UDESC UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CCT CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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1 UDESC UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CCT CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL APOSTILA DE CONCRETO ARMADO I CAR1001 º emetre de 014 Verão baeada na NBR 6118/014 Profa. Sandra Denie Kruger Alve andrakrugeralve@gmail.com/andra.kruger@udec.br Fone: (47)

2 1. PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS PARA A CONCEPÇÃO E O DESENVOLVIMENTO DA SENSIBILIDADE ESTRUTURAL Na engenharia etrutural eitem baicamente dua fae: a fae de concepção do projeto, e a fae do deenvolvimento propriamente dito. O objetivo principal é obter oluçõe adequada, imple e econômica para o problema propoto, eigindo do engenheiro eperiência e enibilidade para encontrar eta repota, não e equecendo de que A engenharia é a arte de tratar de maneira imple e adequada o compleo. A qualidade de um projeto e mede pela adequação da ua olução, pelo eu método contrutivo, pela qualidade do detalhamento com vita à facilidade eecutiva, e pelo eu dimenionamento atravé de modelo que imulem corretamente a etrutura, propiciando um grau de egurança adequado. 1.1 ANÁLISE CONCEITUAL A análie conceitual é formada por vária etapa, como: - deenho equemático em ecala adequada; - indicação da carga atuante, hipótee adotada, materiai utilizado; - viualização e análie do divero caminho que a carga atuante devem percorrer até chegar à fundação. Ito depende da dipoição e rigidez do vário elemento que compõe a etrutura, lembrando-e que a etrutura que permite o menor caminhamento da carga até a fundação é a mai econômica; - viualização da equencia contrutiva. 1. PRÉ-DIMENSIONAMENTO Neta etapa é feita uma análie implificada em eçõe crítica, para que e tenha ideia da orden de grandeza envolvida. Depoi de definida a dimenõe do elemento etruturai, é feito um cálculo detalhado da etrutura envolvendo muita veze programa computacionai. Aconelha-e não proeguir o cálculo e houver muita dicrepância entre o pré-dimenionamento e o definitivo, poi é neta fae que muito engenheiro e entem confiante demai por diporem de um programa teoricamente muito eficaz, podendo acontecer muito erro. 1.3 REGRAS ÚTEIS Lembrando-e que projetar não é calcular, e im prever e reolver problema, eguem algun conelho : - entender o projeto como um todo (arquitetura, implantação, etrutura, ditribuição elétrica e de ar condicionado, tubulaçõe referente ao projeto hidráulico, etc); - prever o problema ao longo de toda a etapa contrutiva, ou eja, procurar uma olução de fácil eecução;

3 - entender a ditribuição da vaga na garagen, bem como erá feita a circulação do veículo; - verificar poívei diferença de nívei; - eparar o principal do ecundário; - penar! Penar no problema, levantar todo o apecto poívei, gerar um modelo implificado levando em conta o apecto eenciai, etc. 1.4 MEMORIAL DE CÁLCULO, DESENHOS E ESPECIFICAÇÕES O produto final de um projeto etrutural é contituído por memorial de cálculo, deenho e epecificaçõe. O memorial de cálculo é um documento de auílio e eclarecimento de dúvida obre um determinado projeto, contendo decrição da concepção, do cálculo e do detalhamento do memo. Ele deve er autoeplicativo, claro (bom entendimento) e conter todo o dado que farão parte do deenho final, uma vez que é o documento fundamental para o controle da qualidade. A etrutura da memória de cálculo deve conter: a) índice: utilização de regra para o divero iten (letra maiúcula, minúcula, número) e paginação; b) conteúdo: - hipótee preliminare (carregamento, caracterítica do materiai empregado, caracterítica do olo de fundação, condicionante contrutiva, método eecutivo, etc); - memorial jutificativo e decritivo (decrever a obra e jutificar a olução adotada); - itema etrutural (deenho equemático); - implantação e geometria; - cálculo principal (laje, viga, pilare, fundação, detalhe gerai); - deenho gerado (aneo); Da mema forma, a informaçõe do deenho e epecificaçõe devem também er completa, clara, em ecala apropriada, conitente entre i e correta. 1.5 QUALIDADE NO PROJETO ESTRUTURAL A NBR 6118:003 procurou inerir novo conceito de qualidade dentro do projeto etrutural, muito além do que implemente a garantia da etabilidade da obra. Aim, uma etrutura deve apreentar requiito relativo à ua capacidade reitente, bom deempenho em erviço (não pode haver fiuração eceiva, deformaçõe inconveniente e vibraçõe indeejávei) e durabilidade. A vida útil de projeto deve er de 50 ano, e a qualidade paa pela itematização egundo padrõe internacionai de qualidade, proporcionalmente ao porte e ao rico da contrução em análie. Ito eige contante atualização do nível de conhecimento do projetita e cuidado com o proceo de automatização envolvido no projeto. Toda a norma técnica internacionai apreentam uma grande preocupação com a qualidade, englobando economia na eecução da obra, melhor aproveitamento da tecnologia do materiai, da metodologia da análie numérica, da garantia de durabilidade e 3

4 vida útil da contruçõe e da egurança, não apena imediata da etrutura, ma também a longo prazo, evitando-e acidente deneceário. O projeto deve er compatível dede o atendimento ao projeto arquitetônico até o ajute com a intalaçõe, apreentando uma garantia de uma eecução correta daquilo que foi projetado. Viando procurar etrutura cada vez com mai qualidade, a verão da NBR 6118/014 inclui o item que diz que a avaliação da conformidade do projeto deve er realizada por profiional habilitado, independente e diferente do projetita, requerida e contratada pelo contratante, e regitrada em documento epecífico que acompanhará a documentação do projeto. Entende-e que o contratante, pode er o proprietário da obra, dede que ete tenha condiçõe de compreender o que etá e propondo e acertado nete contrato, cujo conteúdo pode verar obre termo técnico, epecífico da linguagem do engenheiro. Nee cao, entende-e que o proprietário tenha conhecimento técnico uficiente e compreenda todo o teor técnico do contrato e o autorize. O contratante pode er também um repreentante ou prepoto do proprietário, repondendo tecnicamente pelo que há de cunho técnico nete contrato, ubtituindo ete último na quetõe eigida, ou eja, na reponabilidade própria e definida pela norma. O contratante também definirá em comum acordo com o projetita, a demai prerrogativa, eigência e neceidade para atendimento da norma, empre que alguma tomada de decião reulte em reponabilidade preente e futura de amba a parte. A avaliação da conformidade do projeto deve er realizada ante da fae de contrução e, de preferência, imultaneamente com a fae de projeto. Para o critério de aceitação do projeto, do recebimento do concreto e aço e da confecção do manual de utilização, inpeção e manutenção, deve-e conultar a eção 5 da NBR 6118/014. Ainda dentro do conceito de qualidade de um projeto etrutural, evitando envelhecimento prematuro da etrutura e garantindo ua durabilidade, devem er obervado: a) drenagem eficiente; b) forma arquitetônica e etruturai adequada; c) garantia de concreto com qualidade apropriada, com um período adequado de cura apó a concretagem (para etrutura corrente ver ABNT NBR 14931); d) garantia de cobrimento de concreto apropriado para proteção da armadura; e) detalhamento adequado da armadura; f) controle de fiuração; g) uo de revetimento protetore na peça ob condiçõe ambientai agreiva; h) definição de um plano de inpeção e manutenção preventiva; i) análie cuidadoa e atenta do projeto arquitetônico; j) contato com o proprietário para aber do objetivo da obra, durabilidade etimada, padrão de revetimento e acabamento; k) conhecimento do contrutor e ua obra anteriore; l) lançamento de um itema etrutural compatível com a arquitetura, com o projeto de intalaçõe, com a tecnologia eecutiva diponível, etc; m) pré-dimenionamento da etrutura com verificação da compatibilidade do eforço e deformaçõe do itema criado; 4

