concreto armado(1)

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DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO

ndice : ii

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INTRODUO..................................................................................................................1 1.1 Introduo ao Concreto .................................................................................... 1 1.2 Histria do Concreto......................................................................................... 2 1.3 Vantagens e Desvantagens do Concreto Armado ............................................ 4 1.3.1 Vantagens do Concreto Armado............................................................... 4 1.3.2 Desvantagens do Concreto Armado ......................................................... 4 1.4 Normas para Projeto ......................................................................................... 5 1.5 Concepes de Projeto...................................................................................... 5 1.6 Cargas de Projeto.............................................................................................. 6 1.7 Elementos Componentes da Estrutura.............................................................. 7 1.8 Etapas do Projeto Estrutural ............................................................................. 7 1.9 Exemplos de Estruturas em Concreto armado.................................................. 8 1.9.1 Ponte Ernesto Dornelles (Rio Grande do Sul, Brasil) .............................. 8 1.9.2 Estdio de Futebol Maracan (Rio de Janeiro, Brasil) ............................. 8 1.9.3 Edifcio Comercial Torre do Rio Sul (Rio de Janeiro, Brasil) ................. 9 1.9.4 Edifcio Petronas Tower (Kuala Lumpur, Malsia) ............................... 10 1.9.5 Plataforma de Petrleo Troll (Mar do Norte, Noruega) ......................... 10 1.9.6 Usina Hidreltrica de Itaipu (Brasil e Paraguai)..................................... 11 1.9.7 Central Nuclear do Cattenom (Fana) .................................................... 12 2 CRITRIOS DE PROJETO .............................................................................................13 2.1 Requisitos Bsicos de Projeto......................................................................... 13 2.2 Requisitos Gerais de Qualidade da Estrutura e Avaliao da Conformidade do Projeto Segundo a NBR 6118..................................................................................... 13 2.2.1 Requisitos de Qualidade da Estrutura..................................................... 13 2.2.2 Requisitos de Qualidade do Projeto ....................................................... 14 2.2.3 Avaliao da Conformidade do Projeto ................................................. 15 2.3 Diretrizes para Durabilidade das Estruturas de Concreto Segundo a NBR 6118 15 2.3.1 Exigncias de durabilidade..................................................................... 15 2.3.2 Vida til de projeto ................................................................................. 15 2.3.3 Mecanismos de Envelhecimento e Deteriorao.................................... 16 2.3.4 Agressividade do Ambiente.................................................................... 16 2.4 Critrios de Projeto que Visam a Durabilidade Segundo a NBR 6118 .......... 17 2.5 Estados Limites (NBR 6118).......................................................................... 21 2.5.1 Estados Limites ltimos (ELU) ............................................................. 21 2.5.2 Estados Limites de Utilizao (Servio) ................................................ 21 2.6 Aes (NBR 6118) ......................................................................................... 22 2.6.1 Aes Permanentes................................................................................. 22 2.6.2 Aes Variveis (Fq)............................................................................... 22 2.6.3 Aes Excepcionais................................................................................ 23 2.7 Solicitaes (NBR 6118) ................................................................................ 23 2.8 Valores Caractersticos e de Clculo (NBR 6118) ......................................... 23 2.8.1 Valores Caractersticos ........................................................................... 23 2.9 Clculo Segundo a NBR 6118........................................................................ 24 2.10 Etapas do Dimensionamento Estrutural ......................................................... 25 3 HIPTESES BSICAS E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS .................................26 3.1 Introduo....................................................................................................... 26 3.2 Concreto ......................................................................................................... 26 3.2.1 Classes .................................................................................................... 26

ndice : iii

3.2.2 Massa Especfica .................................................................................... 27 3.2.3 Coeficiente de Dilatao Trmica .......................................................... 27 3.2.4 Resistncia Trao ............................................................................... 27 3.2.5 Resistncia Compresso ...................................................................... 29 3.2.6 Mdulo de Elasticidade .......................................................................... 31 3.2.7 Diagramas Tenso-Deformao (NBR 6118) ........................................ 32 3.2.8 Dimetro mximo do agregado e do vibrador ........................................ 34 3.3 Ao ................................................................................................................. 34 3.3.1 Categoria................................................................................................. 34 3.3.2 Tipo de Superfcie .................................................................................. 34 3.3.3 Coeficiente de Dilatao Trmica .......................................................... 35 3.3.4 Massa Especfica .................................................................................... 35 3.3.5 Mdulo de Elasticidade .......................................................................... 35 3.3.6 Diagrama Tenso-deformao, Resistncia ao Escoamento e Trao 35 3.3.7 Caractersticas de ductilidade ................................................................. 37 3.3.8 Alongamento e Encurtamento Mximo Permitido para a Armadura ..... 37 3.3.9 Bitolas Padronizadas .............................................................................. 38 4 DIMENSIONAMENTO NO ESTADO LIMITE LTIMO SOLICIAES NORMAIS................................................................................................................................39 4.1 Introduo....................................................................................................... 39 4.2 Hipteses Bsicas ........................................................................................... 39 4.3 Domnios de Deformaes ............................................................................. 40 4.4 Equaes de Compatibilidade ........................................................................ 41 4.5 Limites entre Domnios .................................................................................. 43 4.6 Trao Simples e Trao com Pequena Excentricidade................................. 43 4.7 Flexo Simples ............................................................................................... 44 4.7.1 Sees Retangulares com Armadura Simples ........................................ 44 4.7.2 Sees Retangulares com Armadura Dupla ........................................... 46 4.7.3 Sees T .............................................................................................. 48 4.7.4 Sees Simtricas com Zona Comprimida de Forma Qualquer............. 50

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INTRODUO

1.1 Introduo ao ConcretoO concreto o material mais usado na construo civil. Sua utilizao em larga escala ocorreu aps a patente do cimento Portland por Joseph Aspdin, em 1824, na Inglaterra. Naquela poca, os primeiros concretos eram produzidos utilizando cimento Portland, areia, brita e gua, que era adicionada em abundncia. A resistncia compresso dificilmente ultrapassava 10 MPa [1]. Hoje, com os avanos na tecnologia de dosagem e com a adio de outros materiais, tais como aditivos minerais e qumicos em sua composio, a resistncia compresso pode superar 200 MPa [2]. Tambm, adies de fibras minerais, metlicas ou vegetais podem aumentar a tenacidade fratura do concreto, diminuindo sua caracterstica de ruptura frgil. O concreto empregado na construo de edifcios, pontes, estdios, tneis, paredes de conteno, reservatrios, barragens e em muitos outros tipos de estruturas. O concreto um material heterogneo constitudo por uma vasta gama de partculas granulares. O tamanho destas partculas varia de dimenses menores que 1 mcron (slica ativa) at centmetros (agregados grados). De acordo com o nvel macro-estrutural de sua composio granulomtrica, o concreto pode ser dividido em duas fases: matriz e agregados. A matriz composta pela pasta de cimento Portland enquanto que, os agregados, materiais inertes e rgidos, servem como esqueleto granular principal. O concreto apresenta boa resistncia aos esforos de compresso, porm, baixa resistncia aos esforos de trao. O concreto armado resultado da unio entre concreto simples e armadura de reforo em seu interior. A armadura de reforo constitui-se de barras de ao adicionadas na zona onde o concreto solicitado trao. Desse modo, o concreto e o ao trabalham em conjunto, uma vez que, o concreto, resiste aos esforos de compresso, e o ao, absorve os esforos trao cujo concreto apresenta baixa resistncia. No caso de uma viga de concreto sem armadura