Concreto Armado - Apostilas - Engenharia, Notas de estudo de Engenharia Civil. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Luiz_Felipe
Luiz_Felipe4 de Março de 2013

Concreto Armado - Apostilas - Engenharia, Notas de estudo de Engenharia Civil. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas de engenharia civil sobre o concreto armado, definição, composição, vantagens e desvantagens, reconhecimento, cuidados.
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1 - INTRODUÇÃO

O estudo do concreto é um fator determinante para o entendimento de um projeto. O concreto é à base da construção civil e suas propriedades estruturais são decisivas para a execução da obra.

Diversos fatores, como a quantidade de cada material da mistura, a granulometria do grão de areia ou seu tempo de secagem, influenciam diretamente na qualidade do concreto. Por estes motivos é de extrema importância que o concreto seja compreendido não somente como um material de obra, mas como o elemento principal de sustentação, e, além disso, um elemento de valor estético.

No caso do concreto armado, profissionais de Engenharia e Arquitetura estão intrinsecamente unidos. Como este material possibilita seu uso aparente, mas também exige cálculos estruturais mais precisos, uma vez que o sistema é composto por concreto e aço – é necessário muito cuidado para que ele seja executado criteriosamente. Quando a proposta do concreto deixa de ser somente estrutural e passa a abranger o campo da Arquitetura, outros fatores determinantes começam a influenciar a mistura do mesmo.

Existe a possibilidade de utilizar o concreto na sua forma mais pura, também como é possível adicionar outros materiais que criem valor plástico. Fazer intervenções no concreto é certamente a maior de dificuldade para inseri-lo na arquitetura como um elemento de solução plástica agradável – mas existem muitas propostas que permitem esse processo.

2 – O CONCRETO ARMADO

O concreto é um material da construção civil composto por uma mistura de cimento, areia, pedras britadas e água, além de outros materiais eventuais, os aditivos. Quando armado com ferragens passivas, recebe o nome de concreto armado.

Para obtenção de um bom concreto de acordo com sua finalidade, devem ser efetuadas com perfeição as operações básicas de produção do material, que influem nas propriedades do concreto endurecido.

A armadura passiva incorporada a uma peça estrutural de concreto deve resistir às tensões, principalmente as de tração, provenientes dos esforços causados pelas ações atuantes, sem introduzir esforços suplementares à peça. Ou seja, a armadura em peça de concreto armado só trabalha quando houver solicitação.

A solidariedade é garantida pela aderência entre a armadura e o concreto, o que assegura a existência do concreto armado. Para que os materiais trabalhem solidariamente não deve existir escorregamento relativo entre ambos. É necessário que o conjunto concreto e

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armadura se comporte como uma peça monolítica e, para isto, é indispensável que exista aderência eficiente entre os materiais.

A aderência é garantia de que vão se concretizar as hipóteses básicas do comportamento elástico das peças estruturais, como, por exemplo, as seções transversais planas permanecem planas até a ruptura da peça, ou as tensões normais são diretamente proporcionais às distâncias das fibras ao eixo neutro, além de outras.

Devido à baixa resistência à tração, procurou-se adicionar ao concreto outros materiais que pudessem compensá-lo, melhorando suas qualidades de resistência. Dessa forma, na utilização de barras de aço juntamente com o concreto, é possível vencer os desfalques dos materiais. Na região tracionada, o concreto possui resistência praticamente nula, podendo sofrer fissuração e deformar. Graças à presença das barras de aço e sua aderência ao concreto, o sistema arrasta consigo as barras de aço forçando-as a trabalhar e consequentemente, a absorver os esforços de tração. Nas regiões comprimidas, uma parcela de compressão é absorvida pela armadura, enquanto o concreto fica responsável por absorver o resto dos esforços de compressão.

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3 – COMPOSIÇÃO

Utilizando pedra e areia limpas, sem argila ou barro, sem materiais orgânicos – como raízes, folhas, gravetos – e sem grãos que esfarelam quando apertados entre os dedos. O cimento deve ser de boa qualidade. A água também deve ser limpa, destilada.

É muito importante que a quantidade de água da mistura esteja correta. Tanto excesso como ausência são prejudiciais ao concreto, uma vez que são fatores capazes de alterar a resistência do mesmo; o excesso de água diminui a resistência e a ausência deixa o concreto cheio de perfurações. As britas quando expostas a grande insolação devem ser umedecidas para não alterar o abatimento do concreto.

O concreto armado se diferencia pela armadura metálica responsável por resistir aos esforços de tração, enquanto que o concreto em si resiste à compressão. Também é comum a utilização de aditivos, destinados a melhorar ou conferir propriedades especiais ao concreto.

A pasta formada pelo cimento e água é um aglomerante, e atua envolvendo os grãos dos agregados, enchendo os vazios entre eles e criando uma massa compacta e trabalhável. A função dos agregados é dar ao conjunto condições de resistência ao desgaste, além de redução no custo e redução na contração.