5 n) deenvolvimento do projeto propriamente dito, incluindo detalhamento de cada elemento da etrutura, combinando o reultado obtido da análie e do programa utilizado com a eperiência profiional; o) deenho claro e detalhado; p) implementação no deenho de informaçõe complementare (reitência do materiai utilizado, módulo de elaticidade, hipótee coniderada, etc); q) upervião da eecução da obra pelo projetita, com viita eventuai à obra na fae crítica da eecução do projeto, como por eemplo ante da concretagen; o) garantia de uma ondagem bem feita (SPT, CPT, rotativa em rocha, etc); r) projeto planialtimétrico bem elaborado (por eemplo no cao de ponte); ) utilização de barreira protetora em pilare (viaduto, ponte, garagen e outro) ujeito a choque mecânico; t) utilização de junta de dilatação em etrutura ujeita a variaçõe volumétrica; u) utilização de iolamento iotérmico, em cao epecífico, para prevenir patologia devida a variaçõe térmica. v) utilização cuidadoa de aditivo à bae de cloreto em etrutura de concreto, que devem ter eu limite etabelecido pela ABNT NBR Realta-e que a verão anterior da norma proibia a utilização dete tipo de aditivo. Deve-e lembrar ainda que a condiçõe de equilíbrio e de compatibilidade devem er empre repeitada, e podem er etabelecida com bae na geometria indeformada da etrutura (teoria de primeira ordem), ou com bae na geometria deformada (teoria de egunda ordem), no cao em o delocamento influenciem de maneira ignificativa o eforço interno. 5

6 . INTRODUÇÃO AO CONCRETO ARMADO.1 COMPOSIÇÃO DO CONCRETO ARMADO O concreto armado é compoto de concreto imple mai um material de boa reitência à tração, como por eemplo, aço ou bambu, que devem etar convenientemente colocado (armadura paiva). O concreto por ua vez, é formado por um material aglomerante (cimento Portland, cimento de pega rápida, etc), materiai inerte (agregado graúdo ou miúdo), água e eventualmente aditivo. Ete aditivo podem ter a função de acelerar o endurecimento do concreto, aumentar a trabalhabilidade, a reitência, a impermeabilidade ou a durabilidade do concreto.. VANTAGENS DO USO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO A principai vantagen em e utilizar etrutura de concreto armado ão: - facilidade e rapidez na contrução, principalmente no cao de e utilizar peça prémoldada; - economia em função do baio cuto do materiai e da mão-de-obra envolvida; - adaptabilidade a qualquer forma contrutiva, em função da boa trabalhabilidade; - proceo contrutivo batante conhecido em qualquer lugar do paí; - boa reitência a divera olicitaçõe, incluindo-e a reitência ao fogo e ao choque; - materiai de fácil obtenção; - conervação fácil e de baio cuto, dede que a etrutura tenha ido convenientemente projetada e contruída; - boa tranmião de eforço, em função da obtenção de etrutura monolítica (concretagem in loco); - boa aderência entre o materiai e comportamento idêntico do concreto e do aço com relação ao módulo de deformação térmica..3 DESVANTAGENS DO USO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Da mema forma, a principai devantagen ão: - encarecimento da fundaçõe (peo próprio elevado); - reforma e demoliçõe trabalhoa; - eigência contrutiva (ecoramento, concreto bem eecutado, cura, etc); - baia reitência à tração do concreto, havendo a neceidade de colocação de armadura corretamente poicionada; - problema de fiuração e de corroão da armadura..4 NORMAS BRASILEIRAS REFERENTES AO CONCRETO ARMADO E PROTENDIDO A principai norma braileira relacionada ao projeto etrutural ão: 6

7 NBR 6118 Projeto de etrutura de concreto procedimento; NBR 610 Carga para o cálculo de etrutura de edificaçõe procedimento; NBR 613 Força devido ao vento em edificaçõe procedimento; NBR 8681 Açõe e egurança na etrutura procedimento; NBR 7187 Cálculo e eecução de ponte de concreto armado; NBR Eecução de etrutura de concreto procedimento. Também relacionada ao concreto armado tem-e a eguinte norma: NBR 7808 Símbolo gráfico para projeto de etrutura; NBR 573 Cimento Portland comum epecificação; NBR 5733 Cimento Portland de alta reitência inicial epecificação; NBR 5735 Cimento Portland de alto forno epecificação; NBR 5736 Cimento Portland pozolânico epecificação; NBR 5738 Concreto procedimento para moldagem e cura de corpo-de-prova; NBR 5739 Concreto enaio de compreão de corpo-de-prova cilíndrico; NBR 6004 Arame de aço enaio de dobramento alternado método de enaio; NBR 61 Projeto e eecução de fundaçõe procedimento; NBR Materiai metálico determinação da propriedade mecânica à tração método de enaio; NBR 6153 Produto metálico enaio de dobramento emi-guiado método de enaio; NBR 6349 Fio, barra e cordoalha de aço para armadura de protenão enaio de tração método de enaio; NBR 7190 Projeto de etrutura de madeira procedimento; NBR 7 Argamaa e concreto determinação da reitência à tração por compreão diametral de corpo de prova cilíndrico método de enaio; NBR 7477 Determinação do coeficiente de conformação uperficial de barra e fio de aço detinado a armadura de concreto armado método de enaio; NBR 7480 Aço detinado à armadura para etrutura de concreto armado epecificação ; NBR 748 Fio de aço para concreto protendido epecificação; NBR 7483 Cordoalha de aço para concreto protendido epecificação; NBR 7484 Fio, barra e cordoalha de aço detinado a armadura de protenão enaio de relaação iotérmica método de enaio; NBR 85 Concreto Determinação do módulo de deformação etática e diagrama tenão - deformação método de enaio; NBR 8548 Barra de aço detinada a armadura para concreto armado com emenda mecânica ou por olda determinação da reitência à tração método de enaio; NBR 8953 Concreto para fin etruturai claificação por grupo de reitência claificação; NBR 8965 Barra de aço CA 4S com caracterítica de oldabilidade detinada a armadura para concreto armado epecificação; NBR 906 Projeto e eecução de etrutura de concreto pré-moldado procedimento; NBR Cimento Portland compoto epecificação; NBR Verificação de emenda metálica de barra de concreto armado método de enaio; 7

