introducao concreto armado

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  • 1. ECV 5228 ESTRUTURAS DE CONCRETO Sem 2010/2 CONCRETO ARMADO 1. PRINCPIOS BSICOS DO MATERIAL CONCRETO ARMADO 1.1 Apresentao O concreto armado atualmente o material mais usado na construo de estruturas de edificaes e grandes obras virias como pontes, viadutos, passarelas, etc. Seu emprego conhecido em todo o mundo. Seu uso difundido pela facilidade de execuo e adaptao as mais diferentes formas. No entanto a garantia de qualidade e segurana exigem uma srie de cuidados desde a fase de projeto at a execuo. Um bom conhecimento das propriedades do material, dos fundamentos de projeto, das normas nacionais e internacional e da tecnologia de execuo necessrio e indispensvel para se obter estruturas de concreto seguras e durveis. O concreto usado como material estrutural chamado de concreto estrutural e pode ser o concreto simples, sem armadura, como no exemplo de barragens de gravidade. Pode ser o concreto armado quando a armadura no pr-tracionada ou protendida e pode ser o concreto protendido quando a armadura ativa ou protendida. Quanto ao modo como executado pode ser moldado na obra, denominado como concreto armado convencional, ou pode ser pr-moldado ou pr-fabricado quando moldado em fbricas ou mesmo na prpria obra fora do seu local definitivo. 1.1.1 Composio do concreto: CONCRETO = ARGAMASSA + AGREGADOS GRADOS ARGAMASSA = PASTA + AGREGADOS MIDOS (+ADITIVOS) PASTA = AGLOMERANTE + GUA 1.1.2 Caractersticas mecnicas do concreto: Boa resistncia compresso. - Concreto de baixa resistncia - 10 a 19 MPa - Concreto de resistncia normal - 20 a 50 MPa - Concreto de alta resistncia - 51 a 100 MPa Caracterstica de pouca resistncia trao - cerca de 10% da resistncia compresso.

2. ECV 5228 ESTRUTURAS DE CONCRETO Sem 2010/2 1. Introduo 2 1.1.3. CONCRETO ARMADO = CONCRETO + ARMADURA A associao possvel , principalmente, devido a duas propriedades: - Aderncia recproca entre os dois materiais; - Coeficiente de dilatao trmica aproximadamente igual. Outras razes so as protees: - fsica. - qumica. - do concreto armadura contra a oxidao do ao. 1.2.1 VANTAGENS DO CONCRETO ARMADO - Econmica - matria prima barata, principalmente a areia e a brita; - no exige mo de obra com qualificao; - equipamentos simples para preparo, transporte, adensamento e vibrao. - Moldagem fcil; - Resistncia ao fogo s influncias atmosfricas ao desgaste mecnico ao choque e vibraes; - monolitismo da estrutura; - manuteno e conservao - durabilidade; - relativa rapidez de construo; - aumento de resistncia compresso com o tempo. 1.2.2. DESVANTAGENS DO CONCRETO ARMADO: - peso prprio elevado - c = 25 kN/m3 ( 2500 kgf/m3) - menor proteo trmica; - reformas e demolies - trabalhosas e caras; - exigncia construtiva - preciso no posicionamento das armaduras; - fissuras inevitveis na regio tracionada; - construo definitiva. 1.3. HISTRICO QUADRO CRONOLGICO DO HISTRICO DO CONCRETO ARMADO 1824 - Josef Aspdin desenvolve o chamado cimento Portland. 1845 - Johnson produziu um cimento do tipo usado atualmente. (Inglaterra) 1848 - Lambot constri um barco de cimento armado (ferrocimento) 1852 - Coignet executa vigotas e pequenas lajes. 3. ECV 5228 ESTRUTURAS DE CONCRETO Sem 2010/2 1. Introduo 3 1855 Lambot expe o barco de cimento armado na Exposio de Paris 1867 - Monier consegue chegar ao concreto armado usado atualmente (em termos dos materiais) 1878 - patenteia a construo de tubos, lajes e pontes (sem base cientfica). 