ESTRUTURA EM CONCRETO

• 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

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.

O Concreto

Em 1849, o francês LAMBOT construiu o primeiro objeto de concreto armado: um barco, exibido na exposição de Paris em 1855.

O Concreto

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.

O Concreto

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.

O Concreto

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.

Concreto Simples

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);

Concreto Simples

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.

Concreto Simples

Concreto Simples Exemplos de utilização de Concreto

Simples: Estaca Strauss

Tubulão

Concreto Simples

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, garantindo maior resistência aos esforços de compressão, o que permite o seu uso como elemento estrutural nas construções.’

Concreto Simples

Bloco de Vedação

Bloco Estrutural

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.

Concreto Armado

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.

Concreto Armado

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.

Concreto Armado

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).

Concreto Armado

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).

Concreto Armado

Nas construções de concreto armado existem três

elementos estruturais básicos que são bastante

comuns: as Lajes, as Vigas e os Pilares.

Concreto Armado

Pilar Pilares são “elementos lineares de eixo

reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes”

Concreto Armado

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.

Concreto Armado

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.

Concreto ArmadoViga

As ações são geralmente perpendicularmente ao seu eixo longitudinal, podendo ser concentradas ou distribuídas.

Concreto Armado

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.

Concreto ArmadoLajes

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

Concreto Armado

Alguns dos tipos mais comuns de lajes são: nervurada, cogumelo, treliçada e maciça.

Concreto Armado

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.

Concreto Armado

Laje Nervurada:

Concreto Armado

Laje Cogumelo: constituída de lajes nervuradas com capitéis (ou ábacos) apoiados diretamente nos pilares sem utilização de vigas ou faixas.

Concreto Armado

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.

Concreto Armado

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.

Concreto Armado

Argamassa Armada:

É o método construtivo considerado como um tipo particular de concreto armado; composto por uma armadura finamente subdividida, como fios, telas e barras de aço.

Concreto Armado

Distribuída em argamassa de cimento e areia, porém pelo seu peculiar desempenho constitui uma classe especial de material, necessitando de tratamento à parte daquele geralmente dispensado ao concreto armado: 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.

Concreto Armado

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, out-side, piscinas, piso elevado, escadarias drenantes, murros de arrimo, toldos e pré-moldados diversos.

Concreto Armado

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;

Concreto Armado

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 Armado

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 Armado

Concreto com Fibras de 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.

Concreto Armado

Concreto sem Fibras de Aço:Concreto com Fibras de Aço:

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.

Concreto Protendido

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.

Concreto Protendido

A protensão do concreto é realizada, na prática, por meio de cabos de aço de alta resistência, tracionados e ancorados no próprio concreto.

Concreto Protendido

Protensão com Aderência inicial: É aquele em que o estiramento da

armadura de protensão é feito utilizando-se 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.

Concreto Protendido

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).

Concreto Protendido

Protensão sem Aderência:

Concreto protendido sem aderência é aquele obtido como no caso anterior, mas em que, após o estiramento da armadura de protensão, não é criada a aderência com o concreto.

Concreto Protendido

A armadura ativa é tracionada após a execução da peça de concreto, que é colocada dentro de dutos metálicos ou de plástico, que após a aplicação da força de protensão, injeta-se graxa 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.

Concreto Protendido

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.

Concreto Protendido

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 de aço ou em argamassa injetada.

Concreto Protendido

Ancoragem ativaAncoragem PassivaAncoragens por Cunha

A primeira obra em concreto protendido no 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 Belgo-Mineira iniciou a fabricação do aço de protensão. A segunda obra brasileira, a ponte de Juazeiro, já foi feita com aço brasileiro.

Concreto ProtendidoPonte do Galeão:

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.

Concreto Protendido

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.

Concreto Protendido

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.

Concreto Protendido

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;

Concreto Protendido

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.

Concreto Protendido

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.

Concreto Protendido

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