CONCRETO ICONCRETO I

FACULDADADES INTEGRADAS DO NORTE DE FACULDADADES INTEGRADAS DO NORTE DE MINAS FUNORTEMINAS FUNORTE

Professora: Eng. Miriam Barbosa Nascimento

mibanas@hotmail.com

CONTEÚDO PROGRAMÁTICOCONTEÚDO PROGRAMÁTICO

- Materiais- Propriedades do Aço e do Concreto- Solicitações Normais, Estados limites

Últimos- Dimensionamento e Detalhamento de

Lajes retangulares- Vigas (Flexão Normal Simples e

Cisalhamento – Aderência e Ancoragem))

BIBLIOGRAFIA BÁSICA BIBLIOGRAFIA BÁSICA RECOMENDADA:RECOMENDADA:

GUERRIN. A. Tratado de concreto armado. São Paulo: Hemus, 2003.

FUSCO, Pericles. Técnicas de armar estruturas de concreto. São Paulo: Pini, 2003

GUERRIN ROGER C. LAVAUR, Tratado de Concreto Armado – 1: Cálculo de Concreto Armado.1 ed. São Paulo: Hemus, 2002.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:

BORGES, Alberto Nogueira. Curso prático de cálculo em concreto armado: projetos de edifícios. São Paulo: Ao Livro Técnico, 2004.

BOTELHO, Manoel Henrique Campos; Marchetti, Osvaldemar. Concreto Armado - Eu Te Amo Vol. I. Edgard Blucher, 2006

BOTELHO, Manoel Henrique Campos; Marchetti, Osvaldemar. Concreto Armado - Eu Te Amo Vol. II. Edgard Blucher, 2007.

http://www.cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_22/aco.html

http://scholar.google.com.br/scholar?hl=pt-BR&q=artigo+sobre+propriedades+do+a%C3%A7o+e+do+concreto&btnG=Pesquisar&lr=

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃOOs primeiros materiais a serem empregados nas construções antigas foram a pedra natural e a madeira, por estarem disponíveis na natureza. O ferro, o aço e o concreto só foram empregados nas construções séculos mais tarde.O material considerado ideal para as construções é aquele que apresenta conjuntamente as qualidades de resistência e durabilidade. A pedra, muito usada nas construções antigas, tem resistência à compressão e durabilidade muito elevadas, porém, tem baixa resistência à tração. A madeira tem razoável resistência, mas a durabilidade é limitada. O ferro e o aço têm resistência elevada, mas a durabilidade também é limitada em consequência da corrosão que podem sofrer.O concreto armado surgiu da necessidade de aliar a durabilidade da pedra com a resistência do aço, com as vantagens do material composto poder assumir qualquer forma, com rapidez e facilidade, e com o aço envolvido e protegido pelo concreto para evitar a sua corrosão.Os materiais de construção feitos à base de cimento, chamados “materiais cimentícios”, podem ser considerados os materiais mais importantes produzidos pelo homem, porque lhe possibilitou construir as edificações e todas as principais obras de que necessitava para viver, como por exemplo as habitações, aquedutos, barragens, obras sanitárias, pontes, rodovias, escolas, hospitais, teatros, igrejas, museus, palácios, entre tantos outros tipos de construção.A abundância das matérias primas em quase todas as regiões, somada à sua grande versatilidade para aplicação nas mais variadas formas, foram os principais motivos para o seu desenvolvimento, desde os tempos primórdios até a atualidade.

Na antiguidade foram os romanos os que mais se destacaram na aplicação dos concretos e argamassas, que lhes possibilitou criar espaços amplos em forma de arco, abóbadas e cúpulas, de grandes dimensões.Combinando o concreto da época com tijolos de argila, pedra e outros materiais naturais, conseguiram produzir obras magníficas, inéditas até aquele período, que trouxeram grande desenvolvimento e revolucionaram a Arquitetura da época.Como exemplos mais marcantes de construções romanas que aplicaram o concreto existente na época podem ser citados o Panteão e o Coliseu (Figuras 1 e 2). O Panteão foi construído em 27 a.c. com concretos de diferentes materiais, em forma de abóbada de concreto com diâmetro de 43,3 m.O Coliseu foi construído entre 69 e 79 d.C., sendo a maior obra construída pelos romanos, mesclando pedras e concreto.

Figuras 1 – Panteão Romano

A partir do instante que o ferro foi unido ao concreto e o conjunto passou a resistir também às tensões de tração, as possibilidades de aplicação aumentaram bastante em relação ao concreto inicialmente aplicado pelos romanos. A capacidade de resistir bem tanto às tensões de compressão como de tração levou ao projeto de elementos estruturais de menor altura e com vãos significativamente maiores, o que resultou na liderança mundial como material para os diversos tipos de construção hoje existentes.No ano de 1770, em Paris, associou-se ferro com pedra para formar vigas como as modernas, com barras longitudinais na tração e barras transversais ao cortante.Considera-se que o cimento armado surgiu na França, no ano de 1849, com o primeiro objeto do material registrado pela História sendo um barco, do francês Lambot, o qual foi apresentado oficialmente em 1855. O barco foi construído com telas de fios finos de ferro preenchidas com argamassa. Embora os barcos funcionassem, não alcançaram sucesso comercial.

FIGURA 2 – Coliseu Romano

A partir de 1861, outro francês, Mounier, que era um paisagista, horticultor e comerciante de plantas ornamentais, fabricou uma enorme quantidade de vasos de flores de argamassa de cimento com armadura de arame, e depois reservatórios (25, 180 e 200 m3) e uma ponte com vão de 16,5 m.

Foi o início do que hoje se conhece como “Concreto Armado”, pois até cerca do ano de 1920 o concreto armado era chamado de “cimento armado”.

Em 1850, o norte americano Hyatt fez uma série de ensaios e vislumbrou a verdadeira função da armadura no trabalho conjunto com o concreto. Porém, seus estudos não ganharam repercussão por falta de publicação.

Na França, Hennebique foi o primeiro após Hyatt a compreender a função das armaduras no concreto. “Percebeu a necessidade de dispor outras armaduras além da armadura reta de tração. Imaginou armaduras dobradas, prolongadas em diagonal e ancoradas na zona de compressão. Foi o primeiro a colocar estribos com a finalidade de absorver tensões oriundas da força cortante e o criador das vigas T, levando em conta a colaboração da laje como mesa de compressão”, (VASCONCELOS, 1985).

Os alemães estabeleceram a teoria mais completa do novo material, toda ela baseada em experiências e ensaios. “O verdadeiro desenvolvimento do concreto armado no mundo iniciou-se com Gustavo Adolpho Wayss” que fundou sua firma em 1875, após comprar as patentes de Mounier para empregar no norte da Alemanha (VASCONCELOS, 1985).

A primeira teoria realista ou consistente sobre o dimensionamento das peças de concreto armado surgiu com uma publicação, em 1902, de E. Mörsch, eminente engenheiro alemão, professor da Universidade de Stuttgart (Alemanha). Suas teorias resultaram de ensaios experimentais, dando origem às primeiras normas para o cálculo e construção em concreto armado. A treliça clássica de Mörsch é uma das maiores invenções em concreto armado, permanecendo ainda aceita, apesar de ter surgido há mais de 100 anos.

As fissuras (trincas de pequena abertura, ≈ 0,05 a 0,4 mm), causadas pelas tensões de tração no concreto, atrasaram o desenvolvimento do concreto armado devido à dificuldade de como tratar e resolver o problema. Como forma de contornar o problema da fissuração no concreto, M. Koenen propôs, em 1907, tracionar previamente as barras de aço, para assim originar tensões de compressão na seção, como forma de eliminar a tração no concreto e consequentemente eliminar as fissuras. Surgia assim o chamado “Concreto Protendido”.A seguir, é apresentado algumas datas e acontecimentos marcantes ao longo

da história, visando mostrar a evolução do concreto armado na construção civil. DATA ACONTECIMENTO

1824 Josef Aspdim, escocês, desenvolveu um processo industrial para fabricação do Cimento Portland;

Cimento Portland: recebeu este nome devido à semelhança com a cor das pedras calcárias encontradas na Ilha de Portland.

