Estrutura de Concreto Armado

7/21/2019 Estrutura de Concreto Armado

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ESTRUTURAS DE

CONCRETO ARMADO

NOTAS DE AULAS

Professor: Tarley Ferreira de Souza Jnior Engenheiro Civil

Depara!eno de En"en#aria

UN$%ERS$DADE FEDERA& DE &A%RAS


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Estruturas de Concreto Armado

Eng. Civil Tarley Ferreira de Souza Junior

Captulo 1- GENERALIDADES

1.1-RESUMO HISTRICO:

A uiliza'(o do )on)reo* diferene do aual* !as )o! )ara)er+si)as se!el#anes*perde,se na Ani"-idade: ./ era )on#e)ido e apli)ado nos e!pos do $!p0rio Ro!ano1

Os ass+rios e 2a2il3nios* pioneiros da )onsru'(o* usara! ar"ila )o!o a"lo!erane*!as a sua fra)a resis4n)ia n(o per!iiu u! !aior desen5ol5i!eno das )onsru'6es1

Os e"+p)ios )onse"uira! u!a li"a'(o !ais r+"ida )o! ar"a!assa de )al e "esso*)o!o aesa! suas pir7!ides e seus e!plos1

Os ro!anos )riara! u! a"lo!erane de "rande dura2ilidade adi)ionando ao )al)/riodeer!inada )inza 5ul)7ni)a do %es5io* )#a!ada 8pozzolana91

E! ;i2ido na e>posi'(o de Paris e! ;??1 Na 5erdade o 2ar)o de &a!2o era feiode 8ar"a!assa ar!ada9* !aerial de !uia uiliza'(o nos dias auais1

Por0!* a in5en'(o do )on)reo ar!ado 0 !uias 5ezes ari2u+do ao fran)4sMON$ER #ori)ulor e paisa"isaH ue 2aseando,se na id0ia de &a!2o* e! ;I )onsruiu5asos de flores )o! ar"a!assa de )i!eno e areia e ar!adura de ara!e* de !aneira 2e!e!p+ri)a1 E! ;I o2e5e a sua pri!eira paene para a )onsru'(o de 5asosK e! ;I; a

paene se esendeu a u2os e reser5aLriosK e! ;I a pla)asK e! ; a pones e e! ;?a es)adas1

%isando res"aar o !0rio de &a!2o* e! =* u! s0)ulo apLs a )ria'(o do 2ar)o*a Fran'a )o!e!orou o )enen/rio do )on)reo ar!ado1

E!


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)on)reo ar!ado1 Apesar de anos anos se ere! passado desde a sua apresena'(o asid0ias funda!enais de MQrs)# ainda )oninua! 5/lidas1

No rasil* EM&$O @ENR$UE AUMART pode ser )onsiderado o 8pai9 daEn"en#aria Esruural rasileira* endo pro.eado 5/rias o2ras )o! di5ersos re)ordes

!undiais de a!an#o ou ori"inalidade* )o!o: , Pone @er5al Sana CaarinaH so2re o Rio do Pei>e* e!


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A uiliza'(o de 2arras de a'o .una!ene )o! o )on)reo* sL 0 poss+5el de5ido sse"uines raz6es:

VHT$%&%'( )n*+n, )n)$e, e % %//e0+$% e'% %e$n)i% en,$e / i/3%,e$i%i/:

Na regio tracionada* onde o )on)reo possui resis4n)ia prai)a!ene nula* elesofre fissura'(o* endendo a se defor!ar* o ue "ra'as ader4n)ia* arrasa )onsi"o as

2arras de a'o for'ando,as a ra2al#ar e )onseuene!ene* a a2sor5er os esfor'os de ra'(o1Nas regies comprimidas* u!a par)ela de )o!press(o poder/ ser a2sor5ida pela

ar!adura* no )aso do )on)reo* isolada!ene* n(o ser )apaz de a2sor5er a oalidade dosesfor'os de )o!press(o1

,? C

Esa diferen'a de 5alores 0 insi"nifi)ane1 , adoa,se para o )on)reo ar!ado W * > ,? C

VHO )n)$e, $,e0e e 5i% % % %$3%+$% 0%$%n,in % +$%&i'i%e %e/,$+,+$%:

O )on)reo e>er)e dupla proe'(o ao a'o:, proe'(o f+si)a: ara50s do )o2ri!eno das 2arras proe"endo,as do !eio e>erior, proe'(o u+!i)a: e! a!2iene al)alino ue se for!a durane a pe"a do )on)reo*

sur"e u!a )a!ada ui!i)a!ene ini2idora e! orno da ar!adura1

1.6 - CONCRETO ARMADO: Defini

Con)reo Ar!ado 0 u! !aerial de )onsru'(o resulane da uni(o do )on)reosi!ples e de 2arras de a'o* en5ol5idas pelo )on)reo* )o! perfeia ader4n)ia enre os dois!aeriais* de al !aneira ue resisa! a!2os solidaria!ene aos esfor'os a ue fore!su2!eidos1

Para a )o!posi'(o do )on)reo ar!ado* pode,se indi)ar esue!ai)a!ene:H )i!eno X /"ua W pasa


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Ci!eno Y"ua Areia Eria

Pasa

Ar"a!assa

Ar"a!assaAr!ada

Tela

Fi2ras

Con)reo

Ar!aduraPassi5a

Ar!aduraAi5a

Con)reoAr!ado

Con)reoProendido

Con)reoAr!ado

)o! fi2ras

)o! fi2rasAr!ada

Ar"a!assa

Mi)ro,S+li)a

Mi)ro,Con)reo deAlo Dese!pen#o

Fi"ura :1:

fluidifi)aneAdii5o Super,

Alo Dese!pen#oCon)reo de



Aual!ene* es/ sendo )ada 5ez !ais e!pre"ado nas esruuras o 8Con)reo deAlo Dese!pen#o9 , CAD1 Z u! )on)reo o2ido )o! u! adii5o superfluidifi)ane e )o!a adi'(o de s+li)a ai5a1 O CAD 0 u! )on)reo )o! propriedades superiores s do )on)reoradi)ional* so2reudo uano dura2ilidade e resis4n)ia1 Ele 0 !ais resisene* !enos

poroso* !ais i!per!e/5el* !ais resisene a!2ienes a"ressi5os* apresenando !aior

proe'(o para as ar!aduras e possui !aior dura2ilidade1 Enuano as resis4n)ias)ara)er+si)as f)[H dos )on)reos radi)ionais nor!al!ene n(o ulrapassa! a!ina!,se a"ora as 5ana"ens e des5ana"ensdo )on)reo ar!ado: %ANTAENS:aH E)ono!ia , o )on)reo se re5ela !ais 2arao ue a esruura !e/li)a* e>)eo e! )asos

de 5(os !uios "randes1 E! !uios )asos os a"re"ados pode! ser o2idos no prLpriolo)al da o2ra1 N(o e>i"e !(o de o2ra espe)ializada1

?


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2H Dura2ilidade , a resis4n)ia do )on)reo au!ena )o! o e!po1)H Adapa'(o a ualuer ipo de f3r!a1dH Manuen'(o e )onser5a'(o prai)a!ene nulas1eH Resis4n)ia ao fo"o1fH $!per!ea2ilidade1

"H Monoliis!o1#H Resis4n)ia ao des"ase !e)7ni)o )#oues* 5i2ra'6esH1iH Fa)ilidade de e>e)u'(o f/)il e!pre"o e !anuseioH1

DES%ANTAENS:Enreano* apesar de anas 5ana"ens* o )on)reo ar!ado apresena a!20! s0riasdes5ana"ens* )o!o:aH rande peso,prLprio


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Ar!adoE = NR


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Captulo 2- O CONCRETO

Nese )ap+ulo* anes de efei5a!ene se ini)iar o di!ensiona!eno das pe'as ue)o!p6e! as esruuras de )on)reo ar!ado* esudar,se,/ de for!a resu!ida o !aerial8)on)reo9* analisando seus !aeriais )o!ponenes* suas prin)ipais propriedades* dosa"ense )uidados para u!a adeuada uiliza'(o1

Por se raar de assuno das dis)iplinas de 8Maeriais de Consru'(o9* a a2orda"e!ue ser/ feia ser/ superfi)ial* o2.ei5ando apenas desa)ar os )on)eios 2/si)os ne)ess/riosao )on#e)i!eno dese !aerial 8o )on)reo9* de5endo os ineressados e! !ais deal#es*re)orrer aos ensina!enos dauela dis)iplina1

$ni)ia,se pelo esudo dos !aeriais ue )onsiue! o )on)reo1

2.1 - MATERIAIS COMPONENTES:

2.1.1 - CIMENTO:

