FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO - · PDF file1288 - Estruturas de Concreto I –...

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  • UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA UNESP - Campus de Bauru/SP

    FACULDADE DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil

    Disciplina: 1288 - ESTRUTURAS DE CONCRETO I

    NOTAS DE AULA

    FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO

    Prof. Dr. PAULO SRGIO DOS SANTOS BASTOS (wwwp.feb.unesp.br/pbastos)

    Bauru/SP

    Agosto/2006

  • APRESENTAO

    Esta apostila tem o objetivo de servir como notas de aula na disciplina

    1288 Estruturas de Concreto I, do curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia, da

    Universidade Estadual Paulista UNESP, Campus de Bauru/SP. O contedo da disciplina tem

    trs partes: Fundamentos do Concreto Armado, Dimensionamento de Vigas Flexo Simples e

    Lajes. Em outras duas apostilas so apresentadas a segunda e a terceira partes do contedo.

    Nesta apostila encontram-se os conceitos iniciais e diversas informaes que so base para

    o entendimento do projeto e dimensionamento das estruturas de concreto armado. O

    conhecimento dos Fundamentos do Concreto Armado primordial para o aprendizado das

    disciplinas posteriores de concreto armado, existentes no curso de Engenharia Civil.

    Em linhas gerais o texto segue as prescries contidas na nova norma NBR 6118/2003

    (Projeto de estruturas de concreto Procedimento), conforme a verso corrigida de maro de

    2004, para o projeto e dimensionamento dos elementos de concreto armado.

    A apostila no esgota todo o assunto, que muito vasto. Por isso, o aprendizado deve ser

    complementado com estudo dos itens constantes nas Referncias Bibliogrficas e na Bibliografia

    Complementar, entre outros.

    Nesta disciplina e na 1309 Estruturas de Concreto II, ministradas pelo autor, sero

    utilizadas diversas apostilas, disponibilizadas no endereo wwwp.feb.unesp.br/pbastos, em

    Disciplinas Lecionadas.

    Ao longo do curso de Engenharia Civil o aluno dever cursar trs disciplinas de Estruturas

    de Concreto Armado, com a opo de cursar outras disciplinas optativas. Na disciplina 1288

    Estruturas de Concreto I o contedo composto por: Fundamentos do Concreto Armado,

    Dimensionamento de Vigas Flexo Simples e Projeto de Lajes. Em 1309 Estruturas de

    Concreto II o contedo : Projeto de Vigas, englobando o dimensionamento ao Esforo Cortante,

    Toro e da ancoragem da armadura longitudinal, seguido de pilares.

    Na disciplina 1354 Estruturas de Concreto III - o contedo : Fundaes de Edifcios

    (blocos, tubules, sapatas, vigas de equilbrio), escadas, reservatrios (vigas-parede), consolos,

  • dentes gerber e puno. No decorrer das trs disciplinas obrigatrias o aluno desenvolve o projeto

    da estrutura de um edifcio.

    As quatro disciplinas no abordam todos os temas existentes, porque o Concreto Armado

    um campo muito vasto, porm, os contedos tratam dos temas mais importantes e comuns do dia

    a dia das atividades do Engenheiro Estrutural. Ao final do curso espera-se que o aluno esteja apto

    a iniciar suas atividades no ramo do projeto estrutural de edifcios, em empresas ou escritrios de

    clculo estrutural.

    O projeto estrutural de edifcios consiste, resumidamente, nas seguintes etapas: concepo

    do sistema estrutural (horizontal e vertical) do edifcio, juntamente com o pr-dimensionamento

    das dimenses dos elementos, determinao e anlise dos deslocamentos e esforos solicitantes da

    estrutura, considerando-se obrigatoriamente os efeitos da ao do vento, dimensionamento e

    detalhamento das armaduras e desenhos finais.

    Nos ltimos anos ocorreu um grande avano no desenvolvimento dos programas

    computacionais para projeto estrutural, e hoje, praticamente a totalidade dos projetos so

    desenvolvidos por meio dos programas.