8 NBR 114 Concreto determinação da reitência à tração na fleão em corpo de prova primático método de enaio; NBR 1519 Símbolo gráfico de elemento de ímbolo, ímbolo qualitativo e outro ímbolo de aplicação geral; NBR 1654 Controle tecnológico de materiai componente do concreto procedimento; NBR 1655 Concreto: preparo, controle e recebimento procedimento; Obervaçõe: - como toda norma etá ujeita a reviõe, deve-e verificar qual é norma vigente e e houve atualização (vide - a NBR 6118/014 não inclui requiito eigívei para evitar o etado limite gerado por certo tipo de ação, como imo, impacto, eploõe e fogo. Para açõe ímica, deve-e conultar a NBR 1541, e para açõe em ituação de incêndio deve-e conultar a NBR 1500; - no cao de etrutura epeciai, tai como de elemento pré-moldado, ponte, obra hidráulica, etrutura off-hore, ou em que e utilizam técnica contrutiva não convencionai, a condiçõe da NBR 6118/014 ainda ão aplicávei, devendo no entanto er complementada por outra norma braileira epecífica; - dede que eja devidamente jutificado, pode-e também utilizar algun regulamento internacionai, endo o principai: Builiding Code Requirement for Reinforced Concrete (ACI American Concrete Intitute); CEB-FIP Model Code (Comitê Euro-Internacional du Beton); EUROCODE. - como ugetão para conulta neta diciplina, indica-e o ite UNIDADES Na diciplina de CAR-I erão utilizada unidade do Sitema Internacional (SI), e em virtude do grande problema que algun profiionai ainda tem ao lidar com divero itema de unidade, motra-e a eguir a equivalência mai comun com o itema MKS: 1 N 0,1 kgf 1 kn 100 kgf 0,1tf 1 kn.m 100 kgf.m 0,1 tf.m 1 Mpa 10 kgf/cm 1000kN/m 100 tf/m 0,1 kn/cm 8

9 3 PROPRIEDADES DO CONCRETO 3.1 CLASSES DE CONCRETO O concreto utilizado para fin etruturai ubdividem-e em grupo de acordo com a reitência caracterítica à compreão ( f ). Aim, têm-e o concreto mai comumente utilizado, pertencente ao grupo I de reitência (C10 a C50), e o concreto pertencente ao grupo II (C55 a C90), também conhecido como concreto de alto deempenho. O número indicadore da clae repreentam o f do concreto. Aim, um concreto C5 poui f ck 0 Mpa. Por eigência da NBR 6118, o valor mínimo da reitência à compreão deve er de 0 Mpa para concreto apena com armadura paiva (concreto armado) e 5 Mpa para concreto com armadura ativa (concreto protendido). O valor de 15 Mpa pode er uado apena em fundaçõe e eventualmente em obra proviória (obra com até quatro pavimento, vão de no máimo 4 m, em utilização de laje plana, e dede que o proprietário eteja de acordo). ck ck 3. CONCRETO ARMADO E CONCRETO PROTENDIDO O concreto armado é obtido por meio da aociação entre concreto imple e uma armadura convenientemente poicionada, chamada de armadura paiva, de tal modo que o doi materiai reitam de forma olidária ao eforço olicitante. Por ua vez, o concreto protendido é obtido por meio da aociação entre o concreto imple e a armadura ativa, para a qual é aplicada uma força de protenão com a finalidade principal de neutralizar a tenõe de tração. A armadura nete cao é compota de cabo (armadura ativa) e barra (armadura paiva). Viga de concreto armado. 9

10 Viga de concreto protendido. Quando não há reforço de armadura no concreto, ete é conhecido como concreto imple, endo eu uo retrito a apena algun tipo de etrutura, tai como: - barragen de concreto de gravidade; - bae de tubulõe; - etaca moldada in loco, ecetuando-e a região próima à uperfície; - face uperiore de laje na regiõe de momento poitivo. 3.3 MASSA ESPECÍFICA Para concreto imple pode-e adotar para maa epecífica o valor de 400 kg/m3 e para o concreto armado o valor de 500 kg/m3. Para concreto leve (que utilizam argila epandida, ecória, EPS, vermiculita, etc) pode-e adotar valore entre 100 e 1600 kg/m3 e para concreto peado (uado por eemplo para blindagen de material de radiação) o valor de 3300 a 4000 kg/m PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO A principai propriedade do concreto freco dizem repeito à trabalhabilidade, conitência e homogeneidade. Na moldagem da etrutura torna-e particularmente importante a conideração do proceo de cura, que deve começar logo apó o adenamento e o início da pega. Ete iten foram devidamente etudado na diciplina de Materiai de Contrução II, e não erão aqui abordado. 3.5 CARACTERÍSTICAS REOLÓGICAS A caracterítica reológica a erem coniderada para o concreto ão: 10

11 3.5.1 RETRAÇÃO - é a diminuição de volume que ocorre na peça de concreto, memo que não etejam atuando olicitaçõe ou efeito de temperatura, provocando fiura e eforço adicionai. A deformaçõe impota uniforme na peça, como aquela decorrente de retração, bem com temperatura e fluência do concreto, devem er verificada. No cao de peça com parte com epeura muito diferente, a conideração de deformaçõe impota diferenciai deve er empre coniderada. Baicamente, a retração pode er de trê tipo: - retração química quando ocorre evaporação da água quimicamente não aociada durante o proceo de endurecimento do concreto; - retração capilar ocorre por evaporação parcial da água capilar e perda da água adorvida, fazendo com que apareçam tenõe uperficiai e fluo de água no capilare; - retração por carbonatação: é o tipo de retração que ocorre quando há diminuição de volume com o proceo A retração erá tanto maior quanto mai eco for o ambiente, meno epea for a peça em quetão, e maior for o fator água-cimento. Para proteger quanto ao dano devido à retração deve-e proceder uma boa cura, evitando peça de grande comprimento e uando junta de dilatação ou de concretagem apropriada. Para cao corrente da obra de concreto armado, com peça de dimenõe uuai entre 10 cm e 100 cm e umidade ambiente não inferior a 75%, pode-e adotar o valor de deformação epecífica aial devido à retração como endo ε c Para cao epeciai deve-e conultar a norma EXPANSÃO - é o aumento de volume de peça de concreto ubmera, quando o fluo de água é de fora para dentro da peça DEFORMAÇÃO IMEDIATA E DEFORMAÇÃO LENTA (FLUÊNCIA) DO CONCRETO a deformação imediata pode er entendida como endo a deformação que acontece logo apó a aplicação do carregamento, devido à acomodação do critai que formam o material. A fluência correponde a um acrécimo de deformação com o tempo ( cc ), com a permanência da carga aplicada. Apó a acomodação do critai com a aplicação da carga, há uma diminuição do diâmetro do capilare e conequentemente um acrécimo da tenão uperficial nete capilare, provocando a fluência. A conideração da deformação lenta e da fluência tem muita importância para projeto de etrutura de concreto protendido, endo proporcional à deformação imediata ε : c0 ε ε ϕ. cc ε co 11

12 onde ϕ é o coeficiente de fluência. A deformação lenta é parcialmente reverível, endo que parte deta deformação é eliminada quando do decarregamento. O fatore que mai influenciam a deformação lenta ão: - condiçõe ambientai (maior umidade relativa do ar, então menor deformação lenta); - epeura da peça (maior epeura, então menor deformação lenta); - fator água cimento (maior a/c, maior deformação lenta); - idade do concreto quando do carregamento (idade menor, então deformação lenta maior). A partir dete fatore é poível calcular o coeficiente de fluência ϕ, para cao em que não é neceária muita precião: Sendo: Ac - área da eção tranveral da peça em contato com a atmofera; u - perímetro da eção tranveral da peça em contato com a atmofera; t - tempo ante do primeiro carregamento. o Na prática, para cao de etrutura imple em que o número de pavimento é menor ou igual a 4 (quatro), o valor da obrecarga de utilização é de no máimo 3 KN/m, o pé direito não ecede 4 m, o vão ão no máimo de 6m e o balanço ão de no máimo m, pode-e uar para concreto armado ao ar livre o valor médio do coeficiente de fluência de ϕ, TEMPERATURA - aumento ou diminuiçõe de temperatura podem provocar variaçõe na dimenõe da peça de concreto. Para minimizar ete problema, deve-e 1

13 uar junta de dilatação ou de concretagem, minimizar a inércia do pilare na direção da deformação impota ou aumentar o comprimento livre do pilare no nívei inferiore. A junta de dilatação ão utilizada principalmente quando a dimenõe em planta ão muito grande (ordem de 0 a 30 metro) eparando a etrutura em dua parte, podendo ter dimenão da ordem de algun centímetro. Por outro lado, a junta de concretagem delimitam volume de concreto que erão lançado de uma ó vez, em que haja interrupção. Ete tipo de junta é utilizado por eemplo em bloco de fundação com dimenõe muito grande, e devem ter um tratamento adequado, incluindo limpeza, remoção de nata e proteção por material veda-junta. Tem-e que: ε ct α t, onde ε ct é a deformação epecífica aial devido à temperatura; α 10 5 o C, onde α é o coeficiente de dilatação térmica do concreto. Segundo a NBR 6118, a variação da temperatura t a er coniderada é : o o - ± 10 C t ±15 C e a menor dimenão da peça for 50 cm; - ± 5 o C t ±10 o C e a menor dimenão da peça for 70 cm, coniderando peça maciça ou oca com o epaço vazio inteiramente fechado; - variação de temperatura obtida por interpolação para dimenõe entre 50 e 70 cm o valore acima devem er interpolado; - t 0 para peça permanentemente envolvida por terra ou água, ou para peça com comprimento de até 30m. A ecolha de um valor entre ee doi limite pode er feita coniderando 50% da diferença entre temperatura média de verão e inverno, no local da obra, endo que uualmente e utiliza uma variação de 15 grau. No elemento etruturai em que a temperatura poa ter ditribuição ignificativamente diferente da uniforme, ete efeito devem er convenientemente coniderado. Na falta de dado mai precio, pode er admitida uma variação linear entre o valore de temperatura adotado, dede que a variação de temperatura coniderada entre uma face e outra da etrutura não eja inferior a cinco grau centígrado. Ob.: eta recomendaçõe não ão válida para muro, parede etruturai ou pilare robuto rigidamente ligado à fundaçõe. Cuidado epeciai também devem er tomado no cao de projeto de chaminé, forno, etc, onde há um grande gradiente térmico. 3.6 CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS A principai caracterítica mecânica do concreto a erem coniderada ão a reitência à compreão, reitência à tração e módulo de elaticidade, propriedade eta que ão determinada por enaio normatizado pela ABNT RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO A reitência à compreão é a caracterítica mai importante do concreto, e é obtida em enaio de cilindro moldado egundo a NBR 5738 e NBR Quando não for indicada a 13

14 idade, eta reitência e refere à idade de 8 dia. Para o dimenionamento pode-e admitir uma relação linear entre tenõe e deformaçõe, adotando-e o módulo de elaticidade ecante, e podendo-e empregar no etado limite último o diagrama implificado tenãodeformação epecífica, conforme figura a eguir e válido para concreto até C90: Para concreto de clae até C50 fica valendo o já tradicional diagrama com ε c,0 % 0 ε c u 3,5% 0 Ou eja: 0,85f % 3,5% Para ete último diagrama tem-e: ε > σ,85 [ 1 ( 1 / 0,00) ] 0 c < % 0 % o ε c 3,5% 0 σ c 0 f cd ε c > c 0,85 f cd E para concreto de clae C50 até C90 tem-e a eguinte epreõe: 14

15 ε ε 0,53 c,0 % 0 + 0,085% 0.( fck 50) cu 4,6 % % 0.[(90 fck ) /100] O diagrama a eguir poibilita um melhor eclarecimento do parâmetro coniderado: Fonte: Prof. Sergio Hamphire de C. Santo (UFRJ). Obervaçõe gerai: a) define-e como f ck a reitência caracterítica do concreto à compreão, valor ete obtido pela etatítica do rompimento de corpo de prova; b) define-e como f cd a reitência de cálculo do concreto à compreão (reitência de projeto ou reitência última do concreto), para verificaçõe em data t igual ou uperior a 8 dia, como endo f cd f γ ck c onde γ c é o coeficiente de egurança do concreto tomado normalmente como 1,4, podendo er utilizado com o valor de 1, em condiçõe epeciai de contrução. Ete coeficiente devem er multiplicado por 1,1 em obra de pequena importância, em que eja empregado o aço CA 5 e onde não é realizado um controle de qualidade rigoroo. Na diciplina de CAR I o valor a er utilizado erá 1,4 em toda a ituaçõe. Quando a verificação e faz em data t inferior a 8 dia, a epreão de er modificada (conultar norma). fcd deve 15

16 c) a reitência medida no concreto depende de modo geral da forma do corpo de prova e duração da olicitação; d) o coeficiente 0,85, etudado pelo eng. Hubert Rüch, que reduz a reitência de cálculo do concreto, leva em conta a uperpoição de trê fatore: - perda de reitência ob carga mantida igual a 0,7; - ganho de reitência com o tempo entre 8 dia e o final de vida da etrutura (para cimento CPI) igual a 1,3; - coeficiente que corrige a influência da forma do corpo de prova padrão (1530) e a reitência na etrutura, igual a 0,96. Aim, como 0,7 1,3 0,96 0,85, jutifica-e o valor anteriormente mencionado. O epoto acima também implica que a reitência do concreto para fin de egurança deve er tomada na idade de referência de 8 dia, não cabendo a conideração do ganho de reitência apó eta data, memo que eitam teoria de que apó um período de doi ano e meio, haja um ganho de 3% MÓDULO DE ELASTICIDADE DO CONCRETO Para melhor entendimento dete item, torna-e neceário a decrição do doi método de cálculo do módulo de elaticidade, relativo ao diagrama tenão deformação: - módulo de elaticidade tangente ou inicial: é dado pela declividade de uma reta tangente à curva em ua origem, endo que ua obtenção é fornecida pela NBR 85: - módulo ecante: é conhecido atravé da declividade de uma reta traçada da origem, a um ponto da curva correpondente a 40% da tenão relativa a carga de ruptura. O módulo de elaticidade E ci deve er obtido egundo método de enaio etabelecido na NBR 85, devendo-e coniderar o módulo de deformação tangente inicial, obtido ao 8 dia de idade. Quando não ão realizado enaio apropriado e não eitirem dado mai precio obre o concreto uado na idade de 8 dia, o valor do módulo de elaticidade inicial do 16

17 concreto, a er epecificado em projeto e controlado na obra, pode er etimado uando-e a eguinte epreõe (valore em Mpa): E ci α E fck para concreto C0 a C50; 3 fck 1/ 3 E ci 1,5.10. α E.( + 1,5) para concreto C55 a C Sendo: α E 1, para baalto e diabáio α E 1,0 para granito e gnaie α E 0,9 para calcário α 0,7 para arenito. E Na avaliação do comportamento de um elemento etrutural ou eção tranveral, tai como análie elática de projeto e verificação de etado limite de erviço, pode er adotado o módulo de deformação ecante dado pela epreão: E c α (Mpa) i. Eci α fck 80 Com 0,8 + 0,. 1, 0 i Ob.: a NBR 6118/007 uava a epreão era E c 0,85.Eci para qualquer concreto até C50. Para melhor entendimento, egue o diagrama que indica a variação do módulo de elaticidade com o valor do fck quando α 1,0 : E Fonte: Prof. Sergio Hamphire de C. Santo (UFRJ). 17

18 Para módulo de elaticidade a erem determinado numa idade menor que 8 dia, deve-e uar a eguinte epreõe: 0,5 fckj E ( t). fck para concreto C0 a C45 ci E ci 0,3 fckj E ( t). fck para concreto C50 a C90. ci E ci Onde: E ci (t) é a etimativa do módulo de elaticidade do concreto em uma idade entre 7 e 8 dia (Mpa); f ckj é a reitência caracterítica compreão do concreto na idade em que e pretende etimar o módulo de elaticidade (MPa) COEFICIENTE DE POISSON - o coeficiente de Poion (ν) do concreto, que é a relação entre a deformação unitária tranveral e longitudinal, é deprezado na maioria do cálculo uuai ma é utilizado por eemplo na análie de túnei e barragen. Para o cao em que a tenõe de compreão ão menore que 0,5 f e a tenõe de tração ão menore que f ct, o eu valor pode er tomado como endo 0, MÓDULO DE ELASTICIDADE TRANSVERSAL - para a mema condiçõe do item anterior, o módulo de elaticidade tranveral do concreto é dado por c G c 0,4 E c (Mpa) RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DO CONCRETO - apear do concreto er um material pouco reitente à tração, a conideração deta reitência pode etar relacionada com a capacidade reitente da peça, como no cao de eforço cortante, e er importante na conideração da fiuração. A curva da tenão deformação epecífica para a tração é emelhante à curva de compreão, não eitindo nenhuma relação direta entre ela. Para efeito de cálculo e coniderando-e concreto não fiurado, pode-e utilizar o diagrama abaio, onde f é a reitência caracterítica do concreto à tração. ctk 18

19 A partir de enaio apropriado (NBR 7) pode-e medir a reitência à tração indireta ( f ct, p ) e a reitência à tração na fleão ( f ct, f ). A reitência à tração direta ( f ct, m ) pode er coniderada igual a 0,9 f ct, p, e na falta de enaio apropriado, pode-e utilizar o valor da reitência à tração direta média ( f ctn ), na unidade de Mpa, que pode er calculada por meio da epreõe: ctm /3 0,3 fck f para concreto com f ck 50Mpa f,1 ln(1 + 0,11 f ) para concreto com f ck > 50Mpa ctm ck O gráfico a eguir eplica melhor a variação do f ctm com o valor do f ck : Para valore baio de Fonte: Prof. Sergio Hamphire de C. Santo (UFRJ). f ck, oberva-e que de modo implificado pode-e coniderar que a reitência do concreto à tração é em torno de 10% da reitência à compreão. Dependendo da ituação a er utilizada, deve-e levar em conta o eguinte limite: - reitência caracterítica uperior do concreto à tração: f ctk 1 f, up, 3 ctm - reitência caracterítica inferior do concreto à tração: f 7 ctk, inf 0, f ctm 19

20 3.7 OBSERVAÇÕES QUANTO À COMPOSICÃO DO CONCRETO De acordo com o eninamento vito na diciplina de Materiai de Contrução e com a precriçõe da NBR 6118, deve-e dar preferência a certo tipo de cimento Portland e utilizar aditivo apropriado para reitir à agreividade ambiental, em função da natureza dea agreividade. Do ponto de vita da maior reitência à liiviação ão preferívei o cimento com adiçõe tipo CP III e CP IV; para minimizar o rico de reaçõe álcali-agregado ão preferívei o cimento pozolânico tipo CP IV; para reduzir a profundidade de carbonatação* ão preferívei o cimento tipo CP I e CP V; para reduzir a penetração de cloreto ão preferívei o cimento com adiçõe de tipo CP III e CP IV aim como adição etra de microílica e cinza de caca de arroz. A reitência do concreto etá diretamente relacionada com o conumo de cimento, 3 endo que em etrutura uuai utilizam-e 50 a 450 kg / m. Outro fator muito importante a er coniderado diz repeito ao fator água/cimento (a/c). Quanto menor for o fator água/cimento maior erá a reitência do concreto, maior a durabilidade da obra, porém a trabalhabilidade erá prejudicada. Uualmente o fator água/cimento varia entre 45% a70%. A tabela a eguir fornece a reitência do concreto em Mpa em função da relação a/c para vário tipo de cimento, coniderando agregado de origem granítica com diâmetro máimo de 5 mm, batimento lump entre 50 e 70 mm e concreto com aditivo platificante normal: TIPO DE RELAÇÃO A/C CIMENTO CP I CP II CP II CP III CP III CP IV CP V ARI/RS CP V - ARI Atualmente etá endo muito utilizado o concreto de alto deempenho, particularmente em ponte, viaduto e edifício alto, onde e conegue valore bem mai alto de reitência pela incorporação de aditivo epeciai (micro ílica, uper platificante e uper fluidificante), alcançando-e valore de até 100 Mpa. A nova verão da NBR 6118, diponibilizada e com uo obrigatório a partir de junho de 014, incorpora divera mudança jutamente para levar em conta a utilização dete tipo de concreto. 0

21 4. PROPRIEDADES DO AÇO 4.1 DENOMINAÇÃO O aço é uma liga metálica compota principalmente de ferro e de pequena quantidade de carbono, podendo er acrecido de outro materiai (manganê, cromo, alumínio, níquel, ilício, cobre, titânio, etc) e apreentando boa reitência e ductilidade. A principal diferença entre aço e ferro diz repeito ao teor de carbono: o aço poui um teor inferior a,04% e o ferro, poui um teor entre,04% e 6,7%. O aço etrutural utilizado na contrução civil poui teore de carbono da ordem de 0,08% a 0, 5%. A armadura que é colocada dentro do concreto livre de tenão (em er previamente alongada) é chamada de armadura paiva e o concreto nete cao é chamado de concreto armado. Eta armadura é contituída de fio e barra (vide NBR 7480), e na ua deignação é uado o prefio CA (concreto armado). Para etrutura de concreto protendido, o aço é denominado CP. Aço para concreto armado (vergalhõe e fio). Aço para concreto protendido. 1

22 Claificam-e como barra o produto de diâmetro nominal igual ou uperior a 6,3 mm obtido por laminação a quente, em poterior deformação a frio, e como fio o produto com dimenão nominal igual ou inferior a 10,0 mm obtido por trefilação ou outro proceo equivalente, como por eemplo etiramento. A barra ão claificada na categoria CA-5 e CA-50, e o fio na categoria CA- 60. É importante alientar que a revião da normalização NBR 7480 omite a claificação do aço em clae A (barra obtida por laminação à quente em poterior deformação à frio) e B (barra e fio obtido por deformação à frio), ma realça a eitência de dua clae de aço. A nomenclatura do aço uado em etrutura de concreto armado é dada em função da ua tenão de ecoamento f dada em kgf/mm. Aim, para um aço CA-50, a tenão de k ecoamento é de 50 kgf/mm. Deve-e lembrar que o aço mai utilizado na obra corrente é o CA-50, cuja barra ão obtida por laminação a quente de tarugo de lingotamento contínuo. A barra de aço (CA-50) ão fornecida normalmente com comprimento de 1m, em feie amarrado de 1000 kg ou 000 kg, e devem er fabricada egundo epecificaçõe da NBR 7480, endo coniderado diâmetro nominai maiore ou iguai a 6,3 mm e obtido ecluivamente por laminação a quente. O aço CA-60 é obtido por trefilação de máquina, e e caracteriza pela alta reitência, o que proporciona etrutura de concreto armado mai leve, e pelo entalhe, que aumentam ligeiramente a aderência do aço ao concreto. Ete aço ão normalmente empregado para fabricação de laje, tubo de concreto, laje treliçada, etribo de viga e pilare, etrutura pré-moldada de pequena epeura, etc.. São fornecido em bitola fina e em rolo com peo aproimado de 170 kg, barra de 10 m de comprimento, em feie amarrado de 1000 kg, em etocadore e bobina de 1500 kg para uo indutrial, endo mai utilizado em laje e etribo de viga e pilare. O aço CA-5, por er batante dúctil, é normalmente uado quando e requer grande diâmetro ou quando o detalhamento eige dobramento uceivo. A barra CA-50 devem ter nervura tranverai e a barra CA-5 devem er lia. O fio (CA-60) podem er lio, entalhado ou nervurado. Sempre que houver perigo de confuão no canteiro de obra, é proibido o emprego imultâneo de diferente categoria de aço. Entretanto, ee emprego é permitido dede que uma da categoria eja empregada ecluivamente na armadura longitudinal e a outra ecluivamente na armadura tranveral da viga e pilare. A armadura deve er identificada quanto ao produtor, à categoria do material e quanto ao eu repectivo diâmetro nominal, atravé de marca em relevo ou etiqueta. 4. BITOLAS COMERCIAIS O fio e barra de aço devem atender a epecificaçõe da NBR 7480 (Aço detinado a armadura para etrutura de concreto armado epecificação). Para efeito da ecolha da bitola para dimenionamento em CAR-I, erão coniderada a eguinte bitola e repectiva área:

23 AREA AREA BITOLA (MM) TIPO DE AÇO PADRONIZADA SIMPLIFICADA ( cm ) ( cm ) 4, CA-60 0,139 0,14 5,0 CA-60 0,196 0, 6,3 CA-50 0,31 0,315 8,0 CA-50 0,503 0,5 10,0 CA-50 0,785 0,8 1,5 CA-50 1,3 1,5 16,0 CA-50,01,0 0,0 CA-50 3,14 3,15 5,0 CA-50 4,91 5,0 3,0 CA-50 8,04 8,0 40,0 CA-50 1,57 1,5 A armadura também pode er fornecida em forma de tela oldada, muito utilizada no detalhamento de laje, endo eu uo regulamentado pela NBR PROPRIEDADES GERAIS TIPOS DE SUPERFÍCIE o fio e a barra podem er lio ou provido de aliência ou moa. A barra lia não pouem aliência uficiente em ua uperfície, portanto ela têm pouca aderência ao concreto quando comparada com a nervurada. A propriedade mecânica eigida para barra e fio de aço detinado para a armadura de concreto armado ão epecificada na tabela a eguir: Categoria Enaio de tração (valore mínimo) Limite de Ecoamento LE (Mpa) Limite de reitência LR (Mpa) Alongamento em 10 φ (%) CA-5 (barra lia) 50 1,0 LE 18 CA-50 (barra de alta 500 1,10 LE 8 aderência) CA-60 (barra entalhada) 600 1,05 LE 5 Ob.: na tabela anterior, define-e limite de reitência (LR) como endo a força máima uportada pelo material na qual ele e rompe, ou eja, é o ponto máimo da reitência de uma barra, valor ete que é obtido pela leitura direta na máquina de tração. Para enaio de dobramento, o corpo de prova ão ubmetido a um dobramento de 180º em pino de diâmetro padronizado, endo coniderado aprovado quando não apreenta quebra ou fiura na região dobrada. Ete enaio tenta reproduzir a condiçõe em que o 3

24 materiai erão utilizado na obra. O diâmetro do pino eigido pelo enaio ão indicado na tabela abaio, conforme Aneo B da NBR 7480 e ão: Diâmetro Mínimo do Pino por Categoria Bitola a dobrar CA 5 CA 50 CA60 φ < 0 φ 4φ 5φ φ 0 4φ 6φ - Quando da eecução de armadura na obra, a utilização da Norma NBR 7480 e o pino anteriormente citado não é correta, já que ela ó é aplicada para liberação do produto no laboratório da uina ou no controle tecnológico de obra. Então, nete cao deve-e adotar como referência a recomendaçõe da NBR 6118 onde ão determinada a condiçõe a obedecer no projeto, na eecução e no controle de obra de concreto armado. De acordo com eta norma o diâmetro do pino a erem utilizado no dobramento de barra devem er: Diâmetro Mínimo do Pino por Categoria Bitola a dobrar CA 5 CA 50 CA60 φ < 0 4φ 5φ 6φ φ 0 5φ 8φ - O dobramento em obra é realizado em uma mea de dobra, normalmente uma bancada de madeira conforme equematizado abaio: 4

25 4.3. MASSA ESPECÍFICA a maa real da barra deve er igual a ua maa nominal com a tolerância conforme tabela que egue, coniderando-e a maa epecífica do aço com valor de 7850 kg/m 3. BARRAS MASSA NOMINAL (KG/M) MÁXIMA VARIAÇÃO PERMITIDA PARA MASSA NOMINAL ( ± %) 6,3 0,45 7 8,0 0, ,0 0, ,5 0, ,0 1, ,0,466 5,0, ,0 3, ,0 6, ,0 9,865 4 FIOS - -,4 0, ,4 0, ,8 0, , 0, ,6 0, ,0 0, ,5 0, ,0 0, 6 6,4 0,53 6 7,0 0,30 6 8,0 0, ,5 0, ,0 0,

26 4.3.3 COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA para o coeficiente de dilatação térmica do aço pode-e utilizar o memo valor utilizado para o concreto, que é de α 10 5 o C 1 coniderando-e intervalo de temperatura entre 0 grau a 150 grau MÓDULO DE ELASTICIDADE para qualquer tipo de aço admite-e que o módulo de elaticidade vale E 10 Gpa Mpa DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA a caracterítica do aço ão verificada mediante enaio de reitência à tração, dobramento e aderência. Para o cálculo no etado limite último e no etado limite de erviço, a normalização recomenda que e empregue um diagrama implificado, coniderando-e comportamento iguai na compreão e na tração. O valor ε repreenta o valor da deformação na ruptura, e para aço em patamar de ecoamento o valor de uk f k é o valor da tenão correpondente à deformação permanente de %o. O valor máimo da deformação à tração é tomado como 10%o (alongamento de ruptura), e o valor máimo da deformação à compreão é de 3,5 %o (encurtamento de ruptura), para que deta forma haja coerência com o encurtamento máimo do concreto. Aim: Diagrama σε caracterítico: f -3,5% f 10% Diagrama σε de cálculo: f -3,5% f 10% 6

27 São definido: f reitência caracterítica de ecoamento do aço à tração; k f reitência de cálculo de ecoamento do aço à tração; d γ coeficiente de egurança do aço, normalmente tomado como 1,15. Em obra de pequena importância, onde não e tem controle rigoroo de qualidade e onde e utiliza o aço CA 5, o valor anterior de 1,15 deve er multiplicado por 1,1. Na diciplina de CAR I o valor a er utilizado erá empre 1,15! Tem-e então: f d f k / γ Sendo ε k a deformação que dá início ao ecoamento, tem-e: ε f / E. k k Coniderando-e que para um dimenionamento de armadura, deve-e tomar o valore minorado de reitência, ou eja, a favor da egurança, tem-e: ε d f / E d onde E é o módulo de elaticidade longitudinal do aço. Na compreão, conidera-e que o comportamento é igual à tração, ou eja: f k f ck f d f cd Pelo diagrama apreentado, oberva-e o comportamento elático (reta inclinada) e o comportamento plático (reta paralela ) do aço. 4.4 PROTEÇÃO DA ARMADURA Qualquer barra de armadura deve ter cobrimento nominal de concreto pelo meno igual ao eu diâmetro, e de acordo com a agreividade do meio ambiente ao qual a etrutura etá epota, referido à uperfície da armadura eterna, em geral a face eterna do etribo, devendo-e prever uma epeura de acrifício ou um revetimento protetor em regiõe ob condiçõe ambientai muito agreiva. Para garantir o cobrimento mínimo ( c min ) o projeto e a eecução devem coniderar o cobrimento nominal ( c nom ), que é o cobrimento mínimo acrecido da tolerância de eecução ( c ). Aim, a dimenõe da armadura e o epaçadore devem repeitar o cobrimento nominai, etabelecido na tabela abaio para c 10mm, que é o valor 7

28 c a er coniderado na obra corrente. No cao de haver em obra um mínimo de adequado controle de qualidade e rígido limite de tolerância da variabilidade da medida durante a eecução, pode er adotado um valor c 5mm, ma eta eigência deve etar bem eplicitada no deenho de projeto. PEÇA ESTRUTURAL Cobrimento nom. p/ c 10 mm CONCRETO ARMADO CONCRETO PROTENDIDO Clae de agreividade ambiental Clae I Clae II Clae III Clae IV LAJE VIGA/PILAR ELEMENTOS ESTRUTURAIS EM CONTATO COM O SOLO LAJE VIGA/PILAR Tem-e que o cobrimento nominal (a er epecificado em projeto) é c nom c min + c φ barra. No cao de feie de barra, além de e coniderar o valore acima, deve-e verificar: c nom φ feie φ n φ n onde φ é o diâmetro da barra utilizado e n é o número de barra do feie. Para a face uperior de laje e viga que erão revetida com argamaa de contrapio, com revetimento finai eco tipo carpete e madeira, com argamaa de revetimento e acabamento tai como pio de elevado deempenho, pio cerâmico, pio afáltico, e outro tanto, a eigência deta tabela podem er implificada para cobrimento maior ou igual ao diâmetro da barra, com cobrimento mínimo de 15 mm. Para face inferiore de laje e viga de reervatório, etaçõe de tratamento de água e egoto, conduto de egoto, canaleta de efluente e outra obra em ambiente química e intenamente agreivo o cobrimento nominal deve er de pelo meno 45 mm. Deve-e lembrar ainda que a dimenão máima caracterítica do agregado graúdo, utilizado no concreto, não pode uperar 0% da epeura nominal do cobrimento, ou eja, d ma 1, c nom. No cao em que o recobrimento é maior que 6 cm, deve-e dipor uma malha de armadura de pele complementar, repeitando o cobrimento mínimo eigido pela NBR Para cao em que o concreto eteja em contato com o olo, endo ete não rochoo, deve-e prever uma camada de concreto magro entre a etrutura e o olo de pelo meno 5 cm com conumo de cimento de aproimadamente 50 kg/m3. Quanto à agreividade ambiental, eta pode er claificada conceitualmente de acordo com o apreentado a eguir: 8

