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Apostila Concreto - Prof. Ronilson.pdf

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   DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO WWW.CLUBEDAESTRUTURA.COM.BR COM A NOVA NBR 6118/2014 NOTAS DE AULA - REVISADA 2018 PROF. RONILSON FLÁVIO DE SOUZA  Engenheiro Civil     Especialista em Estruturas    MBA em Construção Civil Disciplina Estruturas de Concreto 1 e 2 Setembro de 2018  2 Introdução O concreto armado como conhecemos, se comparado com o aço, que há milênios vem sendo utilizado pelo homem, é de certa forma um material recente. Como elemento estrutural o conceito de concreto armado é antigo, porém as pesquisas que realmente desenvolveram o material e consolidaram sua utilização datam de menos de 200 anos. Por volta de 1850 elementos cimentícios com utilização de aço para resistir a tração foram construído s, estes elementos eram chamados de “cimento armado” , somente por volta de 1920 a denominação passou a ser “concreto armado” . A primeira teoria sólida sobre o dimensionamento das peças de concreto foi realizada pelo Alemão E. Mörsch,  professor da Universidade de Stuttgart, em 1902, a sua analogia de treliça para o dimensionamento a flexão de vigas é até hoje utilizada no mundo. Não demorou para que as normas de concreto armado fossem redigidas e implantadas em todo mundo. No Brasil o concreto armado vem sendo utilizado desde 1904 e, em pouco tempo, devido a sua versatilidade, foi incorporado de vez na engenharia de construção brasileira. Sendo considerado hoje o material mais utilizado como elemento estrutural no mundo. As normas mais importantes utilizadas no mundo são o C.E.B - Comitê Europeu de “Béton” ( concreto), o A.C.I - Instituto Americano do Concreto, e aqui no Brasil a ABNT  –   Associação Brasileira de Normas Técnicas, em particular a NBR 6118/2014- Projeto de estruturas de concreto  —   Procedimento, que foi revisada em 2013 e aprovada e 2014. Esta norma que utilizaremos neste trabalho, juntamente, é claro, com as outras normas da ABNT que complementam o estudo do concreto armado.  3 Capítulo 1 - Tecnologia do Concreto Estrutural e Patologias O concreto estrutural pode ser dividido em três categorias, a saber: Concreto simples ou ciclópico: é aquele que não possui armadura (barras de aço para combater a tração). Segundo a NBR 6118 é classificado da seguinte forma: Elementos de concreto simples estrutural Elementos estruturais elaborados com concreto que não possuem qualquer tipo de armadura, ou que a  possuem em quantidade inferior ao mínimo exigido para o concreto armado (item 3.1.2 NBR 6118/2014). Concreto Armado com armadura passiva: é aquele que possui armaduras para resistir as solicitações de tração, no entanto estas armaduras são tracionadas somente após a retirada do cimbramento (escoramento), e a peça passa a trabalhar fissurada, situação em que as tensões são transmitidas do concreto para a armadura e vice-versa. Segundo a NBR 6118 é classificado da seguinte forma: Elementos de concreto armado Aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e armadura, e nos quais não se aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência (item 3.1.3 NBR 6118/2014).  Concreto protendido ou com armadura ativa: é aquele cujas armaduras são pré-tracionadas antes mesmo da retirada do cimbramento. Este procedimento imprime a seção fletida uma compressão uniforme reduzindo a tração no concreto e consequentemente diminuindo a fissuração das peças. Segundo a NBR 6118 é classificado da seguinte forma: Elementos de concreto protendido Aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão, com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura, bem como propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estado-limite último (item 3.1.4 NBR 6118/2014).  Como pôde ser observado nas descrições acima, existem dois tipos de armaduras, as armaduras passivas, utilizadas no concreto armado convencional, aqui chamado  4 simplesmente de C.A. e as armaduras ativas que trabalham no concreto protendido ou C.P. Propriedades do concreto O concreto armado para fins estruturais pode ser considerado um material homogêneo e isotrópico. A NBR 8953/2015 (revisada) Classifica os concretos em normais, leves ou  pesado/denso, em função de sua massa específica, neste curso trabalharemos apenas com o concreto normal cuja massa específica para efeito de cálculo (  c ) = 2500kg/m 3  (25kN/m 3 ); O coeficiente de Poisson pode ser tomado com o valor médio de (  ) = 0,2 e o coeficiente de dilatação térmica   = 10-5°C -1 . Estes valores devem ser validados, sempre que  possível, em ensaios de laboratório. No entanto podem ser utilizados nos projetos estruturais, desde que os materiais utilizados na preparação do concreto (agregados e aglomerantes - cimentos), estejam dentro das especificações normativas existentes para o concreto armado. Na NBR 12655/06 pode ser encontrado a descrição de todas as normas que regulamentam estes materiais. O módulo de elasticidade (E) do concreto depende do  fck - resistência característica a compressão. Resistência à compressão do concreto -  fck A resistência característica a compressão do concreto, fck, deve ser especificada em todos os projetos e seu valor deve ser avaliado em ensaio de compressão definidos na NBR ABNT NBR 5739:2007  –   Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. A NBR 8953/2015  –   Concretos para fins estruturais  –   Classifica os concretos em 3 grupos, sendo os grupos I e II concretos estruturais e um grupo de concretos não estruturais que seriam os (C10 e C15) fck 10 MPa e o 15 MPa. Os concretos do grupo I começam com o fck 20 MPa e vão até o fck 50 MPa (C20 a C50). Os concretos do Grupo II são considerados de alto desempenho e começam com fck 55 MPa e atingem até fck 100 MPa (C55 a C100).   A nova versão da NBR 8953/2015 classifica também os concretos pela sua trabalhabilidade, sendo criadas 5 classes:
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