    Crticas e sugestes sero muito bem-vindas, pois assim a apostila poder ser melhorada.

    O autor agradece ao tcnico derson dos Santos Martins pela confeco dos desenhos.

  • SUMRIO

    1. INTRODUO ........................................................................................................................1 1.1 COMPOSIO DO CONCRETO ...................................................................................1

    1.1.1 Cimento .....................................................................................................................3 1.1.2 Agregados..................................................................................................................5 1.1.3 gua ..........................................................................................................................6

    1.2 CONCEITO DE CONCRETO ARMADO.......................................................................7 1.3 CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO ...............................................................8 1.4 FISSURAO NO CONCRETO ARMADO................................................................11 1.5 HISTRICO DO CONCRETO ARMADO ...................................................................13 1.6 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CONCRETO ARMADO............................15 1.7 PRINCIPAIS NORMAS BRASILEIRAS PARA CONCRETO ARMADO .................15 1.8 PRINCIPAIS NOTAES DA NBR 6118....................................................................16

    1.8.1 Letras Minsculas ...................................................................................................16 1.8.2 Letras Maisculas....................................................................................................17 1.8.3 Letras Gregas...........................................................................................................17 1.8.4 Smbolos Subscritos ................................................................................................18

    1.9 PROPOSTAS DE ESTUDO ...........................................................................................18 1.10 QUESTIONRIO ...........................................................................................................18

    2. ELEMENTOS ESTRUTURAIS EM CONCRETO ARMADO.............................................19 2.1 CLASSIFICAO GEOMTRICA ..............................................................................19 2.2 PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ..............................................................21

    2.2.1 Laje..........................................................................................................................21 2.2.2 Viga .........................................................................................................................26 2.2.3 Pilar .........................................................................................................................30 2.2.4 Tubulo e Bloco de Fundao.................................................................................33 2.2.5 Sapata ......................................................................................................................36

    2.3 PROPOSTAS DE ESTUDO ...........................................................................................38 2.4 QUESTIONRIO ...........................................................................................................38

    3. REQUISITOS DE QUALIDADE DA ESTRUTURA E DO PROJETO...............................39 4. DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO..................................................39

    4.1 MECANISMOS DE DETERIORAO DO CONCRETO ..........................................39 4.2 MECANISMOS DE DETERIORAO DA ARMADURA.........................................40 4.3 MECANISMOS DE DETERIORAO DA ESTRUTURA ........................................40 4.4 AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE ............................................................................41 4.5 CUIDADOS NA DRENAGEM VISANDO A DURABILIDADE................................41 4.6 QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO ..................................................42 4.7 ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA .................................................42 4.8 QUESTIONRIO ...........................................................................................................43

    5. RESISTNCIAS CARACTERSTICAS E DE CLCULO..................................................44 5.1 CONCEITO DE VALOR CARACTERSTICO ............................................................44 5.2 RESISTNCIAS CARACTERSTICAS DO CONCRETO E DO AO.......................46 5.3 RESISTNCIAS DE CLCULO DO CONCRETO E DO AO..................................47

  • 5.4 COEFICIENTES DE PONDERAO DAS RESISTNCIAS ....................................48 5.4.1 Coeficiente de Ponderao das Resistncias no Estado Limite ltimo (ELU).......48 5.4.2 Coeficiente de Ponderao das Resistncias no Estado Limite de Servio (ELS)..48

    6. SEGURANA E ESTADOS LIMITES .................................................................................49 6.1 ESTADOS LIMITES LTIMOS (ELU)........................................................................50 6.2 ESTADOS LIMITES DE SERVIO (ELS)...................................................................51 6.3 VERIFICAO DA SEGURANA..............................................................................51 6.4 QUESTIONRIO ...........................................................................................................52

    7. AES NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ................................................52 7.1 AES PERMANENTES..............................................................................................52

    7.1.1 Aes Permanentes Diretas.....................................................................................53 7.1.2 Aes Permanentes Indiretas .................................................................