1877 - Hyatt (USA) publica resultados de suas experincias (estribos). 1880 - Hennebique constri a 1 laje com barras de ao de seo circular. 1884 - Freytag adquire patentes de Monier (Alemanha) 1885 - Wayss adquire patentes para usar na ustria e Alemanha. 1892 - Hennebique patenteia a viga como atualmente empregada (barras com estribos). 1897 - Rabut inicia o 1 curso de concreto armado na "cole National des Ponts e Chausses". 1902 a 1908 - Wayss e Freytag publicam trabalhos experimentais. 1902 -1915 - Mrsch (Alemanha) elabora e publica a 1a. teoria cientificamente consistente e comprovada experimentalmente. Publicou dez volumes sobre o assunto. Primeiras normas 1904 - 1a. norma para clculo e construo em concreto armado - Alemanha. 1906 - 1a. norma francesa. 1907/11 - Maurice Levy, E. Freyssinet, A. Mesnager, G. Perret, Franois Hennebique desenvolvem e avanam muito no campo terico e prtico do concreto armado. 1911 - F. Henembique constri a ponte do Risorgimento, em Roma, com 100 m de vo que representaria um recorde mundial de 1911 a 1921. 1912 - Morsch e Konen tentam, sem resultados positivos, introduzir tenses prvias na armadura. No Brasil 1908 - 1a. ponte em concreto armado, projeto de Henembique, construo de Hecheverria, RJ. 1912 - 1a. Companhia Construtora de Concreto Armado, de Riedlinger, tcnico alemo, RJ 1920/1940 - Emlio H. Baumgart engenheiro, de origem germnica, nascido em Blumenau - SC, cursou Engenharia no Rio de Janeiro onde se formou em 1918, teve destacada atuao no inicio do concreto armado no Brasil. Projetando a ponte sobre o Rio do Peixe em Joaaba com 68 m de vo (1928) e o Edifcio "A Noite" de 22 andares (1930), no RJ. 1940 - 1a. norma brasileira (NB-1) baseada em propostas da ABC (1931) e da ABCP (1937). 1940/1950 - Antonio Alves Noronha - professor da Escola Nacional de Engenharia, trabalhou com Baumgart. Projetou mais de 1000 obras, entre elas os prdios do Ministrio da Fazenda, do Trabalho, Clube de Engenharia, Estdio do Maracan, Hotel Quitandinha, e os tneis do Leme, do Pasmado e Catumbi- Laranjeiras. 1960/70 A construo de Braslia com seus edifcios projetados pelo arquiteto Oscar Niemeyer e calculados pelo engenheiro Joaquim Cardoso. 1970/1980 Ponte Rio Niteri, Usina de Itaipu e metr de So Paulo. 4. ECV 5228 ESTRUTURAS DE CONCRETO Sem 2010/2 1. Introduo 4 1.4. NORMALIZAO PARA O CONCRETO ARMADO Associaes Internacionais: fib = CEB + FI P - Comitte Euro-internacional du Beton ( a partir de 1998) Comit internacional que publica recomendaes e boletins sobre concreto armado, servindo de parmetro para a normalizao nos paises associados. Eurocodes Cdigos para a comunidade europia 1. Actions on structures 2. Design of concrete structures 3. Design of steel structures 4. Design of composite steel and concrete structures 5. Design of timber structures 6. Design of masonry structures 7. Geotechnical design 8. Design of structures for esarthquake resistance 9. Design of aluminium structures Associaes de outros paises: ACI - American Concrete Institute Instituio oficial para a normalizao do concreto armado nos EUA, edita o ACI Jornal. ASCE - Proccedings of the american Society of Civil Engineers DAfStb - Comisso alem para o concreto armado; edita anualmente o Beton- Kalender