Transcript O Concreto - ENGENHARIA CIVIL

•
Simples
• Armado
•
Protentido

Historicamente os primeiros a utilizar foram
os Romanos, um material chamado
pozzolana, que é um material com grandes
concentrações de sílica e alumínio sem
propriedades aglomerantes; porém quando
moído e hidratado, reage com o hidróxido
de cálcio para formar um composto com
propriedades cimentícias.

O concreto mesmo só começou a ser
pesquisado e desenvolvido no século
XIX. Cimento Portland, tal como hoje é
conhecido, foi descoberto na Inglaterra
por volta do ano de 1824, e a produção
industrial foi iniciada após 1850.
 Em
1849, o francês LAMBOT
construiu o primeiro objeto de
concreto armado: um barco, exibido
na exposição de Paris em 1855.

Porém, a invenção do concreto armado é
muitas vezes atribuído ao francês Joseph
Monier (horticultor e paisagista) que
baseando-se na idéia de Lambot, em 1861
construiu vasos de flores com argamassa de
cimento e areia e armadura de arame
(aramassa armada) de maneira bem empírica.

Em 1867 obteve a sua primeira patente para a
construção de vasos; em 1868 a patente se
estendeu a tubos e reservatórios; em 1869 a
placas; em 1873 a pontes e em 1875 a
escadas.
 No
Brasil, EMÍLIO HENRIQUE
BAUMGART pode ser considerado o
“pai” da Engenharia Estrutural
Brasileira, tendo projetado várias
obras com diversos recordes
mundiais de tamanho ou
originalidade.

Ponte Herval (Santa Catarina) sobre o Rio do
Peixe, em 1928, recorde mundial de vão em
viga reta de concreto armado (68 m.), e que
pela primeira vez usou a construção em
“balanços sucessivos”.
 Outra
Obra de BAUNGART, O
Edifício “A Noite” no Rio de Janeiro;
em 1928, com 22 pavimentos, na
época, o maior edifício em concreto
armado do mundo.
 Concreto
Simples é aquele que
não possui qualquer tipo de
armadura ou que a possui em
quantidade inferior ao mínimo
exigido para o concreto armado.

O concreto como se sabe, tem uma boa
resistência a compressão, porém, não
resiste bem aos esforços de tração (cerca
de 10% da sua resistência à compressão);

Assim seu uso sem uma armadura fica
restrito apenas à compressão. Geralmente
usado para gerar economia quando
possível.
Utilizações do Concreto Simples:
 Usado
em caráter estrutural nas
fundações;
pelo
confinamento
da
estrutura, e solicitação apenas por
compressão;
 Em blocos de alvenaria estrutural;
 Tubos de Grande Diâmetro;
 E em pilares não armados, na maioria
dos casos não esbeltos.


Exemplos de utilização de Concreto
Simples: Estaca Strauss

Tubulão
Blocos de concreto.
 Os Blocos de Vedação e os Blocos
Estruturais feitos de concreto são,
aparentemente, fisicamente idênticos.
Entretanto,
os
Blocos
Estruturais
possuem paredes mais espessas,
Bloco
Estrutural
garantindo maior resistência aos esforços
de compressão, o que permite o seu uso
como
elemento
estrutural
nas
construções.’

Bloco de Vedação
Em meados do século 19, já se conhecia
mundialmente a possibilidade de reforçar
elementos de concreto através de
armaduras de aço.
 Mas foi em 1877 que o americano Hyatt
reconheceu claramente o efeito da
aderência entre o concreto e a armadura,
após executar vários ensaios com
construções de concreto.

A utilização de barras de aço juntamente
com o concreto, só é possível devido às
seguintes razões:
 1. Trabalho conjunto do concreto e do aço,
assegurado pela aderência entre os dois
materiais;
 2. Os coeficientes de dilatação térmica do
aço e do concreto são praticamente iguais;
 3. O concreto protege de oxidação o aço da
armadura garantindo a durabilidade da
estrutura.

 VANTAGENS:

Economia – o concreto se revela mais
barato que a estrutura metálica, exceto
em casos de vãos muitos grandes. Em
muitos casos os agregados podem ser
obtidos no próprio local da obra. Não
exige mão de obra especializada.







Durabilidade – a resistência do concreto
aumenta com o tempo.
Adaptação a qualquer tipo de fôrma.
Manutenção e conservação praticamente
nulas.
Resistência ao fogo.
Impermeabilidade.
Resistência ao desgaste mecânico (choques,
vibrações).
Facilidade de execução (fácil emprego e
manuseio).
DESVANTAGENS:
 Grande peso-próprio 2500 kg / m3
 Reforma e demolições difíceis ou até
impossíveis.
 Baixo grau de proteção térmica.
 Demora de utilização (o prazo pode ser
reduzido com a utilização de aditivos).

Nas construções de concreto
armado existem três elementos
estruturais básicos que são
bastante comuns: as Lajes, as
Vigas e os Pilares.
Pilar

Pilares são “elementos lineares de eixo
reto, usualmente dispostos na vertical, em
que as forças normais de compressão são
preponderantes”

Os pilares são os elementos estruturais de
maior importância nas estruturas, tanto do
ponto de vista da capacidade resistente dos
edifícios quanto no aspecto de segurança.
Além da transmissão das cargas verticais
para os elementos de fundação, os pilares
podem fazer parte do sistema de
contraventamento responsável por garantir a
estabilidade global dos edifícios às ações
verticais e horizontais.
Viga

vigas “são elementos lineares em que a
flexão é preponderante ”. As vigas são
classificadas como barras e são
normalmente
retas
e
horizontais,
destinadas a receber ações das lajes, de
outras vigas, de paredes de alvenaria
vencer vãos e transmitir as ações nelas
atuantes para os apoios.
As ações são geralmente
perpendicularmente ao seu eixo longitudinal,
podendo ser concentradas ou distribuídas.

Lajes

As lajes são os elementos planos que se
destinam a receber a maior parte das
ações aplicadas numa construção.

As ações são normalmente transmitidas
para as vigas de apoio nas bordas da laje.

As ações nas lajes das construções são de pessoas,
móveis, pisos, paredes, e os mais variados tipos de
carga que podem existir em função da finalidade
arquitetônica do espaço físico
 Alguns
dos tipos mais comuns de
lajes são: nervurada, cogumelo,
treliçada e maciça.
 Laje
nervurada:
Constituída de nervuras ou barras,
interligadas por uma capa ou mesa de
compressão.
 A laje nervurada é mais econômica que a
Maciça,
porque
elimina
o
concreto
desnecessário na região tracionada.
 Por ter mais altura que a maciça de mesma
inércia, a laje nervurada reduz também a
ferragem.


Laje Nervurada:
 Laje
Cogumelo: constituída de lajes
nervuradas com capitéis (ou ábacos)
apoiados diretamente nos pilares sem
utilização de vigas ou faixas.

Laje Treliçada: São pré-fabricadas, onde a
armadura tem o desenho de uma treliça espacial.
É mais utilizada em construções residenciais de
pequeno porte e até mesmo em edifícios de baixa
altura.

Lajes
Maciças:
Com
espessuras
que
normalmente variam de 7 cm a 15 cm de concreto
maciço, são comuns em edifícios de pavimentos e
em construções de grande porte, como escolas,
indústrias, hospitais, pontes, etc.
 Argamassa Armada:
em construtivo
argamassa de
cimento e
 Distribuída
É o método
considerado

areia, porém pelo seu peculiar desempenho
como um tipo particular de concreto
constitui uma classe especial de material,
armado;
composto
por uma
armadura
necessitando
de tratamento
à parte
daquele
finamente
subdividida,
fios,
telas
geralmente dispensado
aocomo
concreto
armado:
e
barras
de aço.
Como
produtos
para acabamento superficial
de ordem estética, proteção contra umidade,
abrasão ou corrosão
 Argamassa

Armada:
O uso da argamassa armada leva
vantagem em relação a outros métodos
construtivos como o concreto armado
referente à elasticidade, deformação de
alongamento, e fissuração, possuindo
uma grande versatilidade de projeto.

Argamassa Armada utilizações:

Pode ser usada em abrigos para
passageiros, algerozes e prateleiras,
cadeiras para piscina, caixas d'água,
carteira escolar, cascas de coberturas de
pequenos e grandes vãos, cascatas para
piscina, cobograma, divisórias, esculturas,
lajes nervuradas, lixeira, mobiliário, outside, piscinas, piso elevado, escadarias
drenantes, murros de arrimo, toldos e prémoldados diversos.
 As
armaduras na argamassa armada
podem ser claramente divididas em
duas classes:
 Armadura difusa, constituída de telas
de aço;
 Armadura discreta, constituída de fios e
barras de aço de pequeno diâmetro e
eventualmente, de tubos de aço;
 Apesar
de
suas
vantagens
e
diversidade, a argamassa armada
ainda é pouco explorada no Brasil no
sistema construtivo civil, porém o seu
campo de pesquisa tem aumentado,
uma vez que seu custo é menor do que
o concreto.
 Concreto
com Fibras de Aço:

Recentemente
surgiram
novos
possibilidades tecnológicas como os
concretos reforçados com fibras de aço;

A adição de fibras de aço aos concretos
minimiza
o
comportamento
frágil
característico do concreto.
Concreto com Fibras de Aço:
Concreto
Fibras
Aço:
 Concreto
comsem
Fibras
dede
Aço:

O concreto passa a ser um material
pseudo-dúctil,
ou
seja,
continua
apresentando uma resistência residual a
esforços nele aplicados mesmo após sua
fissuração.

O artifício da protensão, aplicado ao
concreto, consiste em introduzir na viga
esforços prévios que reduzam ou anulem
as tensões de tração no concreto sob ação
das solicitações em serviço. Nessas
condições minimiza-se a importância da
fissuração como condição determinante de
dimensionamento da viga.