O Ci!eno Porland 0 u! a"lo!erane o2ido pela !oa"e! do )linuer* ao ual s(oadi)ionados durane a !oa"e!* uanidades de sulfao de )/l)io , "esso1 As !a0rias,

pri!as e!pre"adas na fa2ri)a'(o s(o o )al)/rio* a ar"ila e o "esso1

Os sa)os de )i!eno 5endidos no )o!0r)io* al0! da si"la de leras e al"aris!os

ro!anos ue )ara)eriza! o ipo do )i!eno* de5e! apresenar u! n!ero e! al"aris!oar/2i)o:


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1 Ci!eno Porland de Alo,Forno E


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, pil#as no !/>i!o )o! sa)os* podendo ain"ir ? sa)os se o e!po dear!azena"e! for no !/>i!o de ? diasK

, n(o !isurar loes re)e2idos e! 0po)as diferenesK, )onsu!o na orde! )ronolL"i)a de re)e2i!eno1

2.1.2 ? AGREGADOS:

A"re"ados s(o !aeriais "eral!ene ineres n(o rea"e! )o! o )i!enoH ue enra!na )o!posi'(o do )on)reo )o! as finalidades de: , au!enar a resis4n)ia , reduzir arera'(o , reduzir )usos1

Co!o pelo !enos _ do 5olu!e do )on)reo 0 o)upado pelos a"re"ados* as suasualidades s(o de "rande i!por7n)ia1

A E = NR a as )ara)er+si)as e>i"+5eis na re)ep'(o de a"re"ados:fai>as re)o!end/5eis de )o!posi'(o "ranulo!0ri)a* eor !/>i!o de su2s7n)ias no)i5as ei!purezas or"7ni)as e ouros dados de i!por7n)ia pr/i)a1

Se"undo o a!an#o* os a"re"ados s(o )lassifi)ados e! "rados e !idos1A"re"ado !ido 0 a areia naural uarzosa* ou a arifi)ial resulane do 2ria!eno dero)#as es/5eis* de di7!eros !/>i!os i"ual ou inferior a =*; !!1

A"re"ado "rado 0 o pedre"ul#o naural* ou a pedra 2riada* de di7!eros !/>i!ossuperiores a =*; !!1

De a)ordo )o! a pro)ed4n)ia* os a"re"ados s(o )lassifi)ados e! naurais earifi)iais:

, A"re"ados naurais: areia* )as)al#o la5ado do rio* 2rias1 Pedra,po!es e es)Lria dela5a s(o a"re"ados naurais para )on)reo le5e ` ; ["!H e os fra"!enos de!a"neia e de 2aria s(o uilizados para )on)reo pesado ` ["!H1

, A"re"ados arifi)iais: es)Lria de alo,forno e ar"ila e>pandida para )on)reo le5eH1

Para a dosa"e! de )on)reos* espe)ial aen'(o de5e ser dada a u!idade nosa"re"ados* o ue e>i"ir/ u!a )orre'(o das propor'6es da !isura di!inui'(o dauanidade de /"ua a ser adi)ionada e a)r0s)i!o da !assa do a"re"ado de i"ual 5alorH1 No

)aso da areia apare)e ouro efeio: o inchamento. Z o au!eno de 5olu!e )ausado pelaspel+)ulas de /"ua ue ende! a afasar as par+)ulas de areia1 %alores de u!idade e! ornode _ )#e"a! a produzir na areia* in)#a!eno da orde! de _1 A deer!ina'(o doin)#a!eno de a"re"ados !idos 0 feia pelo !0odo M


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, 2ria < 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ,


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Fi"ura i!a da )ur5a de auss1$sso si"nifi)a ue a resis4n)ia )o!press(o do )on)reo 0 u!a 5ari/5el aleaLria )on+nuaue o2ede)e disri2ui'(o nor!al* e sendo assi!* ere!os:

onde:f)


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Pode,se es)re5er: f)


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2.2.! - Re/i/,n)i% Cn)$e, T$%:

Da !es!a for!a ue a resis4n)ia a )o!press(o* a resis4n)ia do )on)reo ra'(o0 esudada por !eio de rupura de )orpos de pro5a )il+ndri)os di7!ero de ? )! e alurade )!H de a)ordo )o! o !0odo M


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Fi"ura posa a'(o pre.udi)ial de a"enes e>ernos* ais )o!o /)idos* /l)alis* /"uas a"ressi5as*

Lleos e "ases no)i5os* e!peraura !uio ala ou !uio 2ai>a91

2.2.7 - Di%0$%3% Ten/-Def$3% Cn)$e,:

E>ise! di5ersos ipos de )on)reo e a for!a do dia"ra!a ens(o,defor!a'(o 0diferene para )ada )on)reo* 5ariando prin)ipal!ene e! fun'(o da resis4n)ia1

