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  • 1. ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPTO DE ENGa CIVIL DISCIPL.: ESTRUTURAS III ARQUITETURA CONCRETO ARMADONotas de aula / PUCRS - Professores: Isabel Bet Viegas e Nelson Eltz de Sousa 1REV. A 09/03/04 ibv

2. ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPTO DE ENGa CIVIL DISCIPL.: ESTRUTURAS III ARQUITETURA CONCRETO ARMADOBibliografia SSSEKIND, Jos Carlos. Curso de Concreto. Rio de Janeiro, Ed. Globo S.A.,1979, v. I, 4 ed; FUSCO, Pricles Brasiliense. Estruturas de Concreto Solicitaes Normais . Riode Janeiro, Ed. Guanabara Dois S.A. , 1981; NOTAS DE AULA Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT (Biblioteca do IPCT) NBR 7480 - Barras e fios Destinados a Armadura de Concreto Armado; NBR 6120 Cargas para o Clculo de Estruturas de Edificaes; NBR 6118/2003 Projeto de Estruturas de Concreto.1. INTRODUO1.1.HistricoO desenvolvimento do assim chamado cimento Portland, por Joseph Aspdin(1824) naInglaterra, somado idia de colocao de barras de ao na parte tracionada de peasfeitas em argamassa de cimento, posta em prtica por Lambot (1855, para construo debarcos) e por Monier (1861, na construo de um jarro de flores), constitui-se no embrioque gerou o concreto armado (CA) .Monier conseguiu chegar ao concreto armado, talcomo hoje entendemos ( em termos de materiais empregados), obtendo, a partir de 1867,sucessivas patentes para a construo de tubos, lajes, pontes, alcanando xito em suasobras, apesar de execut-las sem base cientfica, por mtodos puramente empricos.Foi a partir da compra dos direitos , para a Alemanha, da patente Monier, pelas firmas quegeraram a atual Wayss & Freitag, que o CA pode encontrar uma primeira teoriacientificamente consistente, comprovada experimentalmente, elaborada e publicada porMrsh em 1902. Calcando-se, inteiramente, na teoria de Mrsh, as primeiras normas parao clculo e construo em concreto armado foram sendo redigidas, e o novo materialiniciou seu caminho - fulgurante - da conquista do mercado em todo o mundo.A introduo de tenso prvia na armadura, visando eliminar futuros esforos de traono concreto, foi tambm examinada por Mrsh juntamente com Knen (1912), que tiveram, no entanto, de abandonar a idia na poca face ao vulto percentual registrado, ao longodo tempo, para as perdas desta tenso prvia.O tema foi posteriormente retomado pelo francs Freyssinet , o criador do concretoprotendido, que diagnosticou com firmeza, a necessidade da adoo de aos de altaresistncia superior `a daqueles usualmente empregados como armadura no CA, a fim deque , mesmo com as perdas de tenso que iriam ocorrer ao longo do tempo, ficasse o aotensionado com uma fora til ainda aprecivel.1.2.DefinioConcreto armado a unio do concreto e de um material resistente trao,normalmente o ao, envolvido pelo concreto e nele convenientemente disposto, detal modo que ambos resistam solidariamente aos esforos a que forem submetidos.Notas de aula / PUCRS - Professores: Isabel Bet Viegas e Nelson Eltz de Sousa2REV. A 09/03/04 ibv 3. ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPTO DE ENGa CIVILDISCIPL.: ESTRUTURAS III ARQUITETURA CONCRETO ARMADOO princpio bsico das peas e concreto armado combinar concreto e o ao de maneiratal, que em uma mesma pea os esforos de trao sejam absorvidos pelo ao e osesforos de compresso de preferncia pelo concreto.1.3.Viabilidade do Concreto ArmadoPelas razes bsicas listadas a seguir, todas elas individualmente indispensveis , pode oconcreto armado ser considerado uma soluo vivel, durvel e de enorme confiabilidade. Elevadas resistncias doPROTEO CONCRETO do ao COMPRESSO e do AOCONCRETO ARMADOCORROSO TRAOpelo concreto que o envolveTrabalhoconjunto doCoeficientes de dilatao Trmica doCONCRETO eAO ( 1,2 x 10-5 / C ) CONCRETO( 1,0 x 10-5 / C)AO ,assegurado pelaADERNCIA Trabalho conjunto do CONCRETO e AO , assegurado pela ADERNCIA esta a principal causa do comportamento esttico conjunto do concreto e das barras deao que compem uma seo da pea. A aderncia tem sido quantificada e comprovadapor todos os ensaios realizados ( desde a poca de Mrsh ) e justamente o queassegura, internamente, a transmisso de esforos do ao para o concreto e vice-versa, pois assegura a igualdade de deformaes especficas das barras de ao e doconcreto que as envolve. Assim que, nas regies tracionadas, onde o concreto possuiresistncia praticamente nula , ele sofre fissurao, tendendo a se deformar, o que graas aderncia , arrasta consigo asbarras de ao, forando-as a trabalhar e, consequentemente, a absorver os esforos detrao, coisa que, caso no sucedesse, levaria a pea a runa.Coeficientes de dilatao Trmica do AO ( 1,2 x 10-5 / C ) CONCRETO( 1,0 x 10- 5 / C. Para o concreto o coeficiente de dilatao trmica se situa entre (0,9 e 1,4) x10-5 /C, com valor mais freqente de 1,0 x10-5 /C, ao passo que o ao possui =1,2 x10-5 /CEsta diferena irrisria nos casos correntes, onde no encontramos variaes detemperatura superior a 50C, e mesmo assim processando-se lentamente.Notas de aula / PUCRS - Professores: Isabel Bet Viegas e Nelson Eltz de Sousa3REV. A 09/03/04 ibv 4. ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPTO DE ENGa CIVILDISCIPL.: ESTRUTURAS III ARQUITETURA CONCRETO ARMADO PROTEO do ao CORROSO pelo concreto que o envolveO ao das peas em concreto armado normalmente resguardado da oxidao ( o quegarante longa vida estrutura ) graas dupla proteo exercida pelo concreto: proteo fsica, atravs do cobrimento , devendo-se para isto, utilizar umconcreto compacto, adequadamente dosado e vibrado; proteo qumica, j que, em ambientes alcalino ( causado pela presena de calque se forma durante a pega do concreto, dissolvendo-se na gua dos vazios,surge uma camada quimicamente inibidora em torno da armadura.1.4.Vantagens do Concreto ArmadoAs grandes vantagens do concreto armado, responsveis pelo seu desenvolvimento soas seguintesa) FlexibilidadeO concreto facilmente moldvel; adaptando-se a qualquer tipo de forma e semprepossvel por um conveniente dimensionamento da pea absorver os diversos tipos desolicitaes a que ela esteja submetida. Permitindo total liberdade `a concepoarquitetnica, estrutural e de mtodo construtivo, liberdade esta que nenhum materialpropicia (acoplada economia);b) MonolitismoExcelente soluo para se obter - de modo direto e sem necessidade de posterioresligaes - uma estrutura monoltica, hiperesttica, apresentando, por esta razo, maioresreservas de segurana;c) Simplicidade de ExecuoA execuo das estruturas de concreto armado, ao contrrio das metlicas, necessita umpequeno nmero de operrios com grande especializao. Alm disso, a possibilidade deracionalizao e mecanizao dos canteiros de obra, torna a execuo cada vez menosdependente de mo-de-obra especializada;d) Economia de ExecuoO concreto , que resiste bem compresso, substitui o ao com preos mais baratos (matria-prima: areia e brita ).e) Economia de ConservaoAs estruturas metlicas devem ser conservadas constantemente atravs de pinturas. Istono acontece com o concreto armado, exceto em casos especiais, como por exemplo,sujeito a guas agressivas, cidos, etc.f) IncombustibilidadeEsta uma vantagem incontestvel sobre as estruturas metlicas, sobre as quais o fogotem um poder de deformao considervel. Em caso de incndio, as peas estruturais emconcreto armado ficam expostas s altas temperaturas das chamas. Devido mcondutibilidade trmica do concreto, o calor penetra lentamente, de modo que asestruturas normais apresentam em geral, uma boa resistncia ao fogo, mesmo semproteo adicional.Notas de aula / PUCRS - Professores: Isabel Bet Viegas e Nelson Eltz de Sousa 4REV. A 09/03/04 ibv 5. ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPTO DE ENGa CIVIL DISCIPL.: ESTRUTURAS III ARQUITETURA CONCRETO ARMADOPara incndio de curta durao, o fogo afeta s as camadas externas, at umaprofundidade de 50 a 100 mm, provocando fissuras superficiais, seguidas dedescascamento que podem deixar as armaduras expostas ao calor e ao fogo.g) Maior Resistncia a Choques e VibraesAs pontes e as vigas de pontes rolantes de prdios industriais e outras estruturas deconcreto armado, sujeitas a cargas mveis so menos sensveis aos esforos rtmicosdestas aes do que as executadas com materiais que conduzam a um peso prpriomenor.1.5.Desvantagens do Concreto ArmadoBasicamente, a grande desvantagem do concreto armado seu peso prprio, da ordemde 25 KN/m3 (2,5 t/m3) para o concreto normal.Outras desvantagens so as dificuldades para reformas ou demolies e o baixo grau deproteo trmica que oferece, vindo a exigir a aplicao de produto com esta finalidade (normalmente em associao obteno de boa impermeabilizao), sobre coberturas.Finalmente, cabe frisar que a inevitvel fissurao da regio tracionada em peas deconcreto armado, durante muito tempo apontada como inconveniente grave, na realidadeno o , pois hoje sabemos que o uso de armao fina e convenientemente distribudanas zonas tracionadas, limita a abertura de fissuras, torna-as capilares e, ento,inofensivas.2. CONCRETO2.1.Generalidades, PropriedadesNotas de aula / PUCRS - Professores: Isabel Bet Viegas e Nelson Eltz de Sousa 5REV. A 09/03/04 ibv 6. ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPTO DE ENGa CIVILDISCIPL.: ESTRUTURAS III ARQUITETURA CONCRETO ARMADOO concreto um aglomerado constitudo de agregados e cimento como aglutinante. portanto uma rocha artificial.Os agregados, quanto s dimenses de seus elementos, so classificados em fino ( areiaou p de pedra) e grado ( brita, cascalho, resduos de altos fornos, argila expandida). Afabricao do cimento feita pela mistura dos agregados com cimento e gua, qual,conforme necessidade so acrescidos aditivos que influenciam as caractersticas fsicas equmicas do concreto fresco ou endurecido.O concreto fresco moldado em formas e adensado com vibradores. O endurecimento doconcreto comea aps poucas horas e de acordo com o tipo de cimento e aditivo, atingeaos 28 dias 60 a 90% de sua resistncia . O concreto pode ser fabricado no local da obraou pr-misturado (fabricado em usina). De acordo com a maneira de ser executado,distinguem-se concreto fundido, socado, jateado, bombeado ou centrifugado.As proprie