História:

A primeira proposição de pré-tensionar o concreto foi
anunciada em 1886, por P. H. Jackson, de São
Francisco (EUA).
No final do século 19, seguiram-se várias patentes de
métodos de protensão e ensaios, sem êxito.
Por volta de 1912, Koenen e Mörsch reconheceram
que o efeito de uma protensão reduzida era perdido
com o decorrer do tempo, devido à retração e
deformação lenta do concreto.
Em 1928, Freyssinet apresentou o primeiro trabalho
consistente sobre concreto protendido, reconhecendo
a importância da protensão da armadura nas
construções civis.




A protensão do concreto é realizada, na
prática, por meio de cabos de aço de alta
resistência, tracionados e ancorados no
próprio concreto.
Protensão com Aderência inicial:
 É aquele em que o estiramento da
armadura de protensão é feito utilizandose apoios independentes da peça, antes
do lançamento do concreto, sendo a
ligação da armadura de protensão com os
referidos
apoios
desfeita
após
o
endurecimento do concreto. A ancoragem
no concreto realiza-se só por aderência.


Protensão com Aderência posterior:

É aquele em que o estiramento da
armadura de protensão é realizado após o
endurecimento do concreto, utilizando-se,
como apoios, partes da própria peça,
criando-se posteriormente aderência com
o concreto de modo permanente (injeção
de calda de cimento dentro das bainhas).
 Protensão
sem Aderência:
A armadura ativa é tracionada após a
 Concreto protendido sem aderência é
execução da peça de concreto, que é
aquele obtido
no caso
anterior,
colocada
dentro como
de dutos
metálicos
ou
mas em que, após o estiramento da
de plástico, que após a aplicação da
armadura de protensão, não é criada a
força de protensão, injeta-se graxa
aderência com o concreto.
dentro desses dutos para proteger a
armadura de corrosão.
 Bainhas:

São tubos dentro dos quais a armadura
de protensão deve ser colocada, onde
possa deslizar sem atrito. Via de regra
são fabricadas de chapas de aço. Para
protensão sem aderência utilizam-se
também bainhas plásticas lisas.
 Ancoragens:
 São
dispositivos utilizados para fixar
os cabos de protensão tensionados,
de forma a manter a carga aplicada
pelo macaco hidráulico, impedindo
que o cabo volte ao estado original.

As ancoragens podem ser agrupadas
conforme as seguintes categorias:
Ancoragem por aderência Passiva e
Ativa;
 Ancoragem por meio de cunhas;
 Ancoragem por meio de rosca e porca;
 Ancoragem por meio de cabeçotes
apoiados
em
calços depor
aço
ou em
Ancoragens
Cunha
Ancoragem
Passiva
Ancoragem
ativa
argamassa injetada.

doconcreto
Galeão:protendido no
A primeira Ponte
obra em
Brasil foi a ponte do Galeão, no Rio de
Janeiro, construída em 1948 utilizando o
sistema Freyssinet. Para essa obra tudo foi
importado da França: o aço, as ancoragens,
os equipamentos e até o projeto.
 Em 1952 a Companhia Siderúrgica BelgoMineira iniciou a fabricação do aço de
protensão. A segunda obra brasileira, a
ponte de Juazeiro, já foi feita com aço
brasileiro.


Muito utilizada ultimamente, as lajes
Alveolares são tipicamente painéis de
concreto “protendido” em forma de
prancha com seção transversal e altura
constantes, e alvéolos longitudinais,
responsáveis pela redução do peso da
peça. A Sua Montagem dispensa o uso de
escoras.
A protensão das armaduras em estruturas de
concreto proporciona uma série de
Vantagens, como por exemplo:
 Permite projetar seções mais esbeltas que
no concreto armado convencional;
 Permite controlar a deformação elástica e
limitá-la a valores menores ;
 Permite vencer vãos maiores que o concreto
armado convencional. Para o mesmo vão,
permite reduzir a altura necessária da viga.

Proporciona melhores condições de
durabilidade, pois anula totalmente, ou
quase totalmente, as tensões de tração,
principais responsáveis pela fissuração.
As armaduras ficam mais protegidas.
 Permite que a estrutura se recomponha
após a atuação de uma sobrecarga
eventual não prevista.
 A estrutura normalmente possui maior
resistência à fadiga.

Em contrapartida, podem ser relacionadas
algumas Desvantagens do concreto
protendido:
 O concreto de maior resistência exige
melhor controle de execução;
 Os aços de alta resistência exigem
cuidados especiais de proteção contra a
corrosão;


A colocação dos cabos de protensão
deve ser feita com maior precisão de
modo a garantir as posições admitidas
nos cálculos. Como a força de protensão
possui em geral um valor muito alto, um
pequeno desvio do cabo da posição de
projeto pode produzir esforços não
previstos, levando ao comportamento
inadequado da peça e até mesmo ao
colapso.
 As
operações de protensão exigem
equipamento e pessoal especializados.
 De
um modo geral, as construções
protendidas exigem atenção e
controle superiores aos
necessários para o concreto
armado comum.