%isando esa2ele)er u! )ri0rio )o!u! ao di!ensiona!eno* pro)urou,se adoaru! padr(o de dia"ra!a ens(o,defor!a'(o si!plifi)ado para odos os )on)reos e! fun'(ouni)a!ene da resis4n)ia )ara)er+si)a1

A nor!a N NR I;H no ie! ;1o das a2)issas91

)W ens(o nor!al de )o!press(o no )on)reo)W defor!a'(o espe)+fi)a do )on)reo )o!press(oO2ser5a'(o: ad!ie,se ue a rupura do )on)reo se.a ain"ida )o! en)ura!eno de ial e *?na fle>(o pura1

2.2.8 - P%$3e,$/ Cn)$e,:

Colo)are!os nese ie! al"uns par7!eros fre-ene!ene uilizados no )/l)ulo deesruuras de )on)reo ar!ado:

aH MLdulo de Defor!a'(o &on"iudinal Co!press(o: 8E)9 ie! ;1


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E)W


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E>ise! di5ersos !0odos* 2asane )on#e)idos e apli)ados para a e>e)u'(o deDosa"e! E>peri!enal1

peri4n)ia ou radi'(o do )onsruor1 Os !aeriais

)onsiuines n(o s(o ensaiados e! la2oraLrio1Con#e)ida a resis4n)ia )ara)er+si)a 8f)[9 fi>ada pelo pro.eisa esruural* )al)ula,

se a resis4n)ia de dosa"e! 8f)


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8.3.1.$. %esist&ncia de dosagem

"uando for conhecido o des#io padro snda resis4n)ia* deer!inado e! ensaios)o! )orpos de pro5a da o2ra )onsiderada ou de oura o2ra )u.o )on)reo en#a sidoe>e)uado )o! o !es!o euipa!eno e i"uais or"aniza'(o e )onrole de ualidade* a

resis4n)ia de dosa"e! ser/ )al)ulada pela fLr!ula:f).W f)[X *I? sd

sendo o des5io padr(o de dosa"e! sddeer!inado pela e>press(osdW [n sn

onde [ne! o 5alor se"uine* de a)ordo )o! o n!ero n de ensaios:n W


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2.6 - PRODU;>O DE CONCRETOS:

U!a 5ez esudados os !aeriais )o!ponenes* suas )ara)er+si)as e propriedades*u!a s0rie de )uidados de5e ser o2ser5ada nas eapas de produ'(o do )on)reo1 %e.a!os* defor!a resu!ida* )ada u!a desas eapas:

2.6.1 - Mi/,+$%:

Anes de se ini)iar a !isura* lo"i)a!ene* os uens+lios ue !edir(o os !aeriaisde5e! esar preparados* )o! suas )apa)idades ri"orosa!ene 5erifi)adas ie!


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N(o e>ise! re"ras "erais para a orde! de )arre"a!eno dos !aeriais na 2eoneira*enreano* a)onsel#a!os essa se-4n)ia:, )olo)a,se pri!eira!ene* u!a pare da /"uaK, os de!ais !aeriais ser(o )olo)ados nessa orde!: 2ria* )i!eno* areia e o resane da

/"ua1 Al"u!as 5ezes a!20! pode ser adoada a se"uine se-4n)ia: 2ria* < uanidadede /"ua* )i!eno e final!ene o resane da /"ua1 Essas se-4n)ias de )olo)a'(o de!aeriais s(o indi)adas para as 2eoneiras de I liros as !ais usadasH e uando adosa"e! for feia para u! 5olu!e de ise! ouros !0odos de ranspore: )orreiasransporadoras* )on)reo 2o!2eado* )al#as* e)1 O i!porane 0 )uidar,se para e5iarrepida'6es ue a)arrearia! a se"re"a'(o1


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2.6.! - L%n%3en,:

A nor!a N ie! 1re!a!ene dif+)il a refor!a ou re)upera'(o de esruuras de)on)reo ar!ado1 Assi!* anes da )on)rea"e!* 5/rias a5eri"ua'6es de5e! ser feias:

gH uano s f3r!as e es)ora!enos:, efi)/)ia do es)ora!eno , e>aid(o das di!ens6es e "eo!eria das pe'as a sere!

