vigas duplamente armadas portanto exige uma análise mais sofisticada e detalhada em comparação com o dimensionamento de vigas simplesmente armadas Ele envolve a determinação de duas áreas de aço distintas e a verificação do comportamento da seção não apenas em relação aos estados limites últimos de resistência mas também em relação aos estados limites de serviço de deformabilidade e fissuração A consideração da interação complexa entre a armadura de tração e a armadura de compressão é fundamental para a obtenção de um projeto estrutural eficiente e seguro Embora a adição de armadura de compressão possa efetivamente aumentar a capacidade resistente à flexão da viga e proporcionar um melhor controle das suas deformações ela também acarreta um aumento nos custos da construção tanto devido ao maior consumo de aço quanto à maior complexidade da execução da armadura Dessa forma a decisão de empregar uma viga duplamente armada deve ser sempre precedida por uma análise criteriosa das necessidades específicas do projeto e das alternativas estruturais disponíveis buscando a solução mais otimizada em termos de desempenho segurança e economia 23 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS T SIMPLESMENTE ARMADAS No contexto das estruturas de concreto armado particularmente em sistemas construtivos que integram lajes e vigas o dimensionamento de vigas T simplesmente armadas representa uma abordagem eficiente para otimizar a resistência à flexão A configuração da seção transversal em forma de T surge quando a laje adjacente à viga é considerada como parte integrante da seção resistente formando a mesa da viga e a porção vertical inferior constituindo a nervura Essa geometria singular permite aproveitar a maior área de concreto comprimido presente na mesa para incrementar significativamente a capacidade da viga em resistir aos momentos fletores de maneira mais vantajosa em comparação com uma viga retangular de altura equivalente O processo de dimensionamento de vigas T simplesmente armadas concentrase na determinação da área de aço de tração necessária para estabelecer o equilíbrio com o momento fletor solicitante Esse cálculo intrinsecamente considera a geometria específica da seção transversal em T que engloba a largura da mesa a espessura da mesa a largura da nervura e a altura útil da viga Adicionalmente as propriedades mecânicas dos materiais constituintes o concreto e o aço são elementos cruciais na determinação da capacidade resistente da seção A análise do comportamento de uma viga T sob a ação da flexão é diretamente influenciada pela localização da linha neutra em relação à mesa da viga Em cenários onde a 13 linha neutra se posiciona dentro da espessura da mesa o dimensionamento pode ser simplificado e realizado de maneira análoga ao de uma viga retangular convencional com a consideração da largura total da mesa como a largura da seção comprimida do concreto No entanto quando a linha neutra se desloca para baixo localizandose na nervura da viga abaixo da mesa a distribuição das tensões de compressão no concreto se estende tanto pela mesa quanto por uma porção da nervura Essa condição exige uma análise mais detalhada e precisa do equilíbrio das forças internas atuantes na seção transversal As normas técnicas que regem o projeto de estruturas de concreto armado usualmente estabelecem diretrizes claras para a determinação da largura colaborante da mesa da viga T Essa largura colaborante representa a parcela efetiva da laje adjacente à nervura que pode ser considerada atuante na resistência à flexão da viga A determinação dessa largura leva em consideração parâmetros como o vão da viga a espessura da laje e o espaçamento entre as nervuras em sistemas de múltiplas vigas T A correta avaliação da largura colaborante é fundamental para uma estimativa precisa da capacidade resistente da viga O processo de dimensionamento propriamente dito envolve a determinação da profundidade da linha neutra através do princípio fundamental do equilíbrio entre a resultante da força de compressão no concreto da mesa e se aplicável na parte comprimida da nervura e a resultante da força de tração na armadura longitudinal Uma vez estabelecida a posição da linha neutra tornase possível calcular o momento resistente da seção transversal da viga Para um determinado valor do momento fletor solicitante a área de aço de tração necessária é então determinada garantindo que o momento resistente seja igual ou superior ao momento solicitante com a devida consideração dos fatores de segurança As normas técnicas também impõem limites para a taxa de armadura de tração em vigas T com o objetivo de assegurar um comportamento dúctil da estrutura em caso de sobrecarga e evitar rupturas repentinas e frágeis A consideração dos estados limites de serviço que abrangem a limitação da abertura de fissuras e o controle das deformações flechas é igualmente importante no dimensionamento de vigas T visando garantir o desempenho adequado da estrutura sob as cargas de utilização A eficiência de uma viga T em resistir aos esforços de flexão é maximizada quando a mesa da seção transversal se encontra na região comprimida uma condição que tipicamente ocorre sob a ação de momentos fletores positivos nos quais a parte inferior da viga é submetida à tração Em contrapartida para momentos fletores negativos como os que se manifestam nos apoios de vigas contínuas a mesa da viga T se localiza na região tracionada Nesses casos a resistência à flexão é predominantemente provida pela nervura da viga e o comportamento da 14 seção se assemelha ao de uma viga retangular com a largura da nervura Em situações de momentos negativos significativos pode ser necessária a adição de armadura de compressão na mesa da viga para aumentar a sua capacidade resistente O detalhamento da armadura longitudinal em vigas T deve seguir as prescrições normativas de forma rigorosa garantindo o comprimento de ancoragem adequado para o desenvolvimento da resistência das barras e a distribuição das mesmas de maneira a resistir eficientemente aos esforços de tração ao longo do vão da viga A correta aplicação dos princípios de dimensionamento e o respeito às normas técnicas são essenciais para garantir a segurança e a funcionalidade das estruturas que incorporam vigas T simplesmente armadas 24 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS AO CISALHAMENTO A garantia da segurança estrutural em vigas de concreto armado implica de maneira indelével a consideração e o dimensionamento adequado para resistir aos esforços de cisalhamento As forças cortantes resultantes da variação longitudinal do momento fletor ao longo do vão da viga tendem a induzir o escorregamento relativo entre planos adjacentes na seção transversal podendo culminar em rupturas repentinas e de natureza frágil caso não sejam devidamente combatidas por mecanismos de resistência adequados A magnitude das forças cortantes é geralmente mais acentuada nas regiões próximas aos apoios da viga A capacidade de uma viga de concreto armado em resistir aos esforços de cisalhamento é um fenômeno complexo que envolve a atuação conjunta de diversos mecanismos Inicialmente o próprio concreto contribui para essa resistência especialmente na região da seção transversal que ainda não foi fissurada pela tração diagonal induzida pelo cisalhamento Adicionalmente ocorre uma contribuição através do engrenamento dos agregados que compõem a matriz do concreto ao longo das fissuras que se formam O efeito de pino da armadura longitudinal ou seja a capacidade das barras longitudinais de resistir a uma parcela da força cortante também desempenha um papel embora geralmente de menor significância Contudo a parcela mais expressiva da resistência ao cisalhamento em vigas armadas é usualmente provida pela armadura transversal tipicamente constituída por estribos dispostos ao longo do comprimento da viga O processo de dimensionamento ao cisalhamento iniciase com a verificação da capacidade resistente à força cortante intrínseca ao próprio concreto As normas técnicas estabelecem modelos para estimar essa capacidade levando em consideração a resistência à compressão do concreto e em alguns casos a presença e a taxa de armadura longitudinal Se a 15 força cortante solicitante resultante das cargas atuantes na viga for inferior a essa capacidade resistente do concreto teoricamente não haveria a necessidade de incorporar armadura transversal No entanto as prescrições normativas geralmente impõem a utilização de uma armadura transversal mínima mesmo nessa situação com o objetivo de garantir a ductilidade da viga controlar a propagação das fissuras inclinadas características da ruptura por cisalhamento e proporcionar uma reserva de resistência em caso de ocorrências inesperadas Quando a força cortante solicitante excede a capacidade resistente do concreto tornase imprescindível o dimensionamento da armadura transversal usualmente na forma de estribos para resistir à parcela da força cortante que o concreto sozinho não consegue suportar O dimensionamento da armadura transversal envolve a determinação do espaçamento longitudinal necessário entre os estribos ao longo do vão da viga Esse espaçamento é função da magnitude da força cortante solicitante na seção considerada e da resistência à tração do aço utilizado na fabricação dos estribos A força cortante resistente proporcionada pela armadura transversal depende da área da seção transversal dos ramos dos estribos do espaçamento longitudinal entre eles e da inclinação das barras dos estribos em relação ao eixo longitudinal da viga que é predominantemente de 90 graus para estribos verticais As normas técnicas fornecem equações e por vezes diagramas auxiliares para facilitar o cálculo e o dimensionamento da armadura transversal levando em consideração a variação da força cortante ao longo do vão da viga que geralmente é maior nas proximidades dos apoios O espaçamento longitudinal entre os estribos está sujeito a limites máximos estabelecidos pelas normas técnicas Esses limites são frequentemente definidos em função da altura útil da viga e da intensidade da força cortante solicitante O objetivo desses limites é garantir um controle efetivo da fissuração inclinada que se desenvolve sob a ação do cisalhamento e assegurar a eficiência da armadura transversal em interceptar essas fissuras impedindo a sua propagação descontrolada e a consequente ruptura da viga Em regiões do vão da viga onde a força cortante é mais elevada como nas vizinhanças dos apoios o espaçamento entre os estribos deve ser menor concentrando uma maior quantidade de armadura transversal para resistir às maiores solicitações À medida que a força cortante diminui ao longo do vão o espaçamento entre os estribos pode ser gradualmente aumentado otimizando o uso do material Em vigas submetidas a forças cortantes de magnitude particularmente elevada pode ser necessário complementar a armadura transversal constituída por estribos com outros tipos de armadura como barras dobradas da armadura longitudinal ou barras inclinadas especificamente projetadas para resistir ao cisalhamento Essas armaduras adicionais podem contribuir significativamente para o aumento da capacidade resistente ao cisalhamento da viga O 16 detalhamento da armadura transversal que inclui a especificação do diâmetro das barras dos estribos o número de ramos por estribo e o espaçamento longitudinal entre eles deve seguir rigorosamente as prescrições normativas Esse detalhamento é crucial para garantir a ancoragem adequada da armadura transversal no interior do núcleo de concreto e o desenvolvimento pleno da sua resistência A correta disposição da armadura transversal ao longo do vão da viga é um fator determinante para evitar a ocorrência de uma ruptura frágil por cisalhamento e para assegurar um comportamento estrutural seguro e dúctil do elemento sob as condições de carregamento de projeto 25 DISPOSIÇÃO DA ARMADURA PARA VENCER OS ESFORÇOS DO MOMENTO FLETOR A eficácia de uma viga de concreto armado em resistir aos esforços de flexão não se limita apenas à determinação da área de aço longitudinal necessária a maneira como essa armadura é disposta ao longo do vão da viga desempenha um papel igualmente crucial O diagrama de momento fletor que representa a variação da intensidade do momento ao longo do comprimento da viga serve como um guia fundamental para a distribuição otimizada da armadura longitudinal de tração As regiões onde os momentos fletores atingem seus valores máximos demandam uma maior concentração de área de aço para garantir a capacidade resistente adequada Em vigas simplesmente apoiadas que estão submetidas a um carregamento distribuído de forma uniforme por exemplo o momento fletor máximo ocorre tipicamente na seção central do vão Consequentemente a maior parte da armadura longitudinal de tração deve ser concentrada nessa região para resistir a essa solicitação máxima À medida que nos aproximamos dos apoios da viga onde os momentos fletores tendem a se aproximar de zero tornase teoricamente possível reduzir a área de aço longitudinal interrompendo ou dobrando parte das barras No entanto essa interrupção ou dobra deve ser cuidadosamente planejada e executada garantindo que as barras que permanecem na seção possuam um comprimento de ancoragem suficiente para desenvolver a sua resistência e resistir aos esforços residuais e a eventuais redistribuições de momento que possam ocorrer O conceito de diagrama de capacidade resistente à flexão é uma ferramenta essencial para a determinação dos pontos teóricos onde as barras da armadura longitudinal podem ser cortadas ou dobradas de forma segura Esse diagrama ilustra a variação da capacidade resistente à flexão da seção armada ao longo do vão da viga em função do número e da bitola das barras 17 de aço presentes em cada seção transversal O corte ou a dobra das barras deve ser realizado de tal maneira que a capacidade resistente da seção seja sempre igual ou superior ao momento fletor solicitante naquele ponto considerando uma margem de segurança adequada e os comprimentos de ancoragem mínimos necessários para o desenvolvimento da resistência das barras no concreto adjacente As normas técnicas que regem o projeto de estruturas de concreto armado estabelecem regras detalhadas e específicas para o corte e a dobra das barras da armadura longitudinal Essas regras incluem a definição dos comprimentos mínimos de prolongamento das barras além do ponto teórico de corte ou dobra garantindo que a barra continue contribuindo para a resistência da viga em regiões de momento fletor significativo Além disso as normas especificam os raios mínimos de dobramento das barras visando evitar danos ao aço e garantir uma ancoragem eficiente A ancoragem da armadura longitudinal nos apoios da viga é um aspecto de suma importância para garantir a estabilidade e a integridade da estrutura As barras de tração devem se estender além da face do apoio por um comprimento suficiente para desenvolver a sua resistência máxima transferindo as forças de tração para o concreto do apoio O tipo de apoio simplesmente apoiado ou engastado influencia o comprimento de ancoragem necessário Em apoios engastados onde ocorrem momentos negativos significativos a armadura superior também deve ser adequadamente ancorada para resistir a esses esforços A emenda das barras da armadura longitudinal que se torna necessária quando o comprimento das barras disponíveis comercialmente é inferior ao comprimento total exigido na viga deve ser realizada em regiões de menor solicitação de momento fletor e de forma a garantir a continuidade da armadura As normas técnicas especificam os comprimentos mínimos de transpasse para as emendas que dependem do diâmetro das barras da classe do aço e das condições de aderência com o concreto A localização das emendas de barras adjacentes deve ser preferencialmente desencontrada para evitar uma concentração excessiva de emendas na mesma seção transversal o que poderia comprometer a resistência da viga Em vigas contínuas onde o momento fletor varia de positivo nos vãos para negativo nos apoios intermediários a disposição da armadura longitudinal tornase ainda mais complexa A armadura inferior principal responsável por resistir aos momentos positivos nos vãos geralmente é prolongada até os apoios onde contribui para resistir aos momentos negativos Adicionalmente armadura superior é colocada sobre os apoios para resistir aos momentos negativos máximos nessas regiões O detalhamento da armadura em vigas contínuas exige uma compreensão clara da distribuição dos momentos fletores e das envoltórias de momento 18 garantindo que a capacidade resistente da seção seja sempre adequada à solicitação em cada ponto do vão A correta disposição da armadura longitudinal portanto é um processo que demanda um conhecimento aprofundado dos princípios da mecânica estrutural das normas técnicas e do comportamento do concreto armado sob flexão Um detalhamento cuidadoso que considere a variação dos esforços ao longo do vão os comprimentos de ancoragem e de emenda adequados e as regras para corte e dobra das barras é fundamental para garantir que a viga desenvolva a sua capacidade resistente de forma plena e contribua para a segurança e a durabilidade da estrutura como um todo 3 SÍNTESE DA AULA 19 A efetividade e a segurança das estruturas de concreto armado não se restringem apenas ao dimensionamento adequado dos elementos estruturais para resistir às diversas solicitações a que são submetidos Um aspecto de igual importância reside na garantia de que as armaduras tanto longitudinais quanto transversais desenvolvam plenamente a sua capacidade resistente através de uma ancoragem adequada no interior da massa de concreto A transferência eficiente das tensões entre o aço e o concreto possibilitada por uma ancoragem correta é um pré requisito fundamental para o comportamento estrutural esperado e para a integridade da edificação como um todo A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 de Botelho e Marchetti dedica se a explorar em profundidade os princípios e as metodologias para a ancoragem das armaduras bem como os detalhes construtivos essenciais em vigas com ênfase nas particularidades das vigas contínuas e nos engastamentos parciais A ancoragem que consiste no desenvolvimento de uma aderência eficaz entre o aço da armadura e o concreto circundante ao longo de um determinado comprimento assegura que as forças de tração e compressão atuantes nas barras sejam transferidas de maneira segura para o elemento de concreto evitando escorregamentos prematuros e falhas estruturais O comprimento de ancoragem um parâmetro crucial no projeto de estruturas de concreto armado representa a extensão mínima da barra de armadura que deve estar embebida no concreto para que a sua resistência máxima possa ser plenamente desenvolvida através da aderência Esse comprimento é influenciado por diversos fatores incluindo o diâmetro da barra a resistência à compressão do concreto a classe do aço da armadura a presença de cobrimento adequado e a utilização de dispositivos especiais de