4 – VANTAGENS

Esse material possui atributos que vão além da resistência, já que existe outra vantagem igualmente importante: a economia, com a possibilidade de obtenção de materiais nas proximidades da obra, e nos custos de manutenção, por não necessitar, na maioria dos casos, de proteção especial.

Facilmente adaptável às formas, por ser lançado em estado semi-fluido, abrindo enormes possibilidades para a concepção arquitetônica. Facilidade e rapidez na construção com o uso de peças pré-moldados e de tecnologia avançada para a execução de formas e escoramento.

Durabilidade elevada, com manutenção preventiva simples e debaixo custo. Essa alternativa dispensa o desenvolvimento de outras etapas da obra, como emboço e reboco, e não é preciso gastar com outros revestimentos.

O concreto pode não ser apenas uma estrutura, mas sim um acabamento, como em paredes, bancos e bancadas.

5 – DESVANTAGENS

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O concreto armado possui um peso específico muito grande (25 kN/m³). Fissuração inerente à baixa resistência à tração do concreto. Dificuldade em adaptações e alterações nos projetos depois de prontos. Mal isolante térmico e acústico. Consumo elevado de formas convencionais e execução lenta, devido aos prazos de retirada das mesmas, no caso do concreto moldado no local.

6 – RECONHECIMENTO

O principal fator de sucesso é decorrente da aderência entre o concreto e a armadura. Isto se dá, pois as deformações ocorridas nas armaduras serão as mesmas ocorridas no concreto adjacente, não existindo assim escorregamento entre um material e o outro. Por este simples fato das deformações serem iguais entre a armadura e o concreto adjacente, que permite o desenvolvimento de quase todos os fundamentos do concreto armado.

A proximidade nos valores dos coeficientes de dilatação térmica do aço e do concreto torna praticamente nulos os deslocamentos relativos entre a armadura e o concreto que a envolve quando existe variação de temperatura. Este fato possibilita que se adote para o concreto armado o mesmo coeficiente de dilatação térmica do concreto simples.

Por fim, o envolvimento das barras da armadura pelo concreto protege-as contra a oxidação fazendo com que o concreto armado não necessite de cuidados especiais, como ocorre no caso de estruturas metálicas.

7 – DEPOIMENTOS

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8 – CUIDADOS

O descuido rotineiro com este elemento pode resultar em graves problemas e exigir obras de recuperações estruturais altamente custosas. O concreto, quando bem executado, tem a vantagem de proteger as armaduras da corrosão, impedindo a formação de células eletroquímicas.

Uma boa cobertura, com concreto de alta compacidade, sem ninhos e homogêneo, garante a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos, como águas residuais, água do mar, águas industriais, dejetos orgânicos e atmosfera, entre outros.

Outra função deste método é a proteção química das armaduras: em ambiente altamente alcalino, é formada uma capa ou película protetora na superfície do aço. A cobertura protege essa capa protetora contra danos mecânicos e, ao mesmo tempo, mantém sua estabilidade.

Por isso, é recomendável que o engenheiro projetista especifique adequadamente a cobertura do concreto armado conforme a norma vigente. E que esta seja respeitada durante a execução do projeto.

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9 – EXEMPLOS

Figura 1 - Igreja São Francisco de Assis - Oscar Niemeyer

Figura 2 - Catedral Metropolitana de Nossa Senhora Aparecida - Oscar Niemeyer

Figura 2.1 - Catedral Metropolitana de Nossa Senhora Aparecida - Oscar Niemeyer (Verônica Menezes)

Figura 2.2- Catedral Metropolitana de Nossa Senhora Aparecida - Oscar Niemeyer (Interior)

Figura 3- Congresso Nacional - Oscar Niemeyer

Figura 3.3- Congresso Nacional - Oscar Niemeyer Figura 3- Congresso Nacional - Oscar Niemeyer

Figura 3 - Villa Savoye - Le Corbusier

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10 – CONCLUSÃO

O sistema estrutural criado pela união entre o concreto e as barras de aço foi extensamente explorado pelas escolas de arquitetura Moderna, criando oportunidade para que construções continuem aproveitando os benefícios oferecidos pelo popular betão.

Não só pelos seus valores estéticos – o brutalismo e a flexibilidade – mas também por proporcionar sistemas estruturais mais isostáticos e coerentes, o concreto armado tem sido continuamente utilizado. Além de sua resistência à tração e à compressão, a cobertura de concreto proporciona proteção contra a oxidação da armadura de ferro, promovendo uma estrutura altamente durável.

Para a Arquitetura, a adaptabilidade do concreto armado é certamente a característica mais marcante. Soluções estéticas compostas por elementos com liberdade estrutural permitem uma união entre o processo construtivo e o acabamento da construção.

Atualmente é impossível que uma dada Arquitetura seja concebida sem apoio estrutural por parte da Engenharia, e a recíproca é verdadeira. A Engenharia lida melhor com suas construções quando a maior preocupação com a distribuição de espaços e funções. O concreto armado é, então, um material que permite que a Arquitetura e a Engenharia trabalhem em sintonia.

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