)on)readas , posi)iona!eno )orreo , alin#a!eno e ni5ela!eno das for!as ,li!peza das for!as prin)ipal!ene nos p0s de pilaresH , esanueidade , !ol#ar asfor!as para e5iar a a2sor'(o da /"ua de a!assa!eno1

aid(o das 2iolas di7!erosH , posi)iona!eno e espa'a!eno )orreos ,afasa!eno da ar!a'(o e! rela'(o s fa)es das for!as para possi2iliar o )o2ri!enodas 2arras pelo )on)reo pasil#asespa'adoresH , )on)enra'(o de ar!a'(odifi)ulando )on)rea"e! \ posi)iona!eno dos ferros ne"ai5os1

gH uano a insala'6es ou pe'as e!2uidas:, e>aid(o do posi)iona!eno* )a!in#a!eno* di7!eros* di!ens6es* )one>6es ,

5eda'(o perfeia , proe'(o uano o2sru'6es por )on)reo ou esran"ula!eno deu2os fle>+5eis1

2.6.6 - Aen/%3en, i&$%F:

O adensa!eno e! )o!o o2.ei5o o2ri"ar o )on)reo a preen)#er os 5aziosfor!ados durane a opera'(o de lan'a!eno* eli!inando as lo)as e reirando o araprisionado1

Os pro)essos de adensa!eno pode! ser !anuais e !e)7ni)os1

O adensa!eno !anual 0 o !odo !ais si!ples e ani"o e )onsise e! fa)iliar a)olo)a'(o do )on)reo na for!a !ediane "olpes na !assa )o! u!a #ase 5er"al#(oH* ou

por apiloa!eno da superf+)ie )o! souees1

O adensa!eno !e)7ni)o usual!ene 0 feio ara50s de 5i2radores de i!ers(o eapresena 5/rias 5ana"ens so2re o adensa!eno !anual: , au!eno da )o!pa)idade ,


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au!eno da resis4n)ia , !aior #o!o"eneidade , e)ono!ia de )i!eno e !(o,de,o2ra ,di!inui'(o da rera'(o , redu'(o da per!ea2ilidade , au!eno da dura2ilidade1

Enreano* apesar de odas esas 5ana"ens* o e>)esso de 5i2ra'(o ue )ausa ase"re"a'(oH ou a )onsis4n)ia n(o adeuada da !isura* pode le5ar a )on)reos de p0ssi!a

ualidade1 Para a uiliza'(o de 5i2radores* a )onsis4n)ia do )on)reo de5e ser* lo"i)a!ene*!enos pl/si)a do ue a )onsis4n)ia para 5i2ra'(o !anual1

Para se e5iar o e>)esso de 5i2ra'(o* ela de5e ser paralisada uando o operadoro2ser5ar na superf+)ie do )on)reo o sur"i!eno de u!a pel+)ula de /"ua e o 0r!ino dafor!a'(o de 2ol#as de ar1 A for!a'(o dessas 2ol#as era inensa no in+)io da 5i2ra'(o* !asde)res)e pro"ressi5a!ene a0 uase se anular1

A nor!a N ie! 1


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ar!adura1 A proe'(o )onra a se)a"e! pre!aura* pelo !enos durane os pri!eiros diasapLs o lan'a!eno do )on)reo* au!enado ese !+ni!o uando a naureza do )i!eno oe>i"ir* poder/ ser feia !anendo,se u!ede)ida a superf+)ie ou proe"endo,se )o! u!

pel+)ula i!per!e/5el1 O endure)i!eno do )on)reo poder/ ser ane)ipado por !eio deraa!eno 0r!i)o adeuado e de5ida!ene )onrolado* n(o se dispensando as !edidas de

proe'(o )onra a se)a"e!1

Todo pro)esso de )ura de5e ser )on+nuo* e5iando,se pro)essos iner!ienes1Pode,se afir!ar ue* uano !ais perfeia e de!orada for a )ura do )on)reo* (o

!el#ores ser(o suas )ara)er+si)as de resis4n)ia* de i!per!ea2ilidade de dura2ilidade eouras !ais1

2.6.8 - Re,i$%% %/ f$3%/ e E/)$%3en,:

Re)o!enda'6es da N ie! =1o de E) e a !aior

pro2a2ilidade de "rande defor!a'(o lena uando o )on)reo 0 soli)iado )o! pou)a idade1Se n(o for de!onsrado o aendi!eno das )ondi'6es a)i!a e n(o se endo usado

)i!eno de ala resis4n)ia ini)ial ou pro)esso ue a)elere o endure)i!eno* a reirada dasfor!as e do es)ora!eno n(o de5er/ dar,se anes dos se"uines prazos:

, fa)es laerais: diasK, fa)es inferiores* dei>ando,se ponalees 2e! en)un#ados e )on5eniene!ene

espa'ados: = diasK

, fa)es inferiores* se! ponalees:

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