ancoragem como ganchos ou chapas O 19 cálculo preciso do comprimento de ancoragem é portanto uma etapa indispensável no detalhamento das armaduras A ancoragem das barras nos apoios das vigas assume uma relevância particular uma vez que é nessas regiões onde as forças de reação e frequentemente os momentos fletores atingem seus valores máximos A garantia de que a armadura longitudinal de tração e em alguns casos a armadura superior nos apoios de vigas contínuas estejam adequadamente ancoradas nos apoios é essencial para a estabilidade da viga e para a sua capacidade de transferir as cargas para os elementos de apoio como pilares ou paredes A Aula 19 também aborda casos especiais de ancoragem que demandam atenção específica no projeto e na execução Esses casos podem incluir a ancoragem de barras em elementos de dimensões limitadas a ancoragem de barras submetidas a elevadas tensões ou a ancoragem de barras em regiões com geometria complexa Nesses cenários a aplicação das regras gerais de ancoragem pode necessitar de adaptações ou da utilização de soluções construtivas diferenciadas para garantir a eficiência da transferência de esforços A ancoragem de barras comprimidas embora regida por princípios semelhantes aos da ancoragem de barras tracionadas apresenta algumas particularidades devido ao mecanismo de transferência de esforços que envolve principalmente o contato direto entre o aço e o concreto O comprimento de ancoragem para barras comprimidas geralmente é menor do que para barras tracionadas mas a garantia de um cobrimento adequado e de um travamento eficaz da armadura é igualmente importante para evitar a flambagem das barras sob compressão A transição para os detalhes construtivos em vigas com ênfase nos engastamentos parciais e nas vigas contínuas representa outra vertente fundamental da Aula 19 Os engastamentos parciais que ocorrem em ligações vigapilar ou vigaviga onde a transferência de momento não é total exigem um detalhamento específico da armadura para garantir a transmissão adequada dos esforços de flexão e cisalhamento na interface da ligação A armadura deve ser disposta de forma a resistir aos momentos transferidos e a garantir a continuidade estrutural entre os elementos As vigas contínuas que se estendem sobre múltiplos apoios apresentam um comportamento estrutural mais complexo do que as vigas simplesmente apoiadas com a ocorrência de momentos fletores positivos nos vãos e momentos fletores negativos sobre os apoios intermediários O detalhamento da armadura longitudinal em vigas contínuas deve levar em consideração essa inversão de momentos com a utilização de armadura inferior para resistir aos momentos positivos e armadura superior para resistir aos momentos negativos A 20 continuidade da armadura sobre os apoios e a ancoragem adequada das barras nas extremidades da viga são aspectos cruciais para garantir a integridade e a capacidade resistente da estrutura O cálculo e o dimensionamento das vigas de um projeto estrutural específico como as vigas V 1 e V3 mencionadas na Aula 19 ilustram a aplicação prática dos conceitos de ancoragem e detalhamento construtivo Através do exemplo concreto os estudantes e profissionais podem visualizar como os princípios teóricos se traduzem em especificações de armadura e em desenhos de detalhamento que orientam a execução da obra A análise das solicitações atuantes nessas vigas a determinação das áreas de aço necessárias e o detalhamento da sua ancoragem nos apoios e nas regiões de momento máximo demonstram a importância da integração entre o dimensionamento e o detalhamento construtivo A correta aplicação dos princípios de ancoragem das armaduras e a observância dos detalhes construtivos em vigas especialmente em elementos como engastamentos parciais e vigas contínuas são portanto aspectos indissociáveis de um projeto de concreto armado seguro e eficiente A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 oferece um guia valioso para a compreensão e a aplicação desses conceitos contribuindo para a formação de profissionais capacitados a projetar e construir estruturas de concreto armado com confiabilidade e durabilidade A atenção meticulosa aos detalhes de ancoragem e construtivos garante que a intenção do projeto seja plenamente materializada na execução da obra assegurando o desempenho estrutural esperado ao longo da vida útil da edificação 31 ROTEIRO DE CÁLCULO DO COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DAS BARRAS TRACIONADAS O cálculo preciso do comprimento de ancoragem para barras de aço tracionadas em estruturas de concreto armado é uma etapa fundamental no processo de detalhamento das armaduras visando garantir a transferência eficaz das forças de tração do aço para o concreto adjacente A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 apresenta um roteiro sistemático que engloba os principais fatores que influenciam esse cálculo permitindo ao projetista determinar o comprimento mínimo necessário para o desenvolvimento da resistência da barra O primeiro passo nesse roteiro envolve a identificação das propriedades dos materiais empregados na estrutura É imprescindível conhecer a resistência característica à compressão do concreto fck que influencia diretamente a aderência entre o aço e o concreto Concretos com maior resistência geralmente proporcionam uma melhor aderência e consequentemente 21 podem resultar em comprimentos de ancoragem menores Da mesma forma a classe e o tipo do aço da armadura fyk são informações essenciais pois a tensão de escoamento do aço é um dos parâmetros utilizados nas equações de cálculo do comprimento de ancoragem Em seguida o roteiro orienta a considerar as características geométricas da barra de aço principalmente o seu diâmetro Φ O diâmetro da barra tem uma relação direta com a área de superfície de contato entre o aço e o concreto por unidade de comprimento Barras com maiores diâmetros geralmente requerem comprimentos de ancoragem maiores para desenvolver a mesma força de tração A influência das condições de cobrimento da armadura também é abordada no roteiro O cobrimento que é a espessura da camada de concreto entre a superfície da barra e a face externa do elemento estrutural afeta a aderência e a proteção da armadura contra a corrosão Um cobrimento inadequado pode reduzir a aderência e aumentar o risco de fissuração do concreto ao redor da barra exigindo comprimentos de ancoragem maiores A presença e o espaçamento da armadura transversal como estribos ou grampos ao longo do comprimento de ancoragem também são considerados no roteiro A armadura transversal confina o concreto ao redor da barra longitudinal melhorando a aderência e em alguns casos permitindo a redução do comprimento de ancoragem necessário O espaçamento e o diâmetro dos estribos influenciam a eficácia desse confinamento O roteiro de cálculo geralmente envolve a utilização de fórmulas estabelecidas pelas normas técnicas vigentes Essas fórmulas incorporam os fatores mencionados anteriormente através de coeficientes e termos específicos A norma brasileira ABNT NBR 61182014 por exemplo apresenta equações detalhadas para o cálculo do comprimento de ancoragem considerando diferentes situações e tipos de armadura A Aula 19 provavelmente detalha as etapas específicas dessas fórmulas explicando o significado de cada termo e orientando sobre a correta aplicação dos coeficientes em função das características do projeto É crucial entender a base teórica por trás dessas equações para garantir um dimensionamento adequado e seguro da ancoragem O roteiro também deve abordar as diferentes condições de aderência que podem ocorrer como boa aderência ou má aderência influenciadas pela posição da barra durante a concretagem barras localizadas na parte superior de elementos altos tendem a apresentar menor aderência devido ao efeito de segregação e acúmulo de água sob a barra As normas geralmente preveem coeficientes de modificação do comprimento de ancoragem em função dessas condições 22 Além das fórmulas o roteiro pode apresentar tabelas e diagramas auxiliares que simplificam o processo de cálculo para situações comuns No entanto é fundamental entender os princípios subjacentes para aplicar corretamente essas ferramentas e para lidar com situações que não se enquadram diretamente nas tabelas ou diagramas Em suma o roteiro de cálculo do comprimento de ancoragem das barras tracionadas conforme apresentado na Aula 19 é um guia essencial que integra as propriedades dos materiais as características geométricas da armadura e as condições de cobrimento e confinamento culminando na determinação de um comprimento mínimo que garante a segurança e a durabilidade da estrutura de concreto armado através da transferência eficaz das forças de tração entre o aço e o concreto A aplicação rigorosa desse roteiro em consonância com as normas técnicas é uma responsabilidade primordial do engenheiro estrutural 32 ANCORAGEM DAS BARRAS NOS APOIOS A ancoragem das barras de armadura nos apoios das vigas constitui um detalhe construtivo de importância crítica para a estabilidade e a capacidade de carga das estruturas de concreto armado Os apoios sejam eles simples ou engastados representam as regiões onde as vigas transferem as cargas para outros elementos estruturais como pilares ou paredes Nessas interfaces as barras de armadura longitudinal responsáveis por resistir aos esforços de flexão e em alguns casos a armadura transversal devem estar adequadamente ancoradas para garantir a continuidade estrutural e a transmissão eficiente das forças Nos apoios simplesmente apoiados onde a viga tem liberdade de rotação e não há transferência de momento fletor significativo para o apoio a ancoragem da armadura longitudinal de tração deve ser suficiente para resistir à reação de apoio e a quaisquer momentos residuais que possam ocorrer próximo à extremidade da viga Tipicamente as barras de tração são prolongadas além da face do apoio por um comprimento mínimo especificado pelas normas técnicas o qual deve ser igual ou superior ao comprimento de ancoragem calculado para a tensão de trabalho da armadura nessa região Em alguns casos pode ser necessário utilizar ganchos nas extremidades das barras para reduzir o comprimento de ancoragem requerido especialmente quando o espaço disponível para ancoragem é limitado Em contrapartida nos apoios engastados onde a viga é rigidamente conectada ao elemento de apoio e há transferência de momento fletor significativo a ancoragem da armadura tornase ainda mais complexa Nas regiões de engaste tanto a armadura inferior responsável por resistir aos momentos positivos no vão adjacente quanto a armadura superior necessária 23 para resistir aos momentos negativos que surgem sobre o apoio devem ser adequadamente ancoradas dentro do elemento de apoio geralmente um pilar ou outra viga O comprimento de ancoragem deve ser suficiente para desenvolver a resistência total da armadura sob a ação das tensões correspondentes aos momentos fletores negativos As normas técnicas fornecem diretrizes detalhadas para a ancoragem das barras nos apoios considerando o tipo de apoio a magnitude das reações e dos momentos o diâmetro das barras e as propriedades do concreto É fundamental que o projetista especifique claramente nos desenhos de detalhamento os comprimentos de ancoragem necessários e a forma como as barras devem ser dobradas ou prolongadas para garantir a sua eficácia A execução da ancoragem em obra deve seguir rigorosamente as especificações do projeto com a garantia do cobrimento adequado e do posicionamento correto das barras A ancoragem inadequada das barras nos apoios pode levar a problemas estruturais sérios como o surgimento de fissuras excessivas a perda de capacidade de carga da viga e em casos extremos até mesmo o colapso da estrutura Portanto a atenção aos detalhes de ancoragem nos apoios é uma responsabilidade primordial do engenheiro estrutural e do executor da obra A verificação da conformidade da ancoragem com as especificações do projeto durante a execução da armação é uma etapa essencial do controle de qualidade Em vigas contínuas a ancoragem da armadura sobre os apoios intermediários também merece atenção especial A armadura superior que resiste aos momentos negativos nesses apoios deve ser prolongada adequadamente para dentro dos vãos adjacentes por comprimentos definidos pelas normas em função da magnitude do momento negativo e do diâmetro das barras Essa continuidade da armadura garante a redistribuição de esforços e o comportamento monolítico da viga contínua Em suma a ancoragem das barras nos apoios das vigas é um detalhe construtivo fundamental que assegura a ligação eficaz entre a viga e seus elementos de apoio permitindo a transferência segura das cargas e garantindo a estabilidade da estrutura A correta especificação dos comprimentos de ancoragem e a sua execução rigorosa em obra são imprescindíveis para o desempenho estrutural esperado e para a segurança da edificação 33 CASOS ESPECIAIS DE ANCORAGEM Em projetos de estruturas de concreto armado frequentemente nos deparamos com situações geométricas ou de carregamento que exigem considerações especiais no que concerne à ancoragem das armaduras A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 certamente 24 aborda alguns desses casos particulares oferecendo diretrizes para garantir uma ancoragem eficaz mesmo em condições atípicas Um dos casos especiais comuns ocorre quando as barras de armadura precisam ser ancoradas em elementos estruturais com dimensões limitadas como lajes de pequena espessura консоли balanços curtos ou vigas com seções transversais reduzidas Nessas situações o comprimento reto disponível para ancoragem pode ser insuficiente para desenvolver a resistência total da barra conforme calculado pelas fórmulas padrão Uma solução frequentemente adotada nesses casos é a utilização de ganchos nas extremidades das barras Os ganchos que consistem em dobras padronizadas com um raio e um prolongamento especificados pelas normas técnicas proporcionam uma ancoragem mecânica adicional permitindo reduzir o comprimento reto de ancoragem necessário As normas detalham os tipos de ganchos permitidos e as dimensões mínimas para garantir a sua eficácia Outro caso especial de ancoragem surge quando as barras de armadura estão submetidas a elevadas tensões seja devido a carregamentos excepcionais ou em elementos estruturais de grande porte Nesses cenários a aderência entre o aço e o concreto ao longo de um comprimento reto padrão pode não ser suficiente para transferir as forças de maneira segura Uma abordagem para lidar com essa situação pode envolver o aumento do comprimento de ancoragem a utilização de barras com maior diâmetro o que aumenta a área de contato ou a adoção de dispositivos mecânicos de ancoragem Esses dispositivos como placas de ancoragem ou luvas rosqueadas proporcionam uma ancoragem positiva e confiável independentemente das condições de aderência ao longo do comprimento da barra A ancoragem de barras em regiões com geometria complexa também pode apresentar desafios Por exemplo em nós de ligação com múltiplos elementos convergentes ou em regiões curvas de estruturas como arcos ou cascas o espaço disponível para ancoragem reta pode ser limitado e a direção das forças pode variar Nesses casos o projeto da ancoragem deve ser cuidadosamente detalhado considerando a geometria específica da região e a direção das tensões Pode ser necessário utilizar combinações de ancoragem reta e ganchos ou adotar soluções construtivas que garantam a continuidade da armadura e a transferência eficiente dos esforços entre os elementos A ancoragem de armadura em elementos prémoldados também pode ser considerada um caso especial Nesses elementos a ancoragem das barras que se conectam a outros elementos da estrutura como pilares ou outras vigas deve ser planejada desde a fase de projeto da peça prémoldada muitas vezes utilizando dispositivos de ancoragem embutidos no concreto que permitem a conexão posterior através de solda aparafusamento ou outros meios 25 Além disso a ancoragem de armaduras em situações de reparo ou reforço estrutural pode apresentar particularidades Nesses casos pode ser necessário ancorar novas barras em concreto já existente o que geralmente exige técnicas especiais como a utilização de resinas epóxi ou a execução de furos para a inserção das barras e posterior grauteamento A garantia de uma boa aderência entre a nova barra e o concreto existente é crucial para o sucesso do reforço Em suma os casos especiais de ancoragem demandam do engenheiro estrutural um conhecimento aprofundado das normas técnicas e dos princípios de aderência entre o aço e o concreto bem como a capacidade de analisar criticamente as condições específicas de cada projeto e de adotar soluções construtivas adequadas para garantir a segurança e a durabilidade da estrutura A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 provavelmente oferece insights valiosos e exemplos práticos para lidar com essas situações desafiadoras 34 ANCORAGEM DE BARRAS COMPRIMIDAS A ancoragem de barras de armadura submetidas à compressão embora compartilhe alguns princípios fundamentais com a ancoragem de barras tracionadas apresenta características e considerações específicas que são importantes de serem compreendidas no projeto de estruturas de concreto armado A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 certamente aborda essas particularidades diferenciando o comportamento e os requisitos de ancoragem para barras comprimidas A principal distinção na ancoragem de barras comprimidas reside no mecanismo predominante de transferência de esforços para o concreto circundante Enquanto na ancoragem de barras tracionadas a aderência ao longo do comprimento da barra desempenha o papel principal na ancoragem de barras comprimidas além da aderência ocorre também uma significativa contribuição da resistência ao contato direto entre as extremidades da barra e o concreto especialmente se a compressão for transmitida por apoio direto O comprimento de ancoragem para barras comprimidas lbc geralmente é menor do que o comprimento de ancoragem para barras tracionadas de mesmo diâmetro e classe de aço quando submetidas às mesmas condições de concreto Isso se deve em parte à ausência da fissuração por tração ao longo da barra comprimida que pode reduzir a eficácia da aderência em barras tracionadas As normas técnicas fornecem fórmulas específicas para o cálculo do comprimento de ancoragem de barras comprimidas que levam em consideração a resistência à 26 compressão do concreto e o diâmetro da barra geralmente com coeficientes de redução em relação ao comprimento de ancoragem para tração No entanto a garantia de um cobrimento adequado da armadura comprimida é igualmente crucial O cobrimento mínimo especificado pelas normas visa proteger a barra contra a corrosão e também evitar o lascamento do concreto sob a ação das forças de compressão o que poderia comprometer a ancoragem Além disso o travamento da armadura comprimida através de estribos ou grampos ao longo do comprimento de ancoragem é fundamental