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UUNNIIPP -- UUnniivveerrssiiddaaddee PPaauulliissttaaECA 1 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

Fernando de Moraes Mihalik

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UUNNIIPP -- UUnniivveerrssiiddaaddee PPaauulliissttaa

IICCEETT

EESSTTRRUUTTUURRAASS DDEE

CCOONNCCRREETTOO AARRMMAADDOO

EECCAA

NNOOTTAASS DDEE AAUULLAA 0011EE SS TT RR UU TT UU RR AA SS

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EESSTTRRUUTTUURRAASSNNOOTTAASS DDEE AAUULLAA -- PPAARRTTEE 11

IINNTTRROODDUUOO

1. NOES BSICAS DE ESTRUTURAS

Elementos Bsicos: Lajes, Vigas e Pilares.

- Lajes:Elementos de forma laminar (placas).

Dispostosgeralmente no planohorizontal.

Cargas normais ao seu plano mdio (na maioria dos casos).

Submetidos fundamentalmente a esforos de flexo.

- Vigas:Elementos de barras, dispostosgeralmente no plano horizontal.

Mais rgidas que as lajes

Cargas normais ao seu eixo (namaioria dos casos).

Submetidas principalmente a esforos de flexo e a esforos cortantes.

- Pilares:Elementos de barras, dispostos na vertical (tambm chamados decolunas, principalmente em estruturas metlicas).

Cargas predominantemente no sentido axial.

Submetidos a esforos predominantemente de compresso.

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2. FUNCIONAMENTO BSICO DE UMA ESTRUTURA CONVENCIONAL

As cargas so aplicadas nas lajes. Estas so transferidas para as vigas, que sustentam as lajes Por sua vezas vigas tambm recebem cargas diretamente. Das vigas, as cargas seguem para os pilares, at oselementos de fundao. Os elementos de fundao tratam de transferir as cargas para o solo.

Cargas: Cargas permanentes: - Peso prprio da estrutura

(cargas de longa durao) - Alvenarias (paredes)- Revestimentos (de piso e de paredes)- Pisos- Enchimentos- Impermeabilizao- Forros- Caixilhos- Aterros

- Outras cargas de longa durao Cargas acidentais (ou variveis): - Sobrecarga a ser considerada para o uso,

ou seja, a carga prevista para a utilizao da edificao, em funo de sua ocupao.

EEmm uummaa eessttrruuttuurraa ccoonnvveenncciioonnaall ,, aass ppaarreeddeess nnoo ttmm ffuunnoo eessttrruuttuurraall ;; aassccaarrggaass ddeesscceemm ddeessddee oo ppaavviimmeennttoo ssuuppeerriioorr aatt aa ffuunnddaaoo aappeennaass aattrraavvssddooss ppii llaarreess,, ee vvmm ssee ssoommaannddoo ppiissoo aappss ppiissoo..

SSUUPPEERREESSTTRRUUTTUURRAA LLAAJJEESS EE VVIIGGAASSMMEESSOOEESSTTRRUUTTUURRAA PPIILLAARREESSIINNFFRRAAEESSTTRRUUTTUURRAA FFUUNNDDAAEESS ((ss vveezzeess iinncclluuii--ssee ooss ppii llaarreess ccoommooeelleemmeennttooss ddaa iinnffrraaeessttrruuttuurraa)

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A viga V2 se apia nos pilares P3 e P4 (transfere carga).A viga V4 se apia nos pilares P4 e P2.

Da mesma forma, a viga V1 se apia nos pilares P1 e P2 e aviga V3 se apia nos pilares P3 e P1.

AAss vviiggaass rreecceebbeemm aass ccaarrggaass pprroovveenniieenntteess ddaallaajjee ((ee oouuttrraass qquuee llhheess ssoo ddiirreettaammeenntteeaappll iiccaaddaass)) ee aass ttrraannssffeerreemm aaooss ppii llaarreess..

AA llaajjee ttrraannssffeerree ssuuaa ccaarrggaappaarraa aass vviiggaass qquuee eessttoo nnoosseeuu ccoonnttoorrnnoo..

OO ppii llaarr PP44 rreecceebbee aass ccaarrggaass ddaass vviiggaass VV22 ee VV44((ssuuaass rreeaaeess ddee aappooiioo))..AAnnaallooggaammeennttee oo ppii llaarr PP11 rreecceebbee aa ccaarrggaa ddaa VV11 eeVV33,, oo ppii llaarr PP22 ddaa VV11 ee VV44 ee oo ppii llaarr PP33 ddaa VV22 ee VV33..

PILAR P4

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OO ppii llaarr ttrraannssmmiittee aaccaarrggaa aaoo eelleemmeennttooddee ffuunnddaaoo,, qquuee,,

ppoorr ssuuaa vveezz aattrraannssffeerree aaoo tteerrrreennoossuubbjjaacceennttee..

