Base

O concreto massa é um material moldável com boas propriedades mecânicas e de durabilidade e, embora resista a tensões e esforços de compressão apreciáveis, apresenta resistência à tração muito baixa. Para resistir adequadamente às tensões de tração, é necessário combinar o concreto com uma estrutura de aço. Este esqueleto tem a missão de resistir às tensões de tração que aparecem na estrutura, enquanto o concreto resistirá à compressão (sendo mais barato que o aço e oferecendo propriedades de durabilidade adequadas).

A seleção adequada das características do tipo de concreto e aço corrugado, além das dimensões e quantidades dos materiais, permite controlar o colapso dos elementos estruturais. Por exemplo, uma combinação apropriada destas variáveis ​​pode permitir que o aço ceda e, assim, conferir maior ductilidade, de modo que se deforme o suficiente para ser visível antes do colapso. Porém, um elemento com muito aço corrugado em seu interior poderá apresentar uma ruptura frágil, pois as barras não permitem essa ductilidade e não apresentarão sinais evidentes de deformação. É por isso que, em geral, as regulamentações relativas a esta questão limitam a quantidade máxima de aço que pode ser colocada nos pontos mais críticos das estruturas.

Barras de aço longitudinais, chamadas de armadura principal ou longitudinal, são colocadas em elementos lineares alongados, como vigas e pilares. Essas barras de aço são dimensionadas de acordo com a magnitude da força axial e dos momentos fletores, enquanto a força cortante e o momento torcional determinam as características da armadura transversal ou secundária.

Cálculo de vigas e pilares de concreto armado

A teoria das vigas de Euler-Bernoulli não é adequada para o cálculo de vigas ou pilares de concreto armado. Elementos resistentes com estas características apresentam um mecanismo de resistência mais complