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AULA 8

CURSO TÉCNICO DE EDIFICAÇÕES

Disciplina: Projeto de Estruturas

Aula 8

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O item 9.2.1 da NBR 6118:2014 estabelece que devem ser

obedecidas no projeto as exigências estabelecidas nesta seção,

relativas à aderência, ancoragem e emendas das armaduras.

Já o item 9.4.1 da NBR 6118:2014 estabelece que todas as barras das

armaduras devem ser ancoradas de forma que as forças a que

estejam submetidas sejam integralmente transmitidos ao concreto,

seja por meio de aderência ou de dispositivos mecânicos ou por

combinação de ambos.

ADERÊNCIA, ANCORAGEM E EMENDAS

Aderência, Ancoragem E Emendas

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ADERÊNCIA, ANCORAGEM E EMENDAS

Aderência, Ancoragem E Emendas

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Trajetória das tensões principais na ancoragem

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ADERÊNCIA

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ADERÊNCIA

A própria existência do material concreto armado decorre da solidariedade existente entre o concreto simples e as barras de aço. Qualitativamente, a aderência pode ser dividida em: • Aderência por adesão, • Aderência por atrito e • Aderência mecânica. Aderência (bond, em inglês) é a propriedade que impede que haja escorregamento de uma barra em relação ao concreto que a envolve. É, portanto, responsável pela solidariedade entre o aço e o concreto, fazendo com que esses dois materiais trabalhem em conjunto. A transferência de esforços entre aço e concreto e a compatibilidade de deformações entre eles são fundamentais para a existência do concreto armado. Isto só é possível por causa da aderência.

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ADERÊNCIA

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A adesão resulta das ligações físico-químicas que se estabelecem na interface dos dois materiais, durante as reações de pega do cimento. O processo de cura do concreto promove a chamada passivação da armadura, uma cinética electroquímica, que resulta da formação de películas protetoras sobre a superfície de metais por imposição dessas correntes.

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ADERÊNCIA

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O atrito é notado ao se processar o arrancamento da barra de aço do bloco de concreto que a envolve. As forças de atrito dependem do coeficiente de atrito entre aço e o concreto, o qual é função da rugosidade superficial da barra, e decorrem da existência de uma pressão transversal, exercida pelo concreto sobre a barra.

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ADERÊNCIA

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A aderência mecânica é decorrente da existência de nervuras ou entalhes na superfície da barra. Este efeito também é encontrado nas barras lisas, em razão da existência de irregularidades próprias originadas no processo de laminação das barras. As nervuras e os entalhes têm como função aumentar a aderência da barra ao concreto, proporcionando a atuação conjunta do aço e do concreto.

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A figura abaixo (LEONHARDT, 1977) mostra que mesmo uma barra lisa pode apresentar aderência mecânica, em função da rugosidade superficial, devida à corrosão e ao processo de fabricação, gerando um denteamento da superfície. Para efeito de comparação, são apresentadas superfícies microscópicas de: barra de aço enferrujada, barra recém laminada e fio de aço obtido por laminação a quente e posterior encruamento a frio por estiramento. Nota-se que essas superfícies estão muito longe de serem efetivamente lisas.

ADERÊNCIA

Rugosidade superficial de barras e fios lisos (LEONHARDT, 1977)

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Situações de aderência

Na concretagem de uma peça, tanto no lançamento como no adensamento, o envolvimento da barra pelo concreto é influenciado pela inclinação dessa barra. Sua inclinação interfere, portanto, nas condições de aderência. Por causa disso, a NBR 6118 (2003) considera em boa situação quanto à aderência os trechos das barras que estejam com inclinação maior que 45º em relação à horizontal.

ADERÊNCIA

As condições de aderência são influenciadas por mais dois aspectos: • Altura da camada de concreto sobre a barra, cujo peso favorece o adensamento, melhorando as condições de aderência; • Nível da barra em relação ao fundo da forma; a exsudação produz porosidade no concreto, que é mais intensa nas camadas mais altas, prejudicando a aderência.

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Essas duas condições fazem com que a NBR 6118 considere em boa situação quanto à aderência os trechos das barras que estejam em posição horizontal ou com inclinação menor que 45º, desde que:

• para elementos estruturais com h < 60cm, localizados no máximo 30cm acima da face inferior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima.

• para elementos estruturais com h ≥ 60cm, localizados no mínimo

30cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima.

ADERÊNCIA

Situações de aderência

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Situações de aderência

ADERÊNCIA

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Tensão de aderência

Para uma barra de aço imersa em uma peça de concreto, como a indicada na figura a seguir, a tensão média de aderência é dada por:

ADERÊNCIA

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Ancoragem é a fixação da barra no concreto, para que ela possa ser interrompida. Na ancoragem por aderência, deve ser previsto um comprimento suficiente para que o esforço da barra (de tração ou de compressão) seja transferido para o concreto. Ele é denominado comprimento de ancoragem.

ANCORAGEM

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ANCORAGEM

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Ancoragem de armaduras passivas por aderência O item 9.4.2. orienta para que as barras tracionadas podem ser ancoradas ao longo de um comprimento retilíneo ou com grande raio de curvatura em sua extremidade, de acordo com as condições a seguir: a) obrigatoriamente com gancho (ver 9.4.2.3) para barras lisas; b) sem gancho nas que tenham alternância de solicitação, de tração e compressão; c) com ou sem gancho nos demais casos, não sendo recomendado o gancho para barras de φ > 32 mm ou para feixes de barras. As barras comprimidas devem ser ancoradas sem ganchos.

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ANCORAGEM

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ANCORAGEM

Comprimento Mínimo de Ancoragem em Apoios Extremos

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ANCORAGEM

Em apoios extremos, para os casos (b) e (c) anteriores, a NBR 6118:2014 prescreve que as barras devem ser ancoradas a partir da face do apoio, com comprimento mínimo dado por:

𝑙𝑏𝑒,𝑚í𝑛 ≥ 𝑙𝑏,𝑛𝑒𝑐

𝑟 + 5,5𝜙 ∗ 60𝑚𝑚

* 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑟 𝑜 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑔𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜

Desta forma, pode-se determinar o comprimento mínimo necessário do apoio:

𝑡𝑚í𝑛 = 𝑙𝑏𝑒,𝑚í𝑛 + 𝑐 No qual c é o comprimento da armadura

Comprimento Mínimo de Ancoragem em Apoios Extremos

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Ancoragem de Barras Comprimidas

Nas estruturas usuais de concreto armado, pode ser necessário ancorar barras compridas, nos seguintes casos: • em vigas - quando há barras longitudinais compridas (armadura dupla); • nos pilares - nas regiões de emendas por traspasse, no nível dos andares ou da fundação. As barras exclusivamente compridas ou que tenham alternância de solicitações (tração e compressão) devem ser ancoradas em trecho reto, sem gancho. A presença do gancho gera concentração de tensões, que pode levar ao fendilhamento do concreto ou à flambagem das barras.

ANCORAGEM

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Barras transversais soldadas Podem ser utilizadas várias barras transversais soldadas para a ancoragem de barras, desde que: a) seja o diâmetro da barra soldada φt ≥ 0,60 φ;

b) a distância da barra transversal ao ponto de início da ancoragem seja ≥ 5 φ; c) a resistência ao cisalhamento da solda supere a força mínima de 0,3 . As.fyd (30 % da resistência da barra ancorada).

ANCORAGEM

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Ganchos das armaduras de tração

ANCORAGEM

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Os ganchos das extremidades das barras da armadura longitudinal de tração podem ser: a) semicirculares, com ponta reta de comprimento não inferior a 2 φ; b) em ângulo de 45° (interno), com ponta reta de comprimento não inferior a 4 φ; c) em ângulo reto, com ponta reta de comprimento não inferior a 8 φ.

Tipos de ganchos

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Ganchos das armaduras de tração

ANCORAGEM

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Para as barras lisas, os ganchos devem ser semicirculares. O diâmetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de tração deve ser pelo menos igual ao estabelecido na Tabela 9.1.

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Ganchos dos estribos

ANCORAGEM

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Os ganchos dos estribos podem ser: a) semicirculares ou em ângulo de 45° (interno), com ponta reta de comprimento igual a 5 φt, porém não inferior a 5 cm; b) em ângulo reto, com ponta reta de comprimento maior ou igual a 10 φt, porém não inferior a 7 cm (este tipo de gancho não pode ser utilizado para barras e fios lisos). O diâmetro interno da curvatura dos estribos deve ser no mínimo igual ao valor dado na Tabela 9.2 da NBR 6118:2014

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Emendas das barras

EMENDAS

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Tipos — por traspasse; — por luvas com preenchimento metálico, rosqueadas ou prensadas; — por solda; — por outros dispositivos devidamente justificados.

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Emendas por traspasse

EMENDAS

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Esse tipo de emenda não é permitido para barras de bitola maior que 32 mm. Cuidados especiais devem ser tomados na ancoragem e na armadura de costura dos tirantes e pendurais (elementos estruturais lineares de seção inteiramente tracionada). No caso de feixes, o diâmetro do círculo de mesma área, para cada feixe, não pode ser superior a 45 mm, respeitados os critérios estabelecidos em 9.5.2.5.

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Emendas por luvas rosqueadas ou prensadas

EMENDAS

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Para emendas rosqueadas ou prensadas a resistência da emenda deve atender aos requisitos de normas específicas. Na ausência destes, a resistência deve ser no mínimo 15 % maior que a resistência de escoamento da barra a ser emendada, obtida em ensaio.

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Emendas por solda

EMENDAS

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As emendas por solda exigem cuidados especiais quanto à composição química dos aços e dos eletrodos e quanto às operações de soldagem que devem atender às especificações de controle do aquecimento e resfriamento da barra, conforme normas específicas. As emendas por solda podem ser: — de topo, por caldeamento, para bitola não menor que 10 mm; — de topo, com eletrodo, para bitola não menor que 20 mm; — por traspasse com pelo menos dois cordões de solda longitudinais, cada um

deles com comprimento não inferior a 5 φ, afastados no mínimo 5 φ (ver Figura 9.5);

— com outras barras justapostas (cobrejuntas), com cordões de solda longitudinais, fazendo-se coincidir o eixo baricêntrico do conjunto com o eixo longitudinal das barras emendadas, devendo cada cordão ter comprimento de pelo menos 5 φ (ver Figura 9.5).

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EMENDAS

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