OO ttiippoo ddaa eessttrruuttuurraa ddeeffuunnddaaoo ddeeppeennddee ddeevvrriiooss ffaattoorreess,, ccoommoo aaccaappaacciiddaaddee rreessiisstteennttee ddootteerrrreennoo,, ggrraannddeezzaa ddaass

ccaarrggaass,, ee mmeettooddoollooggiiaaccoonnssttrruutt iivvaa..

ESQUEMA RETICULAR PARA ESTUDO DA ESTRUTURA:

Para o estudo dos esforos na estrutura adota-se um esquema reticular onde os eixos das vigas e

pilares so representados por barras e o plano mdio das lajes representado por uma placa.

So necessrias a identificao dos elementos e a adoo de um sistema de coordenadas.

FUNDAO DO PILAR P4

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PILAR P4

Alterando-se a posio das pernas da mesa (pilares) teremos uma estrutura com umfuncionamento um pouco diferente:

O funcionamento da L1 idntico ao do exemplo anterior (isto , ela est apoiada nas 4 vigas V1, V2, V3, V4)

Funcionamento igual ao exemplo anterior

LAJE L1

R R p.p. do PP4 P4V4

4= +

AA vviiggaa VV22 ssee aappooiiaannaass eexxttrreemmiiddaaddeessddooss bbaallaannooss ddaassvviiggaass VV33 ee VV44 A

A vviiggaa VV44 rreecceebbee aass ccaarrggaass ddaa VV22 ee ddaa VV11..EEllaa eesstt bbii--aappooiiaaddaa,, ccoomm ddooiiss bbaallaannooss,,eemm ccuujjaass eexxttrreemmiiddaaddeess ssee aappiiaamm VV22 ee VV11..

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3. CONCEITUAO GERAL - Associao Concreto - Ao

3.1. Introduo

As duas principais qualidades que um material deve ter para poder ser usado comoestrutura so:

- Resistncia- Durabilidade

Exemplos de materiais:

Pedra: - Durabilidade ilimitada (infinita)-Resistncia elevada a esforos de compresso, e baixa aesforos de trao.

Madeira: - Boa resistncia a esforos de trao e compresso.-Durabilidade limitada - sujeita as condies externas: tempo,

umidade.

O concreto surgiu como alternativa para se obter um material com as seguintesqualidades:

- Pode ser fundido em quaisquer formas e dimenses.- De uma maneira bem simples pode ser considerado como uma pedra artificial,

tendo assim grande durabilidade.- Possui alta resistncia compresso e praticamente no resiste trao.- Associado ao ao supera a baixa resistncia trao pela ao deste; alm disso,

a presena do concreto envolvendo o ao, protege-o contra a corroso.

3.2. Constituintes do Concreto - As associaes Concreto Ao

a) Constituintes

PPAASSTTAA == CCIIMMEENNTTOO ++ GGUUAA

AARRGGAAMMAASSSSAA == PPAASSTTAA ++ AAGGRREEGGAADDOO MMIIDDOO

CCOONNCCRREETTOO == AARRGGAAMMAASSSSAA ++ AAGGRREEGGAADDOO GGRRAADDOO

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- CONCRETO PROTENDIDO = CONCRETO + ARMADURA ATIVA

Quando so aplicados esforos prvios de compresso no concreto atravs da armadura previamentetracionada, de tal forma que as futuras tenses de trao provocadas por um carregamento externo sejamsuperpostas a estas tenses prvias de compresso.

Existem 2 tipos bsicos de protenso:

- 1- Protenso com aderncia posterior:

A seguir uma foto dos primrdios do concreto protendido, mostrando a armadura de um viaduto antes dacolocao das formas para a concretagem da superestrutura. Pode-se notar o traado dos cabos deprotenso, que praticamente acompanha o diagrama de fletores ao longo da viga

NA_01.14

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Foto, tirada na poca dos primrdios do concreto protendido, mostrando as bainhas de cabos de protenso ao longo de vigas devigas de uma obra de arte (ponte ou viaduto)

Detalhes de Dispositivos de Protenso:

Placa de ancoragem e bainha metlica

Macaco de Protenso

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Seqncia de Operaes de Protenso dos Cabos pelo Macaco de Protenso - em corte

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2 - Protenso com aderncia inicial:

Esse tipo de protenso muito utilizado em pistas de protenso, para elementos pr-fabricados.

Fotos da fabricao de placas em uma pista de protenso, dentro de um galpo

Fase Inicial - Os cabos esto posicionados, assim como as formas, para a execuo de vriasplacas de concreto, dispostas em srie, ao longo da pista

Fase final As placas j foram concretadas- ver os macacos de protenso (amarelos), quepreviamente tracionaram os fios (antes da concretagem); notar as juntas entre as placas

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COMPARAO ENTRE CONCRETO ARMADO E PROTENDIDO

No concreto protendido:

H um melhor aproveitamento dos materiais ao e concreto, pois se trabalha prximo ssuas tenses limites.