DIN - Normas alems Concrete, Journal of the Concrete Society, com publicao mensal, Londres Nacionais: ABCP - Associao Brasileira de Cimento Portland (http://www.abcp.org.br) IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto (http://www.ibracon.org.br) 5. ECV 5228 ESTRUTURAS DE CONCRETO Sem 2010/2 1. Introduo 5 Normalizao: Normas da ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas: (http://www.abnt.org.br) NB-1/03 (NBR-6118/2003) - PROJETO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO - Procedimento NBR 12655 CONCRETO PREPARO, CONTROLE E RECEBIMENTO - Procedimento NBR 14931 EXECUO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO - Procedimento NB- (NBR-8681) - AES E SEGURANA NAS ESTRUTURAS. NB-2/70 (NBR-7187) - PROJETO E EXECUO DE PONTES DE CONCRETO ARMADO. NB - 5/78 (NBR-6120) - CARGAS PARA CLCULO DE ESTRUTURAS DE EDIFICAES. NB-6/60 (NBR-7188) - CARGA MVEL EM PONTES RODOV. E PASSARELA DE PEDESTRE. NB-16/51 (NBR-7191 - EXECUO DE DESENHOS PARA OBRAS DE CONCRETO ARMADO). NB-599/80 (NBR-6123) - FORAS DEVIDAS AO VENTO EM EDIFICAES. NB-949 (NBR-9062) - PROJETO E EXECUO DE ESTRUT. DE CONCRETO PR- MOLDADO. NB- (NBR-6122) - PROJETO E EXECUO DE FUNDAES. EB-3/80 (NBR-7480) - BARRAS E FIOS DE AO PARA ARMADURAS DE CONCRETO. NBR 5738 Moldagem e cura do c. p. de concreto NBR 5739 Ensaio de compresso NBR 5750 Amostragem do concreto fresco NBR 7223 Determinao da consistncia pelo abatimento do tronco de cone Obs.: O IBRACON publicou os Comentrios Tcnicos da NB1 com o nome Prtica Recomendada. Na ltima edio incluiu exemplos de aplicao. Que complementa a norma de projeto de estruturas de concreto (NB-1:2003 ou NBR 6118:2003) 6. ECV 5228 ESTRUTURAS DE CONCRETO Sem 2010/2 1. Introduo 6 CONCRETO 1. 5 Possibilidades de uso do material A obteno do concreto a partir dos materiais constituintes (CIMENTO + AGREGADOS + GUA) pode ser feita no local da obra, usando betoneiras (misturadoras) ou pode ser fabricado em uma usina onde existem balanas, dosadores e misturado pelo prprio caminho que transporta o concreto para a obra (caminho betoneira). O concreto recm misturado chamado de CONCRETO FRESCO e neste estado moldado em formas ou moldes onde precisa ser adensado (vibrado). Sem o uso de aditivos o tempo de endurecimento de uma a trs horas, quando se precisa de maior tempo necessrio usar um aditivo retardador da pega. 1.5.1 Tipos de associao de concreto e armadura Para um conhecimento inicial dos diferentes tipos de associao entre concreto e outros tipos de armadura mostra-se o quadro 1 onde so relacionadas as diferentes associaes de matriz de concreto e armaduras. Quadro 1 Formas de associao entre a matriz de argamassa e armaduras Material Concreto Simples Concreto Armado Concreto Protendi do Concreto c/ fibras Argamas sa Armada Estrutura metlica descrio Cimento + agregados Concreto + armadura C.A. + Armadura ativa C.A. + fibras C.A. + telas de fios de ao Perfis metlicos Tipo de agregado Mido + grado S mido Consumo de cimento kgf/m 3 150 - 300 250 - 400 300 - 500 300 a 500 450 - 700 Fator a/c 0,50 0,80 0,45 0,75 0,30 0,50 0,35 0,55 0,35 0,50 Tipo de armadura Fios + barras de ao + fios de ao especiais Fios de ao curtos descontnu os + telas soldadas Perfis industriali zados Taxa de armadura kgf/m 3 60 100 80 120 50 -100 100 300 Difuso Espaame nto limitado Espaame nto limitado Armadura difusa Armadura