para prevenir a flambagem da barra sob a ação das cargas de compressão especialmente em barras com maior esbeltez Em elementos como pilares onde as barras longitudinais são predominantemente comprimidas a ancoragem dessas barras nas fundações ou em outros elementos de apoio deve ser cuidadosamente detalhada O comprimento de ancoragem deve ser suficiente para transferir a totalidade da força de compressão da barra para o elemento de apoio garantindo a continuidade da capacidade resistente da estrutura Em alguns casos podem ser utilizados dispositivos especiais de ancoragem nas extremidades das barras comprimidas para facilitar a transferência de carga como placas de apoio ou conectores mecânicos A ancoragem de barras comprimidas em nós de ligação como nas junções vigapilar também requer atenção específica As barras comprimidas dos pilares devem ser adequadamente ancoradas nas vigas e viceversa para garantir a integridade do nó e a transmissão eficiente das forças entre os elementos O detalhamento da armadura nessa região deve considerar a direção das forças e o espaço disponível para a ancoragem Em elementos prémoldados a ancoragem das barras comprimidas que se conectam a outros elementos da estrutura deve ser planejada com antecedência utilizando por vezes insertos metálicos ou outros dispositivos que permitam a ligação segura e eficiente A precisão na execução da ancoragem em elementos prémoldados é fundamental para garantir o comportamento estrutural esperado após a montagem Em suma a ancoragem de barras comprimidas embora se beneficie da resistência ao contato direto e em geral requeira comprimentos menores do que para barras tracionadas demanda uma consideração cuidadosa do cobrimento e do travamento da armadura para evitar a flambagem e garantir a transferência eficaz das forças de compressão para o concreto A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 provavelmente detalha as fórmulas e as recomendações normativas para a ancoragem de barras comprimidas fornecendo um guia essencial para o projeto seguro e eficiente de estruturas de concreto armado 27 35 DETALHES DE VIGAS ENGASTAMENTOS PARCIAIS VIGAS CONTÍNUAS A transição da análise da ancoragem das armaduras para os detalhes construtivos em vigas com foco nos engastamentos parciais e nas vigas contínuas representa um avanço na compreensão do comportamento estrutural e das exigências de projeto em concreto armado A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 certamente dedica uma atenção especial a esses aspectos que são cruciais para garantir a estabilidade a durabilidade e o desempenho adequado das estruturas Os engastamentos parciais ocorrem em ligações entre vigas e pilares ou entre vigas onde a transferência de momento fletor não é completa situandose entre uma articulação transferência de força cortante apenas e um engastamento perfeito transferência total de momento e força cortante Essas ligações são comuns em diversas configurações estruturais e exigem um detalhamento específico da armadura para garantir a transmissão adequada dos esforços na interface A quantidade e a disposição da armadura longitudinal e transversal na região da ligação são fundamentais para resistir aos momentos transferidos e para garantir a continuidade estrutural entre os elementos conectados As normas técnicas fornecem diretrizes sobre como calcular a armadura necessária para resistir aos momentos de engastamento parcial e como detalhála para garantir uma ancoragem eficaz em ambos os elementos conectados As vigas contínuas que se estendem sobre mais de dois apoios apresentam um comportamento estrutural distinto das vigas simplesmente apoiadas com a ocorrência de momentos fletores positivos nos vãos e momentos fletores negativos sobre os apoios intermediários Esse comportamento exige um detalhamento da armadura longitudinal que leve em consideração a inversão dos esforços de tração e compressão ao longo da viga A armadura inferior principal responsável por resistir aos momentos positivos nos vãos deve ser adequadamente prolongada até os apoios onde pode contribuir para resistir aos momentos negativos Adicionalmente armadura superior é indispensável sobre os apoios intermediários para resistir aos momentos negativos máximos nessas regiões devendo ser prolongada para dentro dos vãos adjacentes por comprimentos especificados pelas normas O detalhamento da armadura em vigas contínuas também envolve a consideração dos pontos de inflexão onde o momento fletor se anula e ocorre a inversão da curvatura da viga As barras longitudinais devem ser prolongadas além desses pontos por comprimentos mínimos definidos pelas normas para garantir a segurança estrutural O corte ou a dobra das barras longitudinais ao longo do vão de uma viga contínua deve ser cuidadosamente planejado 28 levando em conta os diagramas de momento fletor e a necessidade de manter uma capacidade resistente à flexão sempre superior à solicitação considerando os comprimentos de ancoragem necessários A armadura transversal estribos em vigas contínuas também requer um detalhamento específico especialmente nas regiões próximas aos apoios onde as forças cortantes são geralmente maiores O espaçamento dos estribos pode variar ao longo do vão sendo menor nas regiões de maior força cortante e podendo ser aumentado nas regiões de menor solicitação A ancoragem dos estribos geralmente realizada através de dobras nas extremidades deve ser garantida para que eles possam desenvolver a sua capacidade de resistir ao cisalhamento Além da armadura principal outros detalhes construtivos são importantes em vigas como o cobrimento mínimo da armadura para proteção contra a corrosão e para garantir a aderência com o concreto o espaçamento máximo entre as barras para evitar a fissuração excessiva e a utilização de espaçadores para garantir o posicionamento correto da armadura durante a concretagem As normas técnicas fornecem especificações detalhadas para esses aspectos que devem ser rigorosamente observados no projeto e na execução Em suma o detalhamento de vigas com ênfase nos engastamentos parciais e nas vigas contínuas é uma etapa crucial do projeto estrutural em concreto armado que complementa o dimensionamento das seções e da armadura A correta especificação da disposição do comprimento e da ancoragem da armadura aliada à observância dos demais detalhes construtivos garante o comportamento estrutural esperado a durabilidade da estrutura e a segurança dos usuários A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 provavelmente oferece um guia valioso para a compreensão e a aplicação desses importantes aspectos do projeto de vigas 36 CÁLCULO E DIMENSIONAMENTO DAS VIGAS DO NOSSO PRÉDIO V 1 E V3 A seção final da Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 direciona o aprendizado para a aplicação prática dos conceitos teóricos através do cálculo e dimensionamento de vigas específicas de um projeto de edificação nomeadamente as vigas V 1 e V3 Este exercício de projeto representa a culminância dos temas abordados nas aulas anteriores integrando o dimensionamento à flexão e ao cisalhamento com as exigências de ancoragem e os detalhes construtivos pertinentes A análise dessas vigas específicas permite 29 visualizar como os princípios gerais se materializam em soluções concretas para elementos estruturais reais O processo de cálculo e dimensionamento das vigas V1 e V3 provavelmente se inicia com a identificação das cargas atuantes sobre esses elementos Isso envolve a consideração do peso próprio das vigas das cargas permanentes provenientes dos elementos construtivos que elas suportam como lajes paredes e revestimentos e das cargas variáveis de utilização como pessoas móveis e equipamentos A correta determinação dessas cargas e suas combinações conforme as prescrições normativas é fundamental para a obtenção dos esforços solicitantes momentos fletores e forças cortantes ao longo do vão das vigas Com os carregamentos definidos a etapa seguinte consiste na análise estrutural das vigas Para vigas simplesmente apoiadas essa análise é relativamente direta resultando em diagramas de momento fletor e força cortante com distribuições bem definidas Para vigas contínuas como provavelmente são V1 e V3 em um contexto de prédio a análise pode envolver métodos como o dos três momentos ou softwares de análise estrutural para determinar a distribuição dos momentos e das forças cortantes ao longo dos múltiplos vãos e sobre os apoios A identificação dos momentos fletores máximos positivos e negativos e das forças cortantes máximas é crucial para o dimensionamento da armadura O dimensionamento à flexão das vigas V1 e V3 envolverá a determinação da área de aço longitudinal necessária para resistir aos momentos fletores solicitantes em cada seção crítica Isso exigirá a aplicação dos princípios de dimensionamento de vigas simplesmente armadas ou duplamente armadas dependendo da magnitude dos momentos e das dimensões da seção transversal das vigas A escolha da taxa de armadura a verificação dos limites normativos e a consideração dos estados limites de serviço fissuração e deformação farão parte desse processo O dimensionamento ao cisalhamento das vigas V1 e V3 demandará a verificação da capacidade resistente do concreto à força cortante e caso essa capacidade seja excedida o cálculo da armadura transversal estribos necessária para resistir à parcela da força cortante que o concreto não suporta O espaçamento dos estribos ao longo do vão das vigas será determinado em função da variação da força cortante sendo geralmente menor nas regiões próximas aos apoios A ancoragem da armadura longitudinal nos apoios das vigas V1 e V3 será um aspecto fundamental do detalhamento O projeto deverá especificar os comprimentos de ancoragem necessários para as barras de tração e nos apoios de continuidade em vigas contínuas para a armadura superior que resiste aos momentos negativos A utilização de ganchos ou outros 30 dispositivos de ancoragem poderá ser considerada em função das dimensões dos apoios e das tensões nas barras O detalhamento construtivo das vigas V1 e V3 abrangerá a representação gráfica da disposição de todas as barras de armadura longitudinais e transversais com a indicação de seus diâmetros comprimentos espaçamentos dobramentos e ancoragens Serão especificados o cobrimento da armadura os comprimentos de emenda se necessários e outros detalhes que garantam a correta execução da armação em obra Para vigas contínuas o detalhamento deverá evidenciar a continuidade da armadura sobre os apoios e o prolongamento das barras nos vãos adjacentes Ao analisar o cálculo e o dimensionamento das vigas V1 e V3 é provável que a Aula 19 apresente exemplos numéricos e diagramas de detalhamento ilustrando como os conceitos teóricos são aplicados em um caso prático A compreensão desses exemplos é essencial para que os estudantes e profissionais possam desenvolver a capacidade de projetar e detalhar vigas de concreto armado de forma segura e eficiente A análise de casos reais como V1 e V3 permite consolidar o conhecimento adquirido e desenvolver o raciocínio crítico necessário para enfrentar os desafios do projeto estrutural FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE CONSELHEIRO LAFAIETE CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL GILBERTO GOMES ATIVIDADE AVALIATIVA DIMENSIONAMENTO DE VIGAS CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 2 GILBERTO GOMES ATIVIDADE AVALIATIVA DIMENSIONAMENTO DE VIGAS Trabalho sobre Dimensionamento de Vigas apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Orientador Prof Tatiana Aparecida Rodrigues CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 3 SUMÁRIO 1 ATIVIDADE4 11 1322 VIGASPAREDE4 12 183 VIGAS5 2 SÍNTESE DA AULA 186 21 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS SIMPLESMENTE ARMADAS À FLEXÃO8 22 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS DUPLAMENTE ARMADAS10 23 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS T SIMPLESMENTE ARMADAS13 24 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS AO CISALHAMENTO15 25 DISPOSIÇÃO DA ARMADURA PARA VENCER OS ESFORÇOS DO MOMENTO FLETOR17 3 SÍNTESE DA AULA 1919 31 ROTEIRO DE CÁLCULO DO COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DAS BARRAS TRACIONADAS21 32 ANCORAGEM DAS BARRAS NOS APOIOS23 33 CASOS ESPECIAIS DE ANCORAGEM24 34 ANCORAGEM DE BARRAS COMPRIMIDAS26 35 DETALHES DE VIGAS ENGASTAMENTOS PARCIAIS VIGAS CONTÍNUAS28 36 CÁLCULO E DIMENSIONAMENTO DAS VIGAS DO NOSSO PRÉDIO V1 E V3 29 4 1 ATIVIDADE 11 1322 VIGASPAREDE Este item da norma trata das dimensões mínimas e geométricas que as vigas e as vigasparede devem possuir para garantir um comportamento estrutural adequado e permitir a execução correta Em essência ele estabelece limites para a largura mínima da seção transversal desses elementos visando assegurar espaço suficiente para a adequada disposição e cobrimento das armaduras bem como para o lançamento e a vibração do concreto A norma reconhece que em casos gerais as vigas devem ter uma largura mínima para evitar problemas como a dificuldade de concretagem e a flambagem lateral especialmente em vigas mais altas Da mesma forma para as vigasparede que são elementos estruturais com uma relação entre altura e largura significativa há uma dimensão mínima estabelecida para garantir a sua estabilidade e a distribuição adequada das tensões É importante notar que a norma também abre a possibilidade de reduzir essas dimensões mínimas em situações excepcionais desde que sejam rigorosamente atendidas algumas condições Essas condições visam garantir que mesmo com dimensões menores 5 haja espaço suficiente para o correto alojamento das armaduras considerando as bitolas e as interferências com outras armaduras que os espaçamentos e cobrimentos mínimos sejam respeitados para durabilidade e aderência e que o concreto possa ser lançado e vibrado de forma a preencher todos os vazios e envolver adequadamente a armadura Em resumo o item 1322 da NBR 61182023 busca garantir que as vigas e vigas parede possuam dimensões mínimas que permitam um bom desempenho estrutural e uma execução adequada admitindo reduções em casos específicos sob condições controladas para não comprometer a qualidade e a segurança da estrutura 12 183 VIGAS O item 183 da NBR 61182023 é dedicado especificamente ao dimensionamento e à verificação de vigas de concreto armado Ele detalha os procedimentos e critérios que devem ser seguidos para garantir que esses elementos estruturais sejam capazes de resistir aos esforços solicitantes principalmente flexão e cisalhamento com segurança e dentro dos estados limites de serviço deformações e fissuração aceitáveis Este item aborda diversos aspectos do projeto de vigas incluindo Resistência à flexão Define como calcular a capacidade resistente da seção transversal da viga considerando a armadura longitudinal de tração e se houver de compressão e as propriedades do concreto Estabelece os domínios de deformação e os critérios para garantir um comportamento dúctil da viga Resistência ao cisalhamento Detalha os modelos de cálculo para verificar a resistência da viga à força cortante considerando a contribuição do concreto e a necessidade de armadura transversal estribos Define o espaçamento máximo dos estribos e as condições para o seu dimensionamento Estados limites de serviço ELS Apresenta os critérios para verificar se as deformações flechas e a abertura de fissuras nas vigas estão dentro dos limites estabelecidos para garantir o bom desempenho da estrutura em serviço evitando danos a elementos não estruturais e desconforto aos usuários Ancoragem e aderência Embora a ancoragem seja tratada em outros itens como o item 9 o item 183 certamente fará referência à necessidade de garantir a adequada ancoragem da armadura longitudinal e transversal para que sua resistência possa ser plenamente desenvolvida 6 Detalhes construtivos Pode conter referências a detalhes importantes para a execução das vigas como o cobrimento mínimo da armadura o espaçamento entre as barras e outras recomendações para garantir a durabilidade e a qualidade da estrutura Em essência o item 183 da NBR 61182023 é um guia completo para o projeto de vigas de concreto armado abrangendo desde a verificação da segurança em relação aos estados limites últimos resistência até a garantia de um bom comportamento em condições de serviço Ele estabelece os requisitos mínimos que devem ser atendidos para que as vigas desempenhem sua função estrutural de forma adequada e segura ao longo da vida útil da construção 2 SÍNTESE DA AULA 18 O universo da engenharia estrutural em concreto armado se alicerça sobre princípios fundamentais que governam o comportamento e a capacidade resistente de seus elementos constituintes Dentre estes as vigas enquanto membros estruturais primários assumem um papel de protagonismo na sustentação e na transferência eficiente das cargas atuantes nas edificações e em outras obras de infraestrutura A solidez e a segurança de uma construção dependem intrinsecamente do dimensionamento preciso e da execução esmerada desses elementos capazes de resistir às complexas solicitações de flexão e cisalhamento que lhes são impostas A flexão resultante da aplicação de cargas transversais ao longo do eixo da viga induz tensões de tração e compressão em sua seção transversal demandando a utilização de armadura longitudinal estrategicamente posicionada para absorver os esforços de tração dada a limitada capacidade do concreto nesse regime de solicitação O dimensionamento à flexão portanto configurase como um processo iterativo e meticuloso que envolve a determinação da área de aço necessária para equilibrar o momento fletor solicitante um parâmetro diretamente influenciado pela magnitude e pela distribuição das cargas pelo vão da viga e pelas condições de apoio Paralelamente o cisalhamento decorrente da variação do momento fletor ao longo do vão manifestase através de forças cortantes que tendem a provocar o escorregamento de planos adjacentes na viga A resistência a esse tipo de solicitação é provida por uma complexa interação entre a capacidade intrínseca do concreto o efeito de pino da armadura longitudinal e crucialmente pela armadura transversal usualmente materializada por estribos dispostos ao 7 longo do comprimento da viga O dimensionamento ao cisalhamento por conseguinte exige uma análise criteriosa da força cortante solicitante e da contribuição de cada um desses mecanismos de resistência A Aula 18 do renomado livro Concreto armado eu te amo v1 de Botelho e Marchetti emerge como um guia essencial para a compreensão aprofundada desses processos de dimensionamento Através de uma abordagem didática e abrangente os autores desmistificam os conceitos teóricos e práticos que permeiam o cálculo e a especificação das armaduras em vigas submetidas à flexão simples e dupla à flexão em seções T e aos esforços cortantes A clareza com que os princípios são apresentados aliada à riqueza de detalhes e exemplos torna esta aula uma referência indispensável para estudantes e profissionais da engenharia civil O