Assim sendo, possvel a execuo de obras vencendo vos bem maiores que os que seconseguiria utilizando concreto armado.

Pode-se executar estruturas mais esbeltas que em concreto armado. H uma proteo muito melhor da prpria armadura devido inexistncia de fissurao

(pois o concreto no est submetido a trao). Os custos so mais altos, os materiais so mais caros. H necessidade de um controle e de uma fiscalizao muito maiores. necessria a verificao da estrutura em diversos estgios de execuo. Por exemplo,

deve-se verificar se, em uma fase inicial da obra, quando a estrutura no est totalmentecarregada, os esforos de protenso aplicados no esto provocando excessos de

compresso no concreto.

3.3. Modo de Execuo:

Quanto maneira de execuo de peas estruturais em concreto, armado ou protendido,podemos classificar em:

Moldado no local (ou moldado in-loco): os elementos so fundidos no local desua utilizao definitiva na estrutura.

Pr Moldado: os elementos so fundidos fora do local de sua utilizao naestrutura, por exemplo, no canteiro de obras, e ento levados e posicionados nolocal definitivo.

Pr Fabricado: os elementos so fabricados em usinas (sob um controle rigorosode execuo), sendo depois levados para a obra e posicionados no local definitivo.

Observaes:1- As estruturas podem ser executadas com alguns elementos pr-moldados / pr-fabricados e outros

elementos moldados no local.2- Os elementos em concreto armado no possuem nenhuma armadura ativa (protendida), ao passo

que os elementos em concreto protendido possuem tambm partes de suas armaduras passivas,ou seja, os elementos em concreto protendido podem ser considerados tambm armados.

3- Em alguns casos, em funo das necessidades, pode-se efetuar uma protenso que no eliminatotalmente os esforos de trao. Nesse caso, classifica-se a protenso como protenso parcial.

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3.4. Elementos Estruturais em Concreto Armado Esquemas Bsicos de Armao

a) Lajes

- Flexo nas Lajes

- Lajes Armadas em Cruz

Cobrimento da armadura (ou recobrimento) a uma camada necessria para a proteo da

armadura. Quanto mais agressivo o ambiente for para a armadura, maior deve ser ocobrimento.

( )l l1 2

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- Armadas em uma direo

- Laje Isolada

( )21ll

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- Lajes Contnuas

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b) Vigas

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- Armadura Longitudinal

Absorve os esforos de trao e / ou auxiliam na absoro dos esforos decompresso (armadura na zona comprimida).

Auxilia na montagem da armadura (porta estribos).

Auxilia no combate fissuras (armadura de pele em vigas altas).

- Armadura Transversal (Estribos e Barras Dobradas):

Liga a zonacomprimida zonatracionada.

No caso de estribos:absorve as tensessecundrias devido aderncia da

armaduralongitudinal.

Absorve as tenses detrao devido foracortante.

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c) Pilares

Armadura Longitudinal:contribui na absoro dos esforos solicitantes daseo (compresso, na maioria dos casos, oueventualmente, esforos de trao).

Armadura Transversal: garanteo posicionamento da armadura longitudinaldurante a montagem e a concretagem. Assegura aestabilidade das barras longitudinais contra aflambagem localizada.

SEO TRANSVERSAL

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F d d M Mih lik

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BIBLIOGRAFIA BSICAPROJETO E EXECUO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO, Francisco PauloGraziano, Editora O Nome da Rosa, 2005.CLCULO E DETALHAMENTO DE ESTRUTURAS USUAIS DE CONCRETO ARMADOSEGUNDO A NBR6118-2003 - Roberto Chust Carvalho e Jasson Rodrigues de Figueiredo Filho- editora EDUFSCar (editora da Universidade Federal de So Carlos)CURSO DE CONCRETO ARMADO - Jos Milton de Arajo - editora Dunas

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARLEONHARDT, MONNING Construes de Concreto. , Livraria Intercincia, 1990.MONTOYA, Jimenez et alli. Hormign armado. Barcelona: G. Gili, 1994.PFEIL, Walter. Concreto Armado. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1989.BOTELHO, Manoel H C Concreto Armado, eu te amo, Edgard Blucher, 1983.FUSCO, PB - Tcnica de Armar Estruturas de Concreto Armado.

NORMA TCNICAS PRINCIPAIS ESTRUTURAS DE EDIFICAESABNT, Associao Brasileira de Normas Tcnicas - NBR 6118/2003 - Projeto de Estruturas deConcreto.ABNT, Associao Brasileira de Normas Tcnicas - NBR 6123/82 Cargas para o Clculo deEstruturas de Edificaes.

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