1855 O francês, J. L. Lambot constrói um barco com argamassa de cimento e areia entremeados por fios de arame;

Processo de fabricação totalmente empírico. 1861 O paisagista e horticultor francês Joseph Monier constrói um vaso de flores com

argamassa de cimento e areia, reforçado com uma malha de aço; Considerado por muitos como o pai do concreto armado; Em 1865, construiu nos arredores de Paris uma ponte de concreto armado com

16,5 m de vão por 4 m de largura. 1867 J. Monier obtém uma patente para seus vasos. Posteriormente, consegue novas

patentes para tubos, lajes e pontes. 1873 O americano W. E. Ward constrói em Nova York uma casa de concreto armado –

o Ward́ s Castle- existente até os dias atuais. 1888 Dohring, de Berlim, obtém uma patente segundo a qual é possível aumentar a

resistência de placas e pequenas vigas por meio de protensão da armadura; com ela aparece, pela primeira vez, o conceito da protensão.

1900 Início do desenvolvimento da teoria do concreto armado, por Koenen; posteriormente, Mörsch desenvolveu a teoria iniciada por Koenen, com base em numerosos ensaios;

Os conceitos desenvolvidos por Morch e publicados em 1902 constituem ao longo do tempo e em quase todo o mundo os fundamentos da teoria de dimensionamento de peças de concreto armado.

1908 (Brasil)

Concreto armado no Brasil começou com François Hennebique - compreendeu a função das armaduras, longitudinais e transversais, no concreto;

Primeira obra: ponte de 9 m de vão, executada no Rio de Janeiro com projeto e cálculo de Hennebique.

Várias Datas Brasil

Emílio Henrique Baumgart: um dos primeiros brasileiros a trabalhar com o cálculo estrutural em concreto armado; possuía grande senso estrutural, conseguia visualizar os caminhos seguidos pelas cargas através dos elementos estruturais antes mesmo de calculá-las.

Paulo Rodrigues Fragoso: colaborador de Baumgart, montou seu próprio escritório de cálculo após a falência do escritório de Baumgart (1932).

Antônio Alves de Noronha: também colaborador de Baumgart; em 1955, recebeu em Zurique, o título de doutor “honoris causa” pelos relevantes serviços prestados à engenharia; projetista do estádio de futebol do Maracanã, no Rio de Janeiro.

Figura 4 – Ponte Presidente Feliciano Sodré em Cabo Frio, em 1926, com arco de 67 m de vão (recorde na América do Sul).

Figura 5 – Edifício Martinelli em São Paulo em 1925, com 106,5 m de altura (30 pavimentos – recorde mundial)

Figura 6 – Elevador Lacerda em Salvador em 1930, com altura total de 73 m

Figura 7 – Edifício “A Noite” no Rio de Janeiro em 1928, com 22 pavimentos, o mais alto do mundo em concreto armado, com 102,8 m de altura, projeto de Emílio Baumgart,

Figura 8 - Ponte da Amizade em Foz do Iguaçu, em 1965, com extensão de 552 m e o maior arco de concreto armado do mundo com 290 m de vão

ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADOESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO

1.1.Objetivos gerais do curso:Objetivos gerais do curso: fornecer sólida formação conceitual, importante ao engenheiro projetista devido à sua

elevada responsabilidade; estudar as propriedades do material concreto armado como elemento estrutural; projetar, calcular, dimensionar e detalhar edificações usuais em concreto armado; fazer corretamente a leitura de projetos estruturais em concreto armado; executar corretamente obras em concreto armado; conhecer as principais normas relacionadas ao projeto e execução de obras em concreto

armado.

2.2.Conceitos fundamentais:Conceitos fundamentais:– concreto: material de construção resultante da mistura em quantidades racionais de

cimento (aglomerante: cimento, cal e gesso), agregados (miúdos: areia; graúdos: pedras) e água.

– traço: é a mistura convenientemente proporcionada dos elementos que compõem o concreto.

– Argamassa: é uma mistura homogênea de agregado(s) miúdo(s), aglomerante(s) inorgânicos e água, contendo ou não aditivos ou adições, com propriedades de aderência e endurecimento. (NBR 13529)