dimensionamento de vigas simplesmente armadas à flexão ponto de partida para a análise de elementos mais complexos estabelece as bases para a compreensão do comportamento das seções de concreto armado sob a ação de momentos fletores A determinação da área de aço de tração a verificação das taxas mínimas e máximas de armadura prescritas pelas normas técnicas e a consideração dos estados limites últimos e de serviço são etapas cruciais nesse processo A correta interpretação dos diagramas de momento fletor e a aplicação dos princípios de equilíbrio estático e da teoria da flexão são fundamentais para garantir a segurança e a funcionalidade da viga A evolução para o dimensionamento de vigas duplamente armadas onde se adiciona armadura de compressão para aumentar a capacidade resistente ou controlar deformações excessivas introduz uma camada adicional de complexidade na análise A interação entre a armadura de tração e a armadura de compressão a influência desta última na profundidade da linha neutra e no comportamento da seção e as considerações sobre a flambagem da armadura comprimida são aspectos que demandam atenção redobrada por parte do projetista A análise de vigas T simplesmente armadas frequentemente encontradas em sistemas de laje e viga explora a contribuição da mesa da viga a laje adjacente para a resistência à flexão A determinação da largura colaborante da mesa a localização da linha neutra em relação à mesa ou à nervura e as adaptações nas equações de dimensionamento são particularidades desse tipo de seção que exigem um entendimento específico O dimensionamento ao cisalhamento por sua vez aborda a necessidade de resistir às forças cortantes que podem levar à ruptura diagonal do concreto A contribuição do concreto a necessidade de armadura transversal mínima o cálculo do espaçamento dos estribos em 8 função da força cortante solicitante e os limites normativos para esse espaçamento são temas centrais nesse processo visando garantir a integridade estrutural da viga sob essa solicitação Finalmente a disposição da armadura longitudinal ao longo do vão da viga incluindo os comprimentos de ancoragem as emendas e os pontos de corte ou dobra das barras é um aspecto crucial para garantir que a resistência da armadura seja plenamente desenvolvida nas regiões onde os esforços de flexão são mais significativos O detalhamento inadequado da armadura pode comprometer a segurança da estrutura mesmo que o dimensionamento teórico esteja correto Portanto o estudo do dimensionamento de vigas à flexão e cisalhamento conforme apresentado na Aula 18 de Concreto armado eu te amo v1 constitui um pilar fundamental na formação de engenheiros civis e na prática da engenharia estrutural A compreensão aprofundada dos conceitos das metodologias de cálculo e das prescrições normativas é essencial para projetar estruturas seguras duráveis e eficientes capazes de atender às demandas da sociedade moderna Este capítulo se propõe a sintetizar e a elucidar esses aspectos cruciais fornecendo uma base sólida para a análise e o dimensionamento de vigas de concreto armado 21 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS SIMPLESMENTE ARMADAS À FLEXÃO O processo de dimensionamento de vigas simplesmente armadas à flexão representa um dos pilares fundamentais da engenharia estrutural em concreto armado Uma viga é classificada como simplesmente armada quando a sua capacidade de resistir aos esforços de tração resultantes da imposição de um momento fletor é provida exclusivamente pela armadura longitudinal de tração Esta armadura é estrategicamente posicionada na região da seção transversal da viga onde as tensões de tração atingem seus valores máximos geralmente na parte inferior da viga para momentos positivos O procedimento de dimensionamento envolve de maneira primordial a determinação da área de aço necessária para estabelecer um equilíbrio com o momento fletor solicitante ou seja o momento resultante das cargas que atuam sobre a viga Para realizar esse cálculo é imprescindível considerar as propriedades intrínsecas dos materiais constituintes da viga a resistência característica do concreto à compressão e a resistência característica do aço à tração Ambas essas resistências são ponderadas por coeficientes de segurança específicos 9 conforme as diretrizes estabelecidas pelas normas técnicas vigentes garantindo assim uma margem de segurança adequada no projeto A geometria da seção transversal da viga definida por sua largura e principalmente por sua altura útil a distância entre a face comprimida do concreto e o centroide da armadura de tração desempenha um papel de suma importância na determinação da capacidade resistente à flexão do elemento estrutural Uma seção transversal com dimensões adequadas contribui significativamente para a eficiência da viga em suportar os momentos fletores solicitantes A análise do comportamento de uma viga simplesmente armada sob a ação da flexão usualmente se fundamenta em um modelo idealizado da distribuição de tensões na seção transversal Este modelo assume uma distribuição linear das deformações ao longo da altura da seção e um comportamento elastoplástico para o aço que demonstra uma fase elástica inicial seguida por um escoamento plástico Para o concreto comprimido frequentemente se adota um diagrama retangular simplificado de distribuição de tensões na ruptura conhecido como Diagrama de Bloco que facilita os cálculos de equilíbrio A partir do estabelecimento do equilíbrio entre as forças internas que atuam na seção transversal a força de compressão resultante no concreto e a força de tração resultante na armadura de tração e da imposição de um limite máximo para a deformação do concreto na compressão tornase possível deduzir as equações fundamentais que relacionam o momento fletor resistente da seção com as propriedades dos materiais empregados e a área da armadura de tração efetivamente utilizada O processo de dimensionamento propriamente dito consiste em para um determinado valor do momento fletor solicitante calcular a área de aço de tração necessária para que o momento resistente da seção da viga seja igual ou superior ao momento solicitante Essa condição fundamental assegura que a viga possua a capacidade adequada para suportar as cargas de flexão sem atingir a sua capacidade máxima e consequentemente sem comprometer a segurança estrutural Diversos fatores exercem influência direta sobre o dimensionamento de vigas simplesmente armadas à flexão Entre eles destacamse a magnitude e a forma de distribuição das cargas que atuam sobre a viga o comprimento do vão entre os apoios as características mecânicas específicas do concreto e do aço selecionados para a construção e as restrições geométricas impostas pelo projeto arquitetônico ou por outras condicionantes técnicas do empreendimento 10 A escolha de uma taxa de armadura de tração apropriada é um aspecto crucial para garantir um comportamento dúctil da viga em situações de sobrecarga Uma taxa de armadura inadequada pode levar a uma ruptura frágil e repentina sem aviso prévio comprometendo a segurança dos usuários da edificação As normas técnicas estabelecem limites mínimos e máximos para a taxa de armadura de tração buscando assegurar tanto uma resistência adequada quanto um comportamento estrutural que permita a redistribuição de esforços em caso de carregamentos extremos Em algumas situações de projeto pode ser necessário adotar um processo iterativo para o dimensionamento Inicialmente são estimadas dimensões para a seção transversal da viga e posteriormente a área de aço necessária é calculada Caso essa área de aço resulte em uma taxa de armadura fora dos limites normativos ou em um comportamento estrutural insatisfatório as dimensões da seção transversal podem precisar ser ajustadas e o processo de cálculo repetido até que uma solução otimizada seja encontrada A consideração dos estados limites de serviço que englobam a limitação da abertura de fissuras e o controle das deformações excessivas flechas também é uma parte integrante e essencial do dimensionamento de vigas simplesmente armadas Embora a etapa primária do dimensionamento se concentre na garantia da resistência à ruptura estado limite último é igualmente importante assegurar que a viga apresente um desempenho adequado sob as cargas de serviço evitando danos a elementos não estruturais da edificação e proporcionando conforto e segurança aos seus ocupantes O cálculo da abertura de fissuras e da flecha da viga sob as cargas de utilização permite verificar se os limites estabelecidos pelas normas estão sendo atendidos Em muitos casos o atendimento aos estados limites últimos implica de forma indireta no atendimento aos estados limites de serviço mas verificações específicas são frequentemente necessárias especialmente em vigas com grandes vãos ou submetidas a carregamentos de longa duração significativos 22 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS DUPLAMENTE ARMADAS Em certas circunstâncias do projeto estrutural em concreto armado o dimensionamento de vigas simplesmente armadas pode revelarse insuficiente para atender às demandas de resistência à flexão impostas pelo momento fletor solicitante Adicionalmente em algumas situações pode ser desejável um controle mais rigoroso das deformações da viga visando limitar a sua flecha sob as cargas de serviço ou restringir a abertura de fissuras que 11 possam comprometer a durabilidade da estrutura ou a estética da construção Nesses cenários a adoção de vigas duplamente armadas emerge como uma solução eficaz Uma viga é classificada como duplamente armada quando além da armadura longitudinal de tração estrategicamente posicionada na zona tracionada da seção transversal incorporase também armadura longitudinal de compressão localizada na zona comprimida da seção A introdução dessa armadura de compressão desempenha um papel crucial no aumento da capacidade resistente à flexão da viga permitindo que ela suporte momentos fletores superiores àqueles que poderiam ser resistidos por uma seção simplesmente armada de dimensões semelhantes Além disso a presença da armadura de compressão contribui para a redução da deformação do concreto na região comprimida o que por sua vez pode levar a uma diminuição da flecha da viga sob carregamento e a um melhor controle da abertura de fissuras A necessidade de recorrer à utilização de armadura de compressão em vigas de concreto armado pode advir de uma variedade de fatores inerentes ao projeto Restrições arquitetônicas podem por exemplo impedir o aumento da altura da seção transversal da viga limitando a sua capacidade resistente à flexão como elemento simplesmente armado Em estruturas com carregamentos complexos a presença de momentos fletores positivos e negativos de magnitudes comparáveis como frequentemente ocorre em vigas contínuas pode demandar a utilização de armadura de compressão nas regiões onde o momento fletor inverte o seu sinal Adicionalmente em situações onde se busca um comportamento estrutural mais dúctil da viga especialmente em regiões sujeitas a elevadas solicitações sísmicas ou a outros carregamentos dinâmicos a armadura de compressão pode contribuir para uma maior capacidade de deformação plástica antes da ruptura O processo de dimensionamento de vigas duplamente armadas envolve a determinação das áreas de aço necessárias tanto para a armadura de tração quanto para a armadura de compressão Esse cálculo deve levar em consideração a contribuição de ambos os tipos de armadura para a resistência total da seção transversal da viga sob a ação do momento fletor solicitante A análise do comportamento da seção usualmente se baseia em um diagrama de tensões e deformações semelhante ao empregado para vigas simplesmente armadas porém com a incorporação da participação da armadura de compressão no estabelecimento do equilíbrio das forças internas que atuam na seção A adição de armadura de compressão provoca uma alteração na distribuição das tensões ao longo da altura da seção transversal da viga Essa alteração influencia diretamente a posição da linha neutra que separa as regiões de compressão e tração e também afeta a 12 magnitude das deformações tanto no concreto quanto no aço A área de aço de compressão contribui para o aumento da resultante das forças de compressão resistentes da seção permitindo consequentemente que um momento fletor de maior intensidade seja suportado pela viga sem atingir o estado limite último Adicionalmente a presença dessa armadura tende a restringir a deformação máxima do concreto na compressão o que pode ser particularmente benéfico para o controle dos estados limites de serviço como a limitação da flecha e da abertura de fissuras O dimensionamento de vigas duplamente armadas requer a resolução de equações de equilíbrio que consideram as forças de compressão desenvolvidas no concreto e na armadura de compressão bem como a força de tração desenvolvida na armadura de tração Todas essas forças internas devem estar em equilíbrio com o momento fletor solicitante que atua na seção da viga A taxa de armadura de compressão assim como a taxa de armadura de tração também é regida por limites estabelecidos pelas normas técnicas Esses limites visam assegurar um comportamento estrutural adequado da viga e evitar fenômenos indesejáveis como a flambagem da armadura de compressão especialmente em vigas com elevada esbeltez O detalhamento da armadura de compressão que compreende a especificação do número do diâmetro e do espaçamento das barras deve seguir rigorosamente as prescrições normativas Essas prescrições visam garantir o cobrimento mínimo da armadura essencial para a sua proteção contra a corrosão e para a aderência com o concreto bem como o travamento adequado das barras através de estribos ou grampos prevenindo a ocorrência de flambagem sob a ação das forças de compressão A eficiência da armadura de compressão é diretamente influenciada pela sua localização na seção transversal sendo mais efetiva quanto maior for a distância entre ela e a linha neutra e quanto mais próxima estiver da face comprimida da viga O dimensionamento de vigas duplamente armadas portanto exige uma análise mais sofisticada e detalhada em comparação com o dimensionamento de vigas simplesmente armadas Ele envolve a determinação de duas áreas de aço distintas e a verificação do comportamento da seção não apenas em relação aos estados limites últimos de resistência mas também em relação aos estados limites de serviço de deformabilidade e fissuração A consideração da interação complexa entre a armadura de tração e a armadura de compressão é fundamental para a obtenção de um projeto estrutural eficiente e seguro Embora a adição de armadura de compressão possa efetivamente aumentar a capacidade resistente à flexão da viga e proporcionar um melhor controle das suas deformações ela também acarreta um 13 aumento nos custos da construção tanto devido ao maior consumo de aço quanto à maior complexidade da execução da armadura Dessa forma a decisão de empregar uma viga duplamente armada deve ser sempre precedida por uma análise criteriosa das necessidades específicas do projeto e das alternativas estruturais disponíveis buscando a solução mais otimizada em termos de desempenho segurança e economia 23 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS T SIMPLESMENTE ARMADAS No contexto das estruturas de concreto armado particularmente em sistemas construtivos que integram lajes e vigas o dimensionamento de vigas T simplesmente armadas representa uma abordagem eficiente para otimizar a resistência à flexão A configuração da seção transversal em forma de T surge quando a laje adjacente à viga é considerada como parte integrante da seção resistente formando a mesa da viga e a porção vertical inferior constituindo a nervura Essa geometria singular permite aproveitar a maior área de concreto comprimido presente na mesa para incrementar significativamente a capacidade da viga em resistir aos momentos fletores de maneira mais vantajosa em comparação com uma viga retangular de altura equivalente O processo de dimensionamento de vigas T simplesmente armadas concentrase na determinação da área de aço de tração necessária para estabelecer o equilíbrio com o momento fletor solicitante Esse cálculo intrinsecamente considera a geometria específica da seção transversal em T que engloba a largura da mesa a espessura da mesa a largura da nervura e a altura útil da viga Adicionalmente as propriedades mecânicas dos materiais constituintes o concreto e o aço são elementos cruciais na determinação da capacidade resistente da seção A análise do comportamento de uma viga T sob a ação da flexão é diretamente influenciada pela localização da linha neutra em relação à mesa da viga Em cenários onde a linha neutra se posiciona dentro da espessura da mesa o dimensionamento pode ser simplificado e realizado de maneira análoga ao de uma viga retangular convencional com a consideração da largura total da mesa como a largura da seção comprimida do concreto No entanto quando a linha neutra se desloca para baixo localizandose na nervura da viga abaixo da mesa a distribuição das tensões de compressão no concreto se estende tanto pela mesa quanto por uma porção da nervura Essa condição exige uma análise mais detalhada e precisa do equilíbrio das forças internas atuantes na seção transversal 14 As normas técnicas que regem o projeto de estruturas de concreto armado usualmente estabelecem diretrizes claras para a determinação da largura colaborante da mesa da viga T Essa largura colaborante representa a parcela efetiva da laje adjacente à nervura que pode ser considerada atuante na resistência à flexão da viga A determinação dessa largura leva em consideração parâmetros como o vão da viga a espessura da laje e o espaçamento entre as nervuras em sistemas de múltiplas vigas T A correta avaliação da largura colaborante é fundamental para uma estimativa precisa da capacidade resistente da viga O processo de dimensionamento propriamente dito envolve a determinação da profundidade da linha neutra através do princípio fundamental do equilíbrio entre a resultante da força de compressão no concreto da mesa e se aplicável na parte comprimida da nervura e a resultante da força de tração na armadura longitudinal Uma vez estabelecida a posição da linha neutra tornase possível calcular o momento resistente da seção transversal da viga Para um determinado valor do momento fletor solicitante a área de aço de tração necessária é então determinada garantindo que o momento resistente seja igual ou superior ao momento solicitante com a devida consideração dos fatores de segurança As normas técnicas também impõem limites para a taxa de armadura de tração em vigas T com o objetivo de assegurar um comportamento dúctil da estrutura em caso de sobrecarga e evitar rupturas repentinas e frágeis A consideração dos estados limites de serviço que abrangem a limitação da abertura de fissuras e o controle das deformações flechas é igualmente importante no dimensionamento de vigas T visando garantir o desempenho adequado da estrutura sob as