29 CLASSE DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL (CAA) AGRESSIVIDADE RISCO DE DETERIORAÇÃO DA ESTRUTURA I Fraca Inignificante II Média Pequeno III Forte Grande IV Muito forte Elevado Eta claificação da agreividade do meio ambiente à etrutura pode er avaliada implificadamente egundo a eguinte condiçõe: Macro clima Seco (1) com UR 65% Ambiente interno Úmido ou ciclo () de molhagem e ecagem Micro clima Ambiente eterno e obra em geral Seco (3) com UR 65% Úmido ou ciclo (4) de molhagem e ecagem Rural I I I II Urbana I II I II Marinha II III III III Indutrial II III II III Epecial (5) II III ou IV III III ou IV Repingo de IV IV IV IV Maré Submera 3m I I I I Solo - - Não agreivo Úmido e agreivo II, III ou IV Ob.: (1) ala, dormitório, banheiro, cozinha e área de erviço de apartamento, reidência e conjunto comerciai ou ambiente com concreto revetido com argamaa e pintura; () vetiário, banheiro, cozinha, lavanderia indutriai e garagen; (3) obra em regiõe eca, como o nordete do paí, parte protegida de chuva em ambiente predominantemente eco; (4) ambiente com produto quimicamente agreivo, tanque indutriai, galvanoplatia, branqueamento em indútria de celuloe e papel, armazén de fertilizante, indútria química; (5) macro clima epecial ignifica ambiente com agreividade bem conhecida, que permitirá definir a clae de agreividade III ou IV no ambiente úmido. Se o ambiente for eco, a clae de agreividade erá empre II no ambiente interno e III no eterno. Ob.: no cao de alta contaminação por cloreto, a etrutura deve er enquadrada na clae IV. Para projeto no litoral, pode-e de maneira geral utilizar CAA II para peça no interior, e CAA III para peça epota à intempérie. Para garantir a qualidade do componente e elemento etruturai de concreto armado egundo a clae de agreividade, deve-e utilizar o fator água/cimento e clae de concreto abaio relacionado: 9

30 Concreto tipo CA Clae de agreividade I II III IV Fator água/cimento em maa 0,65 0,60 0,55 0,45 Clae de concreto C0 C5 C30 C40 Conumo de cimento por metro cúbico de concreto (kg/m3) Uma outra obervação muito importante é que e pode epecificar doi recobrimento diferente para uma peça etrutural, dependendo e eta peça é interna ou eterna, ou eja, meno ou mai ujeita à agreividade. 30

31 5. COMPORTAMENTO CONJUNTO DO AÇO E DO CONCRETO 5.1 ADERÊNCIA O concreto e o aço atuam em conjunto, formando o concreto armado, devido à aderência (bond, em inglê) entre ete doi materiai, que impede o delizamento entre ele, permitido aim a tranferência de eforço. A verificação da aderência e faz uualmente atravé da tenão de aderência no etado limite último. O comportamento da aderência é influenciado pelo diâmetro da barra, tipo e dipoição da nervura, poição da barra durante a concretagem, fator água-cimento, adenamento e a idade do carregamento. A aderência pode er de trê tipo: - aderência por adeão: urge como endo uma reitência à eparação do material concreto e do material aço, devido à ligaçõe fíico-química na interface da barra com a pata, gerada durante a reaçõe de pega do cimento. Para pequeno delocamento relativo entre a barra e a maa de concreto que a envolve, ea ligação é então detruída. Por eemplo, para eparar o bloco de concreto de uma placa de aço conforme figura abaio é neceário que e aplique uma força de intenidade F b1. - aderência por atrito: quando e tenta arrancar uma barra de um bloco de concreto, a força de arrancamento Fb é maior que a força mobilizada pela aderência à adeão ( F b1 ). Ito ocorre devido ao atrito entre a barra e o concreto, urgindo também tenõe de aderência ( τ b ) ditribuída ao longo da barra, em opoição à força F b. - aderência mecânica: eta aderência urge devido à conformação uperficial que eite na barra. Na barra de alta aderência, por eemplo, a aliência mobilizam força localizada, aumentando ignificativamente a aderência. 31

32 5. TENSÃO DE ADERÊNCIA A tenão de aderência depende de inúmero fatore, como rugoidade da barra, poição da barra dentro da peça durante a concretagem, diâmetro da barra utilizada, reitência do concreto, poroidade do concreto, etc. Segundo a figura dada anteriormente, a epreão da tenão de aderência pode er determinada como endo a força dividida pela área de contato, ou eja: f bd R π.φ. l endo: R - força atuante na barra; φ - diâmetro da barra ; lb - comprimento de ancoragem. b 5.3 POSIÇÃO DAS BARRAS DURANTE A CONCRETAGEM De acordo com a poição da barra durante a concretagem pode-e dizer que eitem regiõe favorávei ou defavorávei quanto à aderência: a) para o cao de concretagen obre forma fia coniderar-e-á em região de boa aderência o trecho onde o concreto é cuidadoamente vibrado e adenado. Segundo a norma, conideram-e a eguinte poiçõe da barra: - com inclinação maior que 45 grau obre a horizontal (figura a); - horizontai ou com inclinação menor que 45 grau obre a horizontal, dede que para peça com h < 60 cm, localizado no máimo 30 cm acima da face inferior da peça ou da junta de concretagem mai próima (figura b e c), e para peça com h 60 cm, localizada no 3

33 mínimo 30 cm abaio da face uperior da peça ou da junta de concretagem mai próima (figura d); - ão coniderada regiõe de má aderência o trecho da barra em poiçõe diferente da citada. b) no cao de e uar forma delizante, conidera-e zona de boa aderência apena o trecho de barra com inclinação maior que 45 grau obre a horizontal. Todo o demai ão de má aderência. 5.4 RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA A tenão de aderência de ruptura é o valor regitrado por ocorrência da macroruptura, identificada no momento em que a armadura perde a capacidade de ancorar-e no concreto. A reitência de aderência de cálculo entre a armadura paiva e o concreto, deve er obtida egundo a eguinte epreão: f. bd η1. η. η3 f ctd onde: - f ctd valor de cálculo da reitência à tração do concreto (igual a f ctk, inf / γ c ) - η 1 1,0 para barra lia (CA 5); - η 1 1,4 para barra dentada ou barra entalhada (CA-60); - η 1,5 para barra nervurada de alta aderência (CA-50); - η 1,0 para ituação de boa aderência e η 0,7 para má aderência; - η 3 (13 -φ )/100 onde φ é dado em mm para φ > 3 mm e η 3 1,0 para φ 3 mm. 33