cargas de utilização A eficiência de uma viga T em resistir aos esforços de flexão é maximizada quando a mesa da seção transversal se encontra na região comprimida uma condição que tipicamente ocorre sob a ação de momentos fletores positivos nos quais a parte inferior da viga é submetida à tração Em contrapartida para momentos fletores negativos como os que se manifestam nos apoios de vigas contínuas a mesa da viga T se localiza na região tracionada Nesses casos a resistência à flexão é predominantemente provida pela nervura da viga e o comportamento da seção se assemelha ao de uma viga retangular com a largura da nervura Em situações de momentos negativos significativos pode ser necessária a adição de armadura de compressão na mesa da viga para aumentar a sua capacidade resistente O detalhamento da armadura longitudinal em vigas T deve seguir as prescrições normativas de forma rigorosa garantindo o comprimento de ancoragem adequado para o desenvolvimento da resistência das barras e a distribuição das mesmas de maneira a resistir eficientemente aos esforços de tração ao longo do vão da viga A correta aplicação dos 15 princípios de dimensionamento e o respeito às normas técnicas são essenciais para garantir a segurança e a funcionalidade das estruturas que incorporam vigas T simplesmente armadas 24 DIMENSIONAMENTO DE VIGAS AO CISALHAMENTO A garantia da segurança estrutural em vigas de concreto armado implica de maneira indelével a consideração e o dimensionamento adequado para resistir aos esforços de cisalhamento As forças cortantes resultantes da variação longitudinal do momento fletor ao longo do vão da viga tendem a induzir o escorregamento relativo entre planos adjacentes na seção transversal podendo culminar em rupturas repentinas e de natureza frágil caso não sejam devidamente combatidas por mecanismos de resistência adequados A magnitude das forças cortantes é geralmente mais acentuada nas regiões próximas aos apoios da viga A capacidade de uma viga de concreto armado em resistir aos esforços de cisalhamento é um fenômeno complexo que envolve a atuação conjunta de diversos mecanismos Inicialmente o próprio concreto contribui para essa resistência especialmente na região da seção transversal que ainda não foi fissurada pela tração diagonal induzida pelo cisalhamento Adicionalmente ocorre uma contribuição através do engrenamento dos agregados que compõem a matriz do concreto ao longo das fissuras que se formam O efeito de pino da armadura longitudinal ou seja a capacidade das barras longitudinais de resistir a uma parcela da força cortante também desempenha um papel embora geralmente de menor significância Contudo a parcela mais expressiva da resistência ao cisalhamento em vigas armadas é usualmente provida pela armadura transversal tipicamente constituída por estribos dispostos ao longo do comprimento da viga O processo de dimensionamento ao cisalhamento iniciase com a verificação da capacidade resistente à força cortante intrínseca ao próprio concreto As normas técnicas estabelecem modelos para estimar essa capacidade levando em consideração a resistência à compressão do concreto e em alguns casos a presença e a taxa de armadura longitudinal Se a força cortante solicitante resultante das cargas atuantes na viga for inferior a essa capacidade resistente do concreto teoricamente não haveria a necessidade de incorporar armadura transversal No entanto as prescrições normativas geralmente impõem a utilização de uma armadura transversal mínima mesmo nessa situação com o objetivo de garantir a ductilidade da viga controlar a propagação das fissuras inclinadas características da ruptura por cisalhamento e proporcionar uma reserva de resistência em caso de ocorrências inesperadas 16 Quando a força cortante solicitante excede a capacidade resistente do concreto torna se imprescindível o dimensionamento da armadura transversal usualmente na forma de estribos para resistir à parcela da força cortante que o concreto sozinho não consegue suportar O dimensionamento da armadura transversal envolve a determinação do espaçamento longitudinal necessário entre os estribos ao longo do vão da viga Esse espaçamento é função da magnitude da força cortante solicitante na seção considerada e da resistência à tração do aço utilizado na fabricação dos estribos A força cortante resistente proporcionada pela armadura transversal depende da área da seção transversal dos ramos dos estribos do espaçamento longitudinal entre eles e da inclinação das barras dos estribos em relação ao eixo longitudinal da viga que é predominantemente de 90 graus para estribos verticais As normas técnicas fornecem equações e por vezes diagramas auxiliares para facilitar o cálculo e o dimensionamento da armadura transversal levando em consideração a variação da força cortante ao longo do vão da viga que geralmente é maior nas proximidades dos apoios O espaçamento longitudinal entre os estribos está sujeito a limites máximos estabelecidos pelas normas técnicas Esses limites são frequentemente definidos em função da altura útil da viga e da intensidade da força cortante solicitante O objetivo desses limites é garantir um controle efetivo da fissuração inclinada que se desenvolve sob a ação do cisalhamento e assegurar a eficiência da armadura transversal em interceptar essas fissuras impedindo a sua propagação descontrolada e a consequente ruptura da viga Em regiões do vão da viga onde a força cortante é mais elevada como nas vizinhanças dos apoios o espaçamento entre os estribos deve ser menor concentrando uma maior quantidade de armadura transversal para resistir às maiores solicitações À medida que a força cortante diminui ao longo do vão o espaçamento entre os estribos pode ser gradualmente aumentado otimizando o uso do material Em vigas submetidas a forças cortantes de magnitude particularmente elevada pode ser necessário complementar a armadura transversal constituída por estribos com outros tipos de armadura como barras dobradas da armadura longitudinal ou barras inclinadas especificamente projetadas para resistir ao cisalhamento Essas armaduras adicionais podem contribuir significativamente para o aumento da capacidade resistente ao cisalhamento da viga O detalhamento da armadura transversal que inclui a especificação do diâmetro das barras dos estribos o número de ramos por estribo e o espaçamento longitudinal entre eles deve seguir rigorosamente as prescrições normativas Esse detalhamento é crucial para garantir a ancoragem adequada da armadura transversal no interior do núcleo de concreto e o 17 desenvolvimento pleno da sua resistência A correta disposição da armadura transversal ao longo do vão da viga é um fator determinante para evitar a ocorrência de uma ruptura frágil por cisalhamento e para assegurar um comportamento estrutural seguro e dúctil do elemento sob as condições de carregamento de projeto 25 DISPOSIÇÃO DA ARMADURA PARA VENCER OS ESFORÇOS DO MOMENTO FLETOR A eficácia de uma viga de concreto armado em resistir aos esforços de flexão não se limita apenas à determinação da área de aço longitudinal necessária a maneira como essa armadura é disposta ao longo do vão da viga desempenha um papel igualmente crucial O diagrama de momento fletor que representa a variação da intensidade do momento ao longo do comprimento da viga serve como um guia fundamental para a distribuição otimizada da armadura longitudinal de tração As regiões onde os momentos fletores atingem seus valores máximos demandam uma maior concentração de área de aço para garantir a capacidade resistente adequada Em vigas simplesmente apoiadas que estão submetidas a um carregamento distribuído de forma uniforme por exemplo o momento fletor máximo ocorre tipicamente na seção central do vão Consequentemente a maior parte da armadura longitudinal de tração deve ser concentrada nessa região para resistir a essa solicitação máxima À medida que nos aproximamos dos apoios da viga onde os momentos fletores tendem a se aproximar de zero tornase teoricamente possível reduzir a área de aço longitudinal interrompendo ou dobrando parte das barras No entanto essa interrupção ou dobra deve ser cuidadosamente planejada e executada garantindo que as barras que permanecem na seção possuam um comprimento de ancoragem suficiente para desenvolver a sua resistência e resistir aos esforços residuais e a eventuais redistribuições de momento que possam ocorrer O conceito de diagrama de capacidade resistente à flexão é uma ferramenta essencial para a determinação dos pontos teóricos onde as barras da armadura longitudinal podem ser cortadas ou dobradas de forma segura Esse diagrama ilustra a variação da capacidade resistente à flexão da seção armada ao longo do vão da viga em função do número e da bitola das barras de aço presentes em cada seção transversal O corte ou a dobra das barras deve ser realizado de tal maneira que a capacidade resistente da seção seja sempre igual ou superior ao momento fletor solicitante naquele ponto considerando uma margem de segurança adequada 18 e os comprimentos de ancoragem mínimos necessários para o desenvolvimento da resistência das barras no concreto adjacente As normas técnicas que regem o projeto de estruturas de concreto armado estabelecem regras detalhadas e específicas para o corte e a dobra das barras da armadura longitudinal Essas regras incluem a definição dos comprimentos mínimos de prolongamento das barras além do ponto teórico de corte ou dobra garantindo que a barra continue contribuindo para a resistência da viga em regiões de momento fletor significativo Além disso as normas especificam os raios mínimos de dobramento das barras visando evitar danos ao aço e garantir uma ancoragem eficiente A ancoragem da armadura longitudinal nos apoios da viga é um aspecto de suma importância para garantir a estabilidade e a integridade da estrutura As barras de tração devem se estender além da face do apoio por um comprimento suficiente para desenvolver a sua resistência máxima transferindo as forças de tração para o concreto do apoio O tipo de apoio simplesmente apoiado ou engastado influencia o comprimento de ancoragem necessário Em apoios engastados onde ocorrem momentos negativos significativos a armadura superior também deve ser adequadamente ancorada para resistir a esses esforços A emenda das barras da armadura longitudinal que se torna necessária quando o comprimento das barras disponíveis comercialmente é inferior ao comprimento total exigido na viga deve ser realizada em regiões de menor solicitação de momento fletor e de forma a garantir a continuidade da armadura As normas técnicas especificam os comprimentos mínimos de transpasse para as emendas que dependem do diâmetro das barras da classe do aço e das condições de aderência com o concreto A localização das emendas de barras adjacentes deve ser preferencialmente desencontrada para evitar uma concentração excessiva de emendas na mesma seção transversal o que poderia comprometer a resistência da viga Em vigas contínuas onde o momento fletor varia de positivo nos vãos para negativo nos apoios intermediários a disposição da armadura longitudinal tornase ainda mais complexa A armadura inferior principal responsável por resistir aos momentos positivos nos vãos geralmente é prolongada até os apoios onde contribui para resistir aos momentos negativos Adicionalmente armadura superior é colocada sobre os apoios para resistir aos momentos negativos máximos nessas regiões O detalhamento da armadura em vigas contínuas exige uma compreensão clara da distribuição dos momentos fletores e das envoltórias de momento garantindo que a capacidade resistente da seção seja sempre adequada à solicitação em cada ponto do vão 19 A correta disposição da armadura longitudinal portanto é um processo que demanda um conhecimento aprofundado dos princípios da mecânica estrutural das normas técnicas e do comportamento do concreto armado sob flexão Um detalhamento cuidadoso que considere a variação dos esforços ao longo do vão os comprimentos de ancoragem e de emenda adequados e as regras para corte e dobra das barras é fundamental para garantir que a viga desenvolva a sua capacidade resistente de forma plena e contribua para a segurança e a durabilidade da estrutura como um todo 3 SÍNTESE DA AULA 19 A efetividade e a segurança das estruturas de concreto armado não se restringem apenas ao dimensionamento adequado dos elementos estruturais para resistir às diversas solicitações a que são submetidos Um aspecto de igual importância reside na garantia de que as armaduras tanto longitudinais quanto transversais desenvolvam plenamente a sua capacidade resistente através de uma ancoragem adequada no interior da massa de concreto A transferência eficiente das tensões entre o aço e o concreto possibilitada por uma ancoragem correta é um prérequisito fundamental para o comportamento estrutural esperado e para a integridade da edificação como um todo A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 de Botelho e Marchetti dedica se a explorar em profundidade os princípios e as metodologias para a ancoragem das armaduras bem como os detalhes construtivos essenciais em vigas com ênfase nas particularidades das vigas contínuas e nos engastamentos parciais A ancoragem que consiste no desenvolvimento de uma aderência eficaz entre o aço da armadura e o concreto circundante ao longo de um determinado comprimento assegura que as forças de tração e compressão atuantes nas barras sejam transferidas de maneira segura para o elemento de concreto evitando escorregamentos prematuros e falhas estruturais O comprimento de ancoragem um parâmetro crucial no projeto de estruturas de concreto armado representa a extensão mínima da barra de armadura que deve estar embebida no concreto para que a sua resistência máxima possa ser plenamente desenvolvida através da aderência Esse comprimento é influenciado por diversos fatores incluindo o diâmetro da barra a resistência à compressão do concreto a classe do aço da armadura a presença de cobrimento adequado e a utilização de dispositivos especiais de ancoragem como ganchos ou chapas O cálculo preciso do comprimento de ancoragem é portanto uma etapa indispensável no detalhamento das armaduras 20 A ancoragem das barras nos apoios das vigas assume uma relevância particular uma vez que é nessas regiões onde as forças de reação e frequentemente os momentos fletores atingem seus valores máximos A garantia de que a armadura longitudinal de tração e em alguns casos a armadura superior nos apoios de vigas contínuas estejam adequadamente ancoradas nos apoios é essencial para a estabilidade da viga e para a sua capacidade de transferir as cargas para os elementos de apoio como pilares ou paredes A Aula 19 também aborda casos especiais de ancoragem que demandam atenção específica no projeto e na execução Esses casos podem incluir a ancoragem de barras em elementos de dimensões limitadas a ancoragem de barras submetidas a elevadas tensões ou a ancoragem de barras em regiões com geometria complexa Nesses cenários a aplicação das regras gerais de ancoragem pode necessitar de adaptações ou da utilização de soluções construtivas diferenciadas para garantir a eficiência da transferência de esforços A ancoragem de barras comprimidas embora regida por princípios semelhantes aos da ancoragem de barras tracionadas apresenta algumas particularidades devido ao mecanismo de transferência de esforços que envolve principalmente o contato direto entre o aço e o concreto O comprimento de ancoragem para barras comprimidas geralmente é menor do que para barras tracionadas mas a garantia de um cobrimento adequado e de um travamento eficaz da armadura é igualmente importante para evitar a flambagem das barras sob compressão A transição para os detalhes construtivos em vigas com ênfase nos engastamentos parciais e nas vigas contínuas representa outra vertente fundamental da Aula 19 Os engastamentos parciais que ocorrem em ligações vigapilar ou vigaviga onde a transferência de momento não é total exigem um detalhamento específico da armadura para garantir a transmissão adequada dos esforços de flexão e cisalhamento na interface da ligação A armadura deve ser disposta de forma a resistir aos momentos transferidos e a garantir a continuidade estrutural entre os elementos As vigas contínuas que se estendem sobre múltiplos apoios apresentam um comportamento estrutural mais complexo do que as vigas simplesmente apoiadas com a ocorrência de momentos fletores positivos nos vãos e momentos fletores negativos sobre os apoios intermediários O detalhamento da armadura longitudinal em vigas contínuas deve levar em consideração essa inversão de momentos com a utilização de armadura inferior para resistir aos momentos positivos e armadura superior para resistir aos momentos negativos A continuidade da armadura sobre os apoios e a ancoragem adequada das barras nas 21 extremidades da viga são aspectos cruciais para garantir a integridade e a capacidade resistente da estrutura O cálculo e o dimensionamento das vigas de um projeto estrutural específico como as vigas V1 e V3 mencionadas na Aula 19 ilustram a aplicação prática dos conceitos de ancoragem e detalhamento construtivo Através do exemplo concreto os estudantes e profissionais podem visualizar como os princípios teóricos se traduzem em especificações de armadura e em desenhos de detalhamento que orientam a execução da obra A análise das solicitações atuantes nessas vigas a determinação das áreas de aço necessárias e o detalhamento da sua ancoragem nos apoios e nas regiões de momento máximo demonstram a importância da integração entre o dimensionamento e o detalhamento construtivo A correta aplicação dos princípios de ancoragem das armaduras e a observância dos detalhes construtivos em vigas especialmente em elementos como engastamentos parciais e vigas contínuas são portanto aspectos indissociáveis de um projeto de concreto armado seguro e eficiente A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 oferece um guia valioso para a compreensão e a aplicação desses conceitos contribuindo para a formação de profissionais capacitados a projetar e construir estruturas de concreto armado com confiabilidade e durabilidade A atenção meticulosa aos detalhes de ancoragem e construtivos garante que a intenção do projeto seja plenamente materializada na execução da obra assegurando o desempenho estrutural esperado ao longo da vida útil da edificação 31 ROTEIRO DE CÁLCULO DO COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DAS BARRAS TRACIONADAS O cálculo preciso do comprimento de ancoragem para barras de aço tracionadas em estruturas de concreto armado é uma etapa fundamental no processo de detalhamento das armaduras visando garantir a transferência eficaz das forças de tração do aço para o concreto adjacente A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 apresenta um roteiro sistemático que engloba os principais fatores que influenciam esse cálculo permitindo ao projetista determinar o comprimento mínimo necessário para o desenvolvimento da resistência da barra O primeiro passo nesse roteiro envolve a identificação das propriedades dos materiais empregados na estrutura É imprescindível conhecer a resistência característica à compressão do concreto fck que influencia diretamente a aderência entre o aço e o concreto Concretos com maior resistência geralmente proporcionam uma melhor aderência e consequentemente 22 podem resultar em comprimentos de ancoragem menores Da mesma forma a classe e o tipo do aço da armadura fyk são informações essenciais pois a tensão de escoamento do aço é um dos parâmetros utilizados nas equações de cálculo do comprimento de ancoragem Em seguida o roteiro orienta a considerar as características geométricas da barra de aço principalmente o seu diâmetro Φ O diâmetro da barra tem uma relação direta com a área de superfície de contato entre o aço e o concreto por unidade de comprimento Barras com maiores diâmetros geralmente requerem comprimentos de ancoragem maiores para desenvolver a mesma força de tração A influência das condições de cobrimento da armadura também é abordada no roteiro O cobrimento que é a espessura da camada de concreto entre a superfície da barra e a face externa do elemento estrutural afeta a aderência e a proteção da armadura contra a corrosão Um cobrimento inadequado pode reduzir a aderência e aumentar o risco de fissuração do concreto ao redor da barra exigindo comprimentos de ancoragem maiores A presença e o espaçamento da armadura transversal como estribos ou grampos ao longo do comprimento de ancoragem também são considerados no roteiro A armadura transversal confina o concreto ao redor da barra longitudinal melhorando a aderência e em alguns casos permitindo a redução do comprimento de ancoragem necessário O espaçamento e o diâmetro dos estribos influenciam a eficácia desse confinamento O roteiro de cálculo geralmente envolve a utilização de fórmulas estabelecidas pelas normas técnicas vigentes Essas fórmulas incorporam os fatores mencionados anteriormente através de coeficientes e termos específicos A norma brasileira ABNT NBR 61182014 por exemplo apresenta equações detalhadas para o cálculo do comprimento de ancoragem considerando diferentes situações e tipos de armadura A Aula 19 provavelmente detalha as etapas específicas dessas fórmulas explicando o significado de cada termo e orientando sobre a correta aplicação dos coeficientes em função das características do projeto É crucial entender a base teórica por trás dessas equações para garantir um dimensionamento adequado e seguro da ancoragem O roteiro também deve abordar as diferentes condições de aderência que podem ocorrer como boa aderência ou má aderência influenciadas pela posição da barra durante a concretagem barras localizadas na parte superior de elementos altos tendem a apresentar menor aderência devido ao efeito de segregação e acúmulo de água sob a barra As normas geralmente preveem coeficientes de modificação do comprimento de ancoragem em função dessas condições 23 Além das fórmulas o roteiro pode apresentar tabelas e diagramas auxiliares que simplificam o processo de cálculo para situações comuns No entanto é fundamental entender os princípios subjacentes para aplicar corretamente essas ferramentas e para lidar com situações que não se enquadram diretamente nas tabelas ou diagramas Em suma o roteiro de cálculo do comprimento de ancoragem das barras tracionadas conforme apresentado na Aula 19 é um guia essencial que integra as propriedades dos materiais as características geométricas da armadura e as condições de cobrimento e confinamento culminando na determinação de um comprimento mínimo que garante a segurança e a durabilidade da estrutura de concreto armado através da transferência eficaz das forças de tração entre o aço e o concreto A aplicação rigorosa desse roteiro em consonância com as normas técnicas é uma responsabilidade primordial do engenheiro estrutural 32 ANCORAGEM DAS BARRAS NOS APOIOS A ancoragem das barras de armadura nos apoios das vigas constitui um detalhe construtivo de importância crítica para a estabilidade e a capacidade de carga das estruturas de concreto armado Os apoios sejam eles simples ou engastados representam as regiões onde as vigas transferem as cargas para outros elementos estruturais como pilares ou paredes Nessas interfaces as barras de armadura longitudinal responsáveis por resistir aos esforços de flexão e em alguns casos a armadura transversal devem estar adequadamente ancoradas para garantir a continuidade estrutural e a transmissão eficiente das forças Nos apoios simplesmente apoiados onde a viga tem liberdade de rotação e não há transferência de momento fletor significativo para o apoio a ancoragem da armadura longitudinal de tração deve ser suficiente para resistir à reação de apoio e a quaisquer momentos residuais que possam ocorrer próximo à extremidade da viga Tipicamente as barras de tração são prolongadas além da face do apoio por um comprimento mínimo especificado pelas normas técnicas o qual deve ser igual ou superior ao comprimento de ancoragem calculado para a tensão de trabalho da armadura nessa região Em alguns casos pode ser necessário utilizar ganchos nas extremidades das barras para reduzir o comprimento de ancoragem requerido especialmente quando o espaço disponível para ancoragem é limitado Em contrapartida nos apoios engastados onde a viga é rigidamente conectada ao elemento de apoio e há transferência de momento fletor significativo a ancoragem da armadura tornase ainda mais complexa Nas regiões de engaste tanto a armadura inferior 24 responsável por resistir aos momentos positivos no vão adjacente quanto a armadura superior necessária para resistir aos momentos negativos que surgem sobre o apoio devem ser adequadamente ancoradas dentro do elemento de apoio geralmente um pilar ou outra viga O comprimento de ancoragem deve ser suficiente para desenvolver a resistência total da armadura sob a ação das tensões correspondentes aos momentos fletores negativos As normas técnicas fornecem diretrizes detalhadas para a ancoragem das barras nos apoios considerando o tipo de apoio a magnitude das reações e dos momentos o diâmetro das barras e as propriedades do concreto É fundamental que o projetista especifique claramente nos desenhos de detalhamento os comprimentos de ancoragem necessários e a forma como as barras devem ser dobradas ou prolongadas para garantir a sua eficácia A execução da ancoragem em obra deve seguir rigorosamente as especificações do projeto com a garantia do cobrimento adequado e do posicionamento correto das barras A ancoragem inadequada das barras nos apoios pode levar a problemas estruturais sérios como o surgimento de fissuras excessivas a perda de capacidade de carga da viga e em casos extremos até mesmo o colapso da estrutura Portanto a atenção aos detalhes de ancoragem nos apoios é uma responsabilidade primordial do engenheiro estrutural e do executor da obra A verificação da conformidade da ancoragem com as especificações do projeto durante a execução da armação é uma etapa essencial do controle de qualidade Em vigas contínuas a ancoragem da armadura sobre os apoios intermediários também merece atenção especial A armadura superior que resiste aos momentos negativos nesses apoios deve ser prolongada adequadamente para dentro dos vãos adjacentes por comprimentos definidos pelas normas em função da magnitude do momento negativo e do diâmetro das barras Essa continuidade da armadura garante a redistribuição de esforços e o comportamento monolítico da viga contínua Em suma a ancoragem das barras nos apoios das vigas é um detalhe construtivo fundamental que assegura a ligação eficaz entre a viga e seus elementos de apoio permitindo a transferência segura das cargas e garantindo a estabilidade da estrutura A correta especificação dos comprimentos de ancoragem e a sua execução rigorosa em obra são imprescindíveis para o desempenho estrutural esperado e para a segurança da edificação 33 CASOS ESPECIAIS DE ANCORAGEM Em projetos de estruturas de concreto armado frequentemente nos deparamos com situações geométricas ou de carregamento que exigem considerações especiais no que 25 concerne à ancoragem das armaduras A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 certamente aborda alguns desses casos particulares oferecendo diretrizes para garantir uma ancoragem eficaz mesmo em condições atípicas Um dos casos especiais comuns ocorre quando as barras de armadura precisam ser ancoradas em elementos estruturais com dimensões limitadas como lajes de pequena espessura консоли balanços curtos ou vigas com seções transversais reduzidas Nessas situações o comprimento reto disponível para ancoragem pode ser insuficiente para desenvolver a resistência total da barra conforme calculado pelas fórmulas padrão Uma solução frequentemente adotada nesses casos é a utilização de ganchos nas extremidades das barras Os ganchos que consistem em dobras padronizadas com um raio e um prolongamento especificados pelas normas técnicas proporcionam uma ancoragem mecânica adicional permitindo reduzir o comprimento reto de ancoragem necessário As normas detalham os tipos de ganchos permitidos e as dimensões mínimas para garantir a sua eficácia Outro caso especial de ancoragem surge quando as barras de armadura estão submetidas a elevadas tensões seja devido a carregamentos excepcionais ou em elementos estruturais de grande porte Nesses cenários a aderência entre o aço e o concreto ao longo de um comprimento reto padrão pode não ser suficiente para transferir as forças de maneira segura Uma abordagem para lidar com essa situação pode envolver o aumento do comprimento de ancoragem a utilização de barras com maior diâmetro o que aumenta a área de contato ou a adoção de dispositivos mecânicos de ancoragem Esses dispositivos como placas de ancoragem ou luvas rosqueadas proporcionam uma ancoragem positiva e confiável independentemente das condições de aderência ao longo do comprimento da barra A ancoragem de barras em regiões com geometria complexa também pode apresentar desafios Por exemplo em nós de ligação com múltiplos elementos convergentes ou em regiões curvas de estruturas como arcos ou cascas o espaço disponível para ancoragem reta pode ser limitado e a direção das forças pode variar Nesses casos o projeto da ancoragem deve ser cuidadosamente detalhado considerando a geometria específica da região e a direção das tensões Pode ser necessário utilizar combinações de ancoragem reta e ganchos ou adotar soluções construtivas que garantam a continuidade da armadura e a transferência eficiente dos esforços entre os elementos A ancoragem de armadura em elementos prémoldados também pode ser considerada um caso especial Nesses elementos a ancoragem das barras que se conectam a outros elementos da estrutura como pilares ou outras vigas deve ser planejada desde a fase de projeto da peça prémoldada muitas vezes utilizando dispositivos de ancoragem embutidos 26 no concreto que permitem a conexão posterior através de solda aparafusamento ou outros meios Além disso a ancoragem de armaduras em situações de reparo ou reforço estrutural pode apresentar particularidades Nesses casos pode ser necessário ancorar novas barras em concreto já existente o que geralmente exige técnicas especiais como a utilização de resinas epóxi ou a execução de furos para a inserção das barras e posterior grauteamento A garantia de uma boa aderência entre a nova barra e o concreto existente é crucial para o sucesso do reforço Em suma os casos especiais de ancoragem demandam do engenheiro estrutural um conhecimento aprofundado das normas técnicas e dos princípios de aderência entre o aço e o concreto bem como a capacidade de analisar criticamente as condições específicas de cada projeto e de adotar soluções construtivas adequadas para garantir a segurança e a durabilidade da estrutura A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 provavelmente oferece insights valiosos e exemplos práticos para lidar com essas situações desafiadoras 34 ANCORAGEM DE BARRAS COMPRIMIDAS A ancoragem de barras de armadura submetidas à compressão embora compartilhe alguns princípios fundamentais com a ancoragem de barras tracionadas apresenta características e considerações específicas que são importantes de serem compreendidas no projeto de estruturas de concreto armado A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 certamente aborda essas particularidades diferenciando o comportamento e os requisitos de ancoragem para barras comprimidas A principal distinção na ancoragem de barras comprimidas reside no mecanismo predominante de transferência de esforços para o concreto circundante Enquanto na ancoragem de barras tracionadas a aderência ao longo do comprimento da barra desempenha o papel principal na ancoragem de barras comprimidas além da aderência ocorre também uma significativa contribuição da resistência ao contato direto entre as extremidades da barra e o concreto especialmente se a compressão for transmitida por apoio direto O comprimento de ancoragem para barras comprimidas lbc geralmente é menor do que o comprimento de ancoragem para barras tracionadas de mesmo diâmetro e classe de aço quando submetidas às mesmas condições de concreto Isso se deve em parte à ausência da fissuração por tração ao longo da barra comprimida que pode reduzir a eficácia da aderência em barras tracionadas As normas técnicas fornecem fórmulas específicas para o cálculo do 27 comprimento de ancoragem de barras comprimidas que levam em consideração a resistência à compressão do concreto e o diâmetro da barra geralmente com coeficientes de redução em relação ao comprimento de ancoragem para tração No entanto a garantia de um cobrimento adequado da armadura comprimida é igualmente crucial O cobrimento mínimo especificado pelas normas visa proteger a barra contra a corrosão e também evitar o lascamento do concreto sob a ação das forças de compressão o que poderia comprometer a ancoragem Além disso o travamento da armadura comprimida através de estribos ou grampos ao longo do comprimento de ancoragem é fundamental para prevenir a flambagem da barra sob a ação das cargas de compressão especialmente em barras com maior esbeltez Em elementos como pilares onde as barras longitudinais são predominantemente comprimidas a ancoragem dessas barras nas fundações ou em outros elementos de apoio deve ser cuidadosamente detalhada O comprimento de ancoragem deve ser suficiente para transferir a totalidade da força de compressão da barra para o elemento de apoio garantindo a continuidade da capacidade resistente da estrutura Em alguns casos podem ser utilizados dispositivos especiais de ancoragem nas extremidades das barras comprimidas para facilitar a transferência de carga como placas de apoio ou conectores mecânicos A ancoragem de barras comprimidas em nós de ligação como nas junções vigapilar também requer atenção específica As barras comprimidas dos pilares devem ser adequadamente ancoradas nas vigas e viceversa para garantir a integridade do nó e a transmissão eficiente das forças entre os elementos O detalhamento da armadura nessa região deve considerar a direção das forças e o espaço disponível para a ancoragem Em elementos prémoldados a ancoragem das barras comprimidas que se conectam a outros elementos da estrutura deve ser planejada com antecedência utilizando por vezes insertos metálicos ou outros dispositivos que permitam a ligação segura e eficiente A precisão na execução da ancoragem em elementos prémoldados é fundamental para garantir o comportamento estrutural esperado após a montagem Em suma a ancoragem de barras comprimidas embora se beneficie da resistência ao contato direto e em geral requeira comprimentos menores do que para barras tracionadas demanda uma consideração cuidadosa do cobrimento e do travamento da armadura para evitar a flambagem e garantir a transferência eficaz das forças de compressão para o concreto A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 provavelmente detalha as fórmulas e as recomendações normativas para a ancoragem de barras comprimidas fornecendo um guia essencial para o projeto seguro e eficiente de estruturas de concreto armado 28 35 DETALHES DE VIGAS ENGASTAMENTOS PARCIAIS VIGAS CONTÍNUAS A transição da análise da ancoragem das armaduras para os detalhes construtivos em vigas com foco nos engastamentos parciais e nas vigas contínuas representa um avanço na compreensão do comportamento estrutural e das exigências de projeto em concreto armado A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 certamente dedica uma atenção especial a esses aspectos que são cruciais para garantir a estabilidade a durabilidade e o desempenho adequado das estruturas Os engastamentos parciais ocorrem em ligações entre vigas e pilares ou entre vigas onde a transferência de momento fletor não é completa situandose entre uma articulação transferência de força cortante apenas e um engastamento perfeito transferência total de momento e força cortante Essas ligações são comuns em diversas configurações estruturais e exigem um detalhamento específico da armadura para garantir a transmissão adequada dos esforços na interface A quantidade e a disposição da armadura longitudinal e transversal na região da ligação são fundamentais para resistir aos momentos transferidos e para garantir a continuidade estrutural entre os elementos conectados As normas técnicas fornecem diretrizes sobre como calcular a armadura necessária para resistir aos momentos de engastamento parcial e como detalhála para garantir uma ancoragem eficaz em ambos os elementos conectados As vigas contínuas que se estendem sobre mais de dois apoios apresentam um comportamento estrutural distinto das vigas simplesmente apoiadas com a ocorrência de momentos fletores positivos nos vãos e momentos fletores negativos sobre os apoios intermediários Esse comportamento exige um detalhamento da armadura longitudinal que leve em consideração a inversão dos esforços de tração e compressão ao longo da viga A armadura inferior principal responsável por resistir aos momentos positivos nos vãos deve ser adequadamente prolongada até os apoios onde pode contribuir para resistir aos momentos negativos Adicionalmente armadura superior é indispensável sobre os apoios intermediários para resistir aos momentos negativos máximos nessas regiões devendo ser prolongada para dentro dos vãos adjacentes por comprimentos especificados pelas normas O detalhamento da armadura em vigas contínuas também envolve a consideração dos pontos de inflexão onde o momento fletor se anula e ocorre a inversão da curvatura da viga As barras longitudinais devem ser prolongadas além desses pontos por comprimentos 29 mínimos definidos pelas normas para garantir a segurança estrutural O corte ou a dobra das barras longitudinais ao longo do vão de uma viga contínua deve ser cuidadosamente planejado levando em conta os diagramas de momento fletor e a necessidade de manter uma capacidade resistente à flexão sempre superior à solicitação considerando os comprimentos de ancoragem necessários A armadura transversal estribos em vigas contínuas também requer um detalhamento específico especialmente nas regiões próximas aos apoios onde as forças cortantes são geralmente maiores O espaçamento dos estribos pode variar ao longo do vão sendo menor nas regiões de maior força cortante e podendo ser aumentado nas regiões de menor solicitação A ancoragem dos estribos geralmente realizada através de dobras nas extremidades deve ser garantida para que eles possam desenvolver a sua capacidade de resistir ao cisalhamento Além da armadura principal outros detalhes construtivos são importantes em vigas como o cobrimento mínimo da armadura para proteção contra a corrosão e para garantir a aderência com o concreto o espaçamento máximo entre as barras para evitar a fissuração excessiva e a utilização de espaçadores para garantir o posicionamento correto da armadura durante a concretagem As normas técnicas fornecem especificações detalhadas para esses aspectos que devem ser rigorosamente observados no projeto e na execução Em suma o detalhamento de vigas com ênfase nos engastamentos parciais e nas vigas contínuas é uma etapa crucial do projeto estrutural em concreto armado que complementa o dimensionamento das seções e da armadura A correta especificação da disposição do comprimento e da ancoragem da armadura aliada à observância dos demais detalhes construtivos garante o comportamento estrutural esperado a durabilidade da estrutura e a segurança dos usuários A Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 provavelmente oferece um guia valioso para a compreensão e a aplicação desses importantes aspectos do projeto de vigas 36 CÁLCULO E DIMENSIONAMENTO DAS VIGAS DO NOSSO PRÉDIO V 1 E V3 A seção final da Aula 19 do livro Concreto armado eu te amo v1 direciona o aprendizado para a aplicação prática dos conceitos teóricos através do cálculo e dimensionamento de vigas específicas de um projeto de edificação nomeadamente as vigas V1 e V3 Este exercício de projeto representa a culminância dos temas abordados nas aulas 30 anteriores integrando o dimensionamento à flexão e ao cisalhamento com as exigências de ancoragem e os detalhes construtivos pertinentes A análise dessas vigas específicas permite visualizar como os princípios gerais se materializam em soluções concretas para elementos estruturais reais O processo de cálculo e dimensionamento das vigas V1 e V3 provavelmente se inicia com a identificação das cargas atuantes sobre esses elementos Isso envolve a consideração do peso próprio das vigas das cargas permanentes provenientes dos elementos construtivos que elas suportam como lajes paredes e revestimentos e das cargas variáveis de utilização como pessoas móveis e equipamentos A correta determinação dessas cargas e suas combinações conforme as prescrições normativas é fundamental para a obtenção dos esforços solicitantes momentos fletores e forças cortantes ao longo do vão das vigas Com os carregamentos definidos a etapa seguinte consiste na análise estrutural das vigas Para vigas simplesmente apoiadas essa análise é relativamente direta resultando em diagramas de momento fletor e força cortante com distribuições bem definidas Para vigas contínuas como provavelmente são V1 e V3 em um contexto de prédio a análise pode envolver métodos como o dos três momentos ou softwares de análise estrutural para determinar a distribuição dos momentos e das forças cortantes ao longo dos múltiplos vãos e sobre os apoios A identificação dos momentos fletores máximos positivos e negativos e das forças cortantes máximas é crucial para o dimensionamento da armadura O dimensionamento à flexão das vigas V1 e V3 envolverá a determinação da área de aço longitudinal necessária para resistir aos momentos fletores solicitantes em cada seção crítica Isso exigirá a aplicação dos princípios de dimensionamento de vigas simplesmente armadas ou duplamente armadas dependendo da magnitude dos momentos e das dimensões da seção transversal das vigas A escolha da taxa de armadura a verificação dos limites normativos e a consideração dos estados limites de serviço fissuração e deformação farão parte desse processo O dimensionamento ao cisalhamento das vigas V1 e V3 demandará a verificação da capacidade resistente do concreto à força cortante e caso essa capacidade seja excedida o cálculo da armadura transversal estribos necessária para resistir à parcela da força cortante que o concreto não suporta O espaçamento dos estribos ao longo do vão das vigas será determinado em função da variação da força cortante sendo geralmente menor nas regiões próximas aos apoios A ancoragem da armadura longitudinal nos apoios das vigas V1 e V3 será um aspecto fundamental do detalhamento O projeto deverá especificar os comprimentos de 31 ancoragem necessários para as barras de tração e nos apoios de continuidade em vigas contínuas para a armadura superior que resiste aos momentos negativos A utilização de ganchos ou outros dispositivos de ancoragem poderá ser considerada em função das dimensões dos apoios e das tensões nas barras O detalhamento construtivo das vigas V1 e V3 abrangerá a representação gráfica da disposição de todas as barras de armadura longitudinais e transversais com a indicação de seus diâmetros comprimentos espaçamentos dobramentos e ancoragens Serão especificados o cobrimento da armadura os comprimentos de emenda se necessários e outros detalhes que garantam a correta execução da armação em obra Para vigas contínuas o detalhamento deverá evidenciar a continuidade da armadura sobre os apoios e o prolongamento das barras nos vãos adjacentes Ao analisar o cálculo e o dimensionamento das vigas V1 e V3 é provável que a Aula 19 apresente exemplos numéricos e diagramas de detalhamento ilustrando como os conceitos teóricos são aplicados em um caso prático A compreensão desses exemplos é essencial para que os estudantes e profissionais possam desenvolver a capacidade de projetar e detalhar vigas de concreto armado de forma segura e eficiente A análise de casos reais como V1 e V 3 permite consolidar o conhecimento adquirido e desenvolver o raciocínio crítico necessário para enfrentar os desafios do projeto estrutural FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE CONSELHEIRO LAFAIETE CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL GILBERTO GOMES CONSIDEREÇÕES INICIAIS CONCRETO CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 2 GILBERTO GOMES CONSIDEREÇÕES INICIAIS CONCRETO Trabalho sobre Concreto apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Orientador Prof Tatiana Aparecida Rodrigues CONSELHEIRO LAFAIETE 2025 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO5 2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO CONCRETO5 21 DEFINIÇÃO E UTILIZAÇÃO5 22 EVOLUÇÃO HISTÓRICA6 23 VANTAGENS E DESVANTAGENS7 24 PROPRIEDADES FÍSICAS8 25 PROPRIEDADES MECÂNICAS8 3 TIPOS DE CONCRETO9 31 CONCRETO CICLÓPICO9 32 CONCRETO LEVE10 33 CONCRETO PESADO10 34 CONCRETO PROJETADO VIA SECA E ÚMIDA10 35 CONCRETO BOMBEÁVEL11 36 CONCRETO MAGRO11 37 CONCRETO PERMEÁVEL12 38 CONCRETO AUTOADENSÁVEL CAA12 39 CONCRETO APARENTE12 310 CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS13 311 CONCRETO PRÉMOLDADO13 312 CONCRETO PARA PAVIMENTOS14 313 CONCRETO EXTRUSADO14 314 CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO CAD14 315 CONCRETO RESFRIADO15 316 CONCRETO CELULAR15 317 CONCRETO REFRATÁRIO15 4 318 CONCRETO PROTENDIDO16 4 CONCLUSÃO17 5 REFERÊNCIAS17 5 1 INTRODUÇÃO O concreto material construtivo de expressiva versatilidade e de abrangente aplicação no âmbito da engenharia civil em escala global estabelecese como um componente primordial na edificação de infraestruturas e construções que definem o ambiente edificado Sua notável adaptabilidade a uma vasta gama de utilizações conjuntamente com a relativa disponibilidade de seus elementos constituintes e sua durabilidade intrínseca o consagram como um pilar essencial para o progresso da engenharia Mehta Monteiro 2014 O presente relatório tem como objetivo central a investigação aprofundada dos conceitos fundamentais que subjazem ao concreto desde a sua conceituação essencial e a sua progressão histórica ao longo do tempo até a análise detalhada de suas propriedades físicas e mecânicas Adicionalmente este estudo se dedicará a explorar a diversidade dos tipos de concreto existentes examinando suas aplicações específicas em distintos contextos da construção bem como as vantagens e desvantagens inerentes à sua empregabilidade em cada situação particular A pesquisa que fundamenta este trabalho se apoia em uma seleção criteriosa de obras de referência no campo da ciência e tecnologia de materiais de construção e do concreto com o intuito de traçar um panorama exaustivo e atualizado do tema em análise Ao longo das seções que se seguem os autores consultados serão devidamente mencionados para conferir robustez e rigor acadêmico aos conceitos e definições apresentados culminando na apresentação completa da bibliografia utilizada ao término deste documento Em pontos estratégicos do texto serão sugeridas inserções de ilustrações visando aprimorar a compreensão visual dos assuntos em discussão 2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO CONCRETO O entendimento aprofundado do concreto requer a análise de seus conceitos fundamentais que englobam sua definição e as diversas maneiras pelas quais é utilizado a trajetória de sua evolução histórica as vantagens e desvantagens inerentes ao seu emprego bem como as propriedades físicas e mecânicas que o caracterizam como um material de construção singular 21 DEFINIÇÃO E UTILIZAÇÃO 6 Em sua essência o concreto é definido como um material compósito artificialmente produzido resultante da mistura controlada de um aglomerante que na grande maioria das aplicações é o cimento Portland de agregados inertes classificados como miúdos areia e graúdos britas de água que desencadeia as reações químicas de hidratação do cimento e frequentemente de aditivos químicos eou adições cimentícias que modificam suas propriedades no estado fresco e endurecido Neville 2016 A característica primordial dessa mistura inicial é a sua plasticidade que permite que seja moldada em uma vasta gama de formas e dimensões Com o decorrer do tempo através das reações químicas de hidratação do cimento essa mistura sofre um processo de endurecimento progressivo adquirindo elevada resistência mecânica e durabilidade qualidades que o tornam indispensável em inúmeras aplicações na construção civil Taylor 1997 A versatilidade do concreto se manifesta em sua capacidade de ser empregado na construção de elementos estruturais de edificações como fundações que transferem as cargas para o solo pilares que suportam as cargas verticais vigas que resistem aos esforços de flexão e lajes que constituem os planos horizontais Além disso o concreto desempenha um papel crucial em obras de infraestrutura de grande porte como pontes e viadutos que vencem obstáculos geográficos pavimentos que proporcionam superfícies de rolamento para veículos barragens que armazenam água para diversos fins túneis que permitem a travessia subterrânea e sistemas de saneamento básico que garantem o tratamento de água e esgoto 22 EVOLUÇÃO HISTÓRICA A história da utilização de materiais com propriedades aglomerantes e cimentícias remonta a civilizações antigas que já reconheciam a capacidade de certas misturas de endurecer e conferir durabilidade às construções Os egípcios por exemplo empregavam argamassas à base de cal e gesso enquanto os romanos desenvolveram um tipo de concreto primitivo utilizando pozolana um material vulcânico que misturado com cal resultava em uma argamassa resistente à água permitindo a construção de obras duradouras como aquedutos e o Panteão No entanto um marco fundamental na evolução do concreto moderno foi a invenção e a patente do cimento Portland no século XIX pelo pedreiro inglês Joseph Aspdin O cimento Portland obtido através da calcinação de calcário e argila seguido de moagem fina proporcionou um aglomerante com propriedades de resistência consistentes e significativamente elevadas em comparação com os materiais cimentícios anteriores O século XX testemunhou uma série de avanços tecnológicos que expandiram ainda mais as aplicações 7 e o desempenho do concreto O desenvolvimento de novos aditivos químicos capazes de modificar as propriedades do concreto no estado fresco e endurecido as técnicas de protensão que introduzem tensões de compressão prévias nas estruturas de concreto permitindo vencer vãos maiores e suportar cargas mais elevadas e a criação de concretos especiais com características específicas para atender a demandas particulares representam alguns dos marcos importantes nessa trajetória evolutiva Adam Neville 2011 23 VANTAGENS E DESVANTAGENS A ampla aceitação e utilização do concreto como material de construção primário se justificam por um conjunto significativo de vantagens inerentes às suas propriedades e características Uma das principais vantagens reside em sua notável resistência à compressão que o torna um material ideal para suportar cargas verticais elevadas em estruturas como pilares e fundações Além disso quando adequadamente especificado dosado e executado o concreto demonstra uma considerável durabilidade capaz de garantir uma longa vida útil às construções mesmo em ambientes agressivos A versatilidade do concreto é outra característica marcante permitindo que seja moldado em uma infinidade de formas e geometrias complexas adaptandose às diversas necessidades arquitetônicas e estruturais de cada projeto Em muitas situações especialmente quando se considera a disponibilidade local dos materiais constituintes o custo do concreto pode ser competitivo em comparação com outras alternativas construtivas Adicionalmente o concreto apresenta uma boa resistência ao fogo conferindo segurança em caso de incêndio e seus componentes básicos são geralmente abundantes e de fácil acesso Mehta Monteiro 2014 Entretanto o emprego do concreto também apresenta algumas desvantagens que devem ser cuidadosamente consideradas no projeto e na execução Uma limitação importante é a sua baixa resistência à tração o que frequentemente exige a incorporação de armadura de aço em elementos estruturais submetidos a esforços de tração e flexão O peso elevado do concreto pode ser um fator restritivo em certas aplicações especialmente em estruturas com grandes vãos ou em terrenos com baixa capacidade de suporte A suscetibilidade do concreto à fissuração decorrente de fenômenos como a retração plástica e a retração por secagem demanda a adoção de medidas preventivas no projeto e na execução para controlar a abertura e a propagação de fissuras O processo de cura essencial para o desenvolvimento adequado das propriedades do concreto requer tempo e controle adequados da umidade e da temperatura Por fim é importante reconhecer que a produção do cimento Portland o 8 principal componente do concreto está associada a um impacto ambiental significativo principalmente devido às emissões de dióxido de carbono liberadas durante o processo de fabricação Taylor 1997 24 PROPRIEDADES FÍSICAS As propriedades físicas do concreto descrevem seu comportamento em relação a fenômenos que não envolvem diretamente sua capacidade de resistir a cargas externas mas que são cruciais para sua durabilidade e desempenho em diferentes ambientes A densidade do concreto que representa sua massa por unidade de volume varia em função da proporção e da densidade dos materiais que o compõem situandose tipicamente entre 2200 e 2500 kgm³ para o concreto de uso geral A permeabilidade que se refere à facilidade com que fluidos como a água e gases conseguem penetrar na sua estrutura porosa é um fator determinante para a sua durabilidade influenciando a velocidade de ingresso de agentes agressivos A absorção de água por sua vez indica a capacidade do concreto de reter água em seus poros afetando sua massa e suas propriedades térmicas A retração que consiste na diminuição do volume do concreto ao longo do tempo devido à perda de água de hidratação e à secagem é um fenômeno inerente que deve ser previsto no projeto para minimizar o risco de fissuração O calor de hidratação é a energia térmica liberada durante as reações químicas entre o cimento e a água sendo particularmente relevante em grandes volumes de concreto onde pode levar a um aumento significativo da temperatura interna e à consequente fissuração térmica A condutividade térmica que mede a capacidade do concreto de transmitir calor influencia seu comportamento em relação ao isolamento térmico de edificações Neville 2016 25 PROPRIEDADES MECÂNICAS As propriedades mecânicas do concreto descrevem sua resposta quando submetido à ação de forças externas sendo essenciais para o projeto e a análise estrutural A resistência à compressão é a propriedade mecânica mais amplamente utilizada para especificar a qualidade do concreto sendo determinada através de ensaios padronizados de compressão de corpos de prova cilíndricos ou cúbicos A resistência à tração do concreto embora significativamente inferior à sua resistência à compressão geralmente em torno de 10 a 15 da resistência à compressão é importante em situações onde ocorrem esforços de tração podendo ser 9 avaliada através de ensaios de tração direta ou indireta como o ensaio de flexão módulo de ruptura O módulo de elasticidade que representa a rigidez do material indica sua resistência à deformação elástica sob a aplicação de carga A fluência creep é um fenômeno caracterizado pela deformação lenta e progressiva do concreto sob a ação de uma carga constante mantida ao longo do tempo A retração por secagem além de causar variação dimensional também gera tensões internas que podem influenciar a resistência do concreto A resistência ao cisalhamento é relevante em regiões de apoio de elementos estruturais e em situações onde atuam forças cortantes A aderência entre o concreto e a armadura de aço é uma propriedade mecânica fundamental para o funcionamento do concreto armado garantindo a transferência eficiente de esforços entre os dois materiais Finalmente a durabilidade no contexto das propriedades mecânicas referese à capacidade do concreto de manter seus níveis de resistência e desempenho ao longo do tempo resistindo à degradação causada por agentes físicos químicos e biológicos Mehta Monteiro 2014 3 TIPOS DE CONCRETO A versatilidade do concreto se manifesta não apenas em suas aplicações mas também na diversidade de tipos existentes cada um com características específicas para atender a diferentes necessidades de projeto e construção A seguir serão descritos alguns dos principais tipos de concreto suas aplicações típicas bem como as vantagens e desvantagens associadas à sua utilização 31 CONCRETO CICLÓPICO O concreto ciclópico é caracterizado pela incorporação de grandes pedras frequentemente denominadas matacões em sua massa Essa técnica tradicionalmente utilizada em obras de grande volume visa reduzir o consumo de cimento e consequentemente a geração de calor de hidratação um fator crítico em estruturas maciças Taylor 1997 Sua aplicação é comum na construção de barragens de gravidade muros de contenção de grande porte e fundações maciças onde a estabilidade e a massa são prioritárias A principal vantagem do concreto ciclópico reside na economia de cimento um dos componentes mais onerosos e com maior impacto ambiental e na minimização do risco de fissuração térmica em grandes volumes Por outro lado apresenta como desvantagens uma baixa resistência mecânica em comparação com concretos convencionais um controle de 10 qualidade mais complexo devido à heterogeneidade da mistura e uma trabalhabilidade limitada dificultando o adensamento adequado em torno das grandes pedras 32 CONCRETO LEVE O concreto leve é definido por sua massa específica significativamente inferior à do concreto convencional Essa redução de peso é obtida através da utilização de agregados leves como argila expandida vermiculita ou perlita que possuem menor densidade ou pela incorporação de um grande volume de ar na matriz resultando no concreto celular Adam Neville 2011 As aplicações do concreto leve são diversas incluindo a construção de lajes painéis de vedação e elementos prémoldados onde a redução do peso próprio da estrutura é um fator importante No caso específico do concreto celular suas propriedades o tornam adequado para aplicações de isolamento térmico e acústico As vantagens do concreto leve incluem a diminuição das cargas atuantes na estrutura a facilidade de transporte e manuseio dos elementos construtivos e em alguns tipos um bom desempenho como isolante térmico e acústico As desvantagens geralmente envolvem uma menor resistência mecânica em comparação com concretos de peso normal e um custo mais elevado dos agregados leves ou dos agentes incorporadores de ar 33 CONCRETO PESADO Em contraste com o concreto leve o concreto pesado é formulado para apresentar uma alta massa específica Essa característica é alcançada através da utilização de agregados de alta densidade como hematita magnetita ou barita Taylor 1997 A principal aplicação do concreto pesado é em situações onde se requer alta capacidade de absorção de radiação como em paredes de proteção em usinas nucleares e hospitais que utilizam equipamentos de radiodiagnóstico e como contrapesos em equipamentos de grande porte A principal vantagem é sua excepcional capacidade de atenuação de radiações e sua elevada massa específica As desvantagens incluem o custo significativamente mais alto dos agregados pesados e frequentemente uma trabalhabilidade reduzida da mistura 34 CONCRETO PROJETADO VIA SECA E ÚMIDA O concreto projetado é uma técnica de aplicação na qual o concreto é lançado pneumaticamente sobre uma superfície Existem duas variações principais a via seca onde a 11 mistura de cimento e agregados é transportada pneumaticamente e a água é adicionada apenas no bico de projeção e a via úmida onde a mistura completa de concreto incluindo a água é bombeada até o bico de projeção Mehta Monteiro 2014 Essa técnica é amplamente utilizada na estabilização de taludes no revestimento de túneis no reforço estrutural e em reparos de estruturas de concreto A via seca apresenta como vantagens um maior alcance do lançamento e um menor custo do equipamento mas gera mais poeira e depende mais da habilidade do operador para garantir a homogeneidade da mistura A via úmida por sua vez gera menos poeira e permite um maior controle da relação águacimento resultando em um concreto mais uniforme mas possui um alcance de lançamento menor e um custo de equipamento mais elevado 35 CONCRETO BOMBEÁVEL O concreto bombeável é especialmente formulado para ser transportado através de tubulações por meio de bombas de concreto Para garantir a bombeabilidade o concreto deve possuir características reológicas específicas como uma consistência adequada granulometria dos agregados controlada e frequentemente a adição de aditivos que melhoram sua fluidez e coesão Adam Neville 2011 Essa técnica é essencial na construção de estruturas altas na concretagem de elementos em locais de difícil acesso e em obras com grandes volumes de concreto a serem lançados rapidamente As vantagens incluem a agilidade na concretagem e a redução da necessidade de equipamentos de transporte vertical como guinchos e elevadores A principal desvantagem reside na necessidade de um controle rigoroso da consistência e da granulometria dos agregados para evitar o entupimento das tubulações 36 CONCRETO MAGRO O concreto magro é caracterizado por um baixo teor de cimento em sua composição o que resulta em uma menor resistência mecânica e consequentemente um custo mais baixo Taylor 1997 Sua principal aplicação é em subbases de pavimentos onde proporciona uma camada de suporte estável para o revestimento final e na regularização de terrenos criando uma superfície plana para receber outras camadas de construção A principal vantagem é o seu menor custo em relação a concretos com maior teor de cimento além de proporcionar uma boa base para outros materiais A desvantagem óbvia é sua baixa resistência mecânica o que o torna inadequado para elementos estruturais que necessitam suportar cargas elevadas 12 37 CONCRETO PERMEÁVEL O concreto permeável é um tipo especial de concreto com uma alta porosidade interconectada que permite a infiltração da água através de sua estrutura Essa característica é obtida através da utilização de agregados graúdos com granulometria uniforme e um teor reduzido ou ausente de agregados miúdos Mehta Monteiro 2014 Suas aplicações incluem a construção de pavimentos permeáveis em estacionamentos e áreas de circulação de pedestres bem como em sistemas de controle de escoamento superficial As vantagens do concreto permeável são significativas contribuindo para a redução do escoamento superficial a recarga de aquíferos e a diminuição da necessidade de sistemas de drenagem convencionais Uma das principais desvantagens é sua menor resistência mecânica em comparação com concretos convencionais e a susceptibilidade à colmatação dos poros ao longo do tempo o que pode reduzir sua capacidade de infiltração 38 CONCRETO AUTOADENSÁVEL CAA O concreto autoadensável CAA é um tipo de concreto altamente fluido que possui a capacidade de escoar e se adensar sob a ação do seu próprio peso preenchendo completamente as formas mesmo aquelas com geometrias complexas ou com alta densidade de armadura sem a necessidade de vibração externa Adam Neville 2011 Essa propriedade é alcançada através de uma formulação cuidadosamente controlada com o uso de aditivos superplastificantes e frequentemente modificadores de viscosidade Suas aplicações são vastas incluindo a construção de estruturas com geometrias intrincadas peças prémoldadas com detalhes complexos e elementos com alta concentração de armadura As vantagens do CAA incluem a facilidade de concretagem a melhoria do acabamento superficial a redução do ruído no canteiro de obras devido à eliminação da vibração e o preenchimento completo de formas complexas garantindo a integridade estrutural As desvantagens geralmente envolvem um custo mais elevado devido ao uso de aditivos especiais e uma maior sensibilidade da mistura à variação na dosagem dos componentes 39 CONCRETO APARENTE 13 O concreto aparente é um tipo de concreto cujo acabamento superficial é planejado desde a fase de projeto para ser o elemento estético final dispensando a aplicação de revestimentos adicionais Taylor 1997 Para obter o efeito desejado exigese um controle rigoroso em todas as etapas desde a escolha das formas e dos materiais passando pela execução da concretagem e chegando ao processo de desmolde e cura Suas aplicações são comuns em elementos arquitetônicos fachadas de edifícios e estruturas com um design que valoriza a textura e a cor natural do concreto As vantagens incluem o valor estético único a durabilidade inerente do acabamento e a potencial economia de custos ao dispensar revestimentos As desvantagens residem na exigência de um controle de qualidade muito rigoroso em todas as etapas da construção o que pode elevar o custo de execução e tornar reparos posteriores mais desafiadores 310 CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS O concreto reforçado com fibras é uma matriz de concreto à qual são adicionadas fibras curtas e descontínuas de diversos materiais como aço polipropileno carbono ou vidro com o objetivo de melhorar suas propriedades principalmente a resistência à tração a tenacidade capacidade de absorver energia antes da ruptura e a resistência ao impacto Mehta Monteiro 2014 Suas aplicações incluem pisos industriais revestimentos de túneis pavimentos e elementos prémoldados As vantagens variam de acordo com o tipo de fibra utilizada mas geralmente incluem um aumento da resistência à fissuração maior tenacidade e melhor resistência ao impacto As desvantagens podem envolver um custo mais elevado devido à adição das fibras e uma possível alteração na trabalhabilidade da mistura dependendo do tipo e da quantidade de fibras adicionadas 311 CONCRETO PRÉMOLDADO O concreto prémoldado consiste em elementos de concreto que são moldados em instalações industriais sob condições controladas de produção e posteriormente transportados para o local da obra para serem montados Adam Neville 2011 Essa técnica é utilizada na fabricação de uma ampla gama de elementos como vigas pilares lajes painéis de fachada e componentes de pontes As vantagens do concreto prémoldado incluem um maior controle de qualidade devido ao ambiente industrial a redução do tempo de construção no local da obra a menor geração de resíduos no canteiro e a possibilidade de produzir elementos com 14 geometrias complexas As desvantagens podem envolver o custo de transporte dos elementos a necessidade de equipamentos de elevação para a montagem e certas limitações dimensionais impostas pelo transporte 312 CONCRETO PARA PAVIMENTOS O concreto utilizado em pavimentos é especialmente formulado para apresentar características de alta resistência à abrasão desgaste pelo tráfego à fadiga danos acumulados por carregamentos cíclicos e às cargas cíclicas repetidas do tráfego Taylor 1997 Suas aplicações incluem a construção de rodovias pistas de aeroportos e pisos industriais sujeitos a intenso tráfego de veículos pesados As vantagens do pavimento de concreto incluem sua alta durabilidade a baixa necessidade de manutenção em comparação com outros tipos de pavimentos e uma boa resistência ao rolamento o que pode contribuir para a economia de combustível dos veículos A principal desvantagem pode ser o custo inicial mais elevado em comparação com alternativas como o asfalto 313 CONCRETO EXTRUSADO O concreto extrusado é um tipo de concreto moldado através de um processo de extrusão no qual a massa de concreto é forçada através de uma matriz com a seção transversal desejada resultando em elementos lineares com seção constante Mehta Monteiro 2014 Essa técnica é comumente utilizada na fabricação de painéis de vedação guias de pavimentos sarjetas e meiofios As vantagens incluem a possibilidade de produção em larga escala com alta precisão dimensional e um bom acabamento superficial A principal desvantagem é a limitação nas formas e geometrias que podem ser produzidas por extrusão 314 CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO CAD O concreto de alto desempenho CAD é caracterizado por propriedades significativamente superiores às do concreto convencional tanto no estado fresco trabalhabilidade quanto no estado endurecido resistência mecânica e durabilidade Adam Neville 2011 Essas propriedades são alcançadas através da utilização de materiais de alta qualidade de uma dosagem otimizada do uso de aditivos superplastificantes e frequentemente de adições cimentícias como a sílica ativa Suas aplicações incluem a 15 construção de estruturas esbeltas pontes com grandes vãos elementos prémoldados de alta resistência e obras em ambientes agressivos As vantagens do CAD incluem a possibilidade de projetar estruturas mais arrojadas e eficientes uma maior durabilidade em condições ambientais severas e a potencial redução das dimensões das seções transversais dos elementos estruturais A principal desvantagem é o custo mais elevado devido ao uso de materiais especiais e à necessidade de um controle de qualidade mais rigoroso 315 CONCRETO RESFRIADO O concreto resfriado é uma técnica utilizada em obras de grande volume de concreto como barragens de gravidade e grandes blocos de fundação onde o calor gerado pela hidratação do cimento pode levar a um aumento significativo da temperatura interna e à consequente fissuração térmica Para minimizar esse risco são adotadas medidas para controlar a temperatura do concreto durante a cura como a utilização de água gelada na mistura a incorporação de gelo ou a circulação de água fria através de tubos inseridos na massa de concreto Taylor 1997 A principal vantagem é a redução da fissuração térmica e a consequente melhoria da durabilidade da estrutura A desvantagem é o processo de cura mais complexo e portanto mais custoso 316 CONCRETO CELULAR O concreto celular é um tipo de concreto leve que possui uma estrutura porosa resultante da incorporação de um grande volume de ar ou gás na matriz Essa incorporação pode ser feita através da adição de agentes espumantes ou pela reação química entre o alumínio em pó e a cal presente no cimento Mehta Monteiro 2014 Suas principais aplicações são em elementos de isolamento térmico e acústico enchimentos leves e painéis de vedação não estruturais As vantagens incluem sua baixa densidade bom desempenho como isolante térmico e acústico e facilidade de manuseio A principal desvantagem é sua baixa resistência mecânica o que limita suas aplicações estruturais 317 CONCRETO REFRATÁRIO O concreto refratário é especialmente formulado para resistir a altas temperaturas sem perder suas propriedades mecânicas e químicas Adam Neville 2011 É composto por 16 agregados refratários como argila refratária alumina calcinada ou sílica e um aglomerante refratário como cimento de aluminato de cálcio Suas aplicações típicas incluem o revestimento interno de fornos industriais chaminés caldeiras e outros equipamentos que operam em altas temperaturas A principal vantagem é sua capacidade de manter a integridade estrutural e resistir à degradação sob condições de calor intenso As desvantagens podem incluir um custo mais elevado dos materiais constituintes e a necessidade de procedimentos de cura específicos para altas temperaturas 318 CONCRETO PROTENDIDO O concreto protendido representa uma técnica avançada na construção civil caracterizada pela utilização de armaduras de alta resistência constituídas por cabos ou barras de aço que são tensionadas antes ou depois da concretagem do elemento estrutural Essa aplicação de tensão induz um estado de compressão prévio no concreto estrategicamente posicionado para contrabalançar as tensões de tração que inevitavelmente surgirão quando a estrutura for submetida às cargas de serviço ou seja às cargas para as quais foi projetada Taylor 1997 Essa capacidade de prevenir a tração no concreto permite a construção de elementos com vãos significativamente maiores do que os possíveis com o concreto armado convencional além de possibilitar a redução das dimensões das seções transversais dos elementos estruturais otimizando o uso de materiais e por vezes conferindo maior leveza e elegância às obras A protensão também contribui para um aumento da capacidade de carga das estruturas e para uma maior resistência à fissuração sob as condições normais de utilização As aplicações do concreto protendido são vastas e incluem a construção de pontes e viadutos com grandes vãos onde a necessidade de vencer obstáculos com poucos ou nenhum apoio intermediário é primordial É igualmente empregado em lajes com grandes áreas como em edifícios industriais ou comerciais e na fabricação de elementos prémoldados de alta resistência como vigas de grandes dimensões e painéis estruturais Apesar de suas inúmeras vantagens o concreto protendido apresenta algumas desvantagens importantes O custo inicial da construção tende a ser mais elevado devido à utilização de materiais especiais como o aço de protensão de alta resistência e os sistemas de ancoragem específicos para transmitir a força de protensão ao concreto Além disso a execução requer mão de obra altamente especializada e a utilização de equipamentos específicos para o tensionamento controlado dos cabos ou barras de aço O projeto de estruturas protendidas também é mais complexo exigindo uma 17 análise detalhada das tensões aplicadas das perdas de protensão ao longo do tempo devido à retração e fluência do concreto e ao relaxamento do aço e do comportamento da estrutura sob diferentes combinações de carga Um controle rigoroso em todas as etapas do projeto e da execução é fundamental para garantir a segurança e o desempenho esperado das estruturas de concreto protendido 4 CONCLUSÃO O concreto como material de construção multifacetado desempenha um papel central na engenharia civil moldando o ambiente construído com sua versatilidade e capacidade de adaptação a inúmeras aplicações A exploração de seus conceitos fundamentais revela a complexidade de sua composição a rica história de seu desenvolvimento e as propriedades físicas e mecânicas que o tornam um material essencial A diversidade de tipos de concreto cada um formulado para atender a requisitos específicos de desempenho e aplicação demonstra a contínua evolução e inovação neste campo Desde o concreto ciclópico utilizado em estruturas massivas até o concreto de alto desempenho empregado em projetos arrojados a tecnologia do concreto oferece soluções para as mais variadas demandas da construção As vantagens inerentes ao concreto como sua resistência à compressão e durabilidade são complementadas pelas características específicas de cada tipo como a leveza do concreto celular a alta densidade do concreto pesado ou a capacidade de escoamento do concreto autoadensável Contudo as desvantagens como a baixa resistência à tração e o impacto ambiental da produção do cimento impulsionam a pesquisa por novas tecnologias e materiais mais sustentáveis A correta especificação e utilização de cada tipo de concreto embasada em um profundo conhecimento de suas propriedades e aplicações é crucial para o sucesso de qualquer empreendimento da construção civil A consideração das vantagens e desvantagens em cada contexto aliada a um projeto bem elaborado e a uma execução cuidadosa garante a segurança a durabilidade e a funcionalidade das estruturas de concreto O futuro da tecnologia do concreto promete avanços ainda maiores com o desenvolvimento de materiais mais eficientes sustentáveis e com propriedades inovadoras consolidando ainda mais o concreto como um pilar da engenharia civil para as próximas gerações 5 REFERÊNCIAS 18 MEHTA P K MONTEIRO P J M Concreto Microestrutura Propriedades e Materiais 4 ed São Paulo IBRACON 2014 NEVILLE A M Properties of Concrete 5 ed Harlow Pearson Education Limited 2011 NEVILLE A M Tecnologia do Concreto 2 ed Porto Alegre Bookman 2016 TAYLOR F W BAYLES G H WARNER J Concrete Technology 3 ed New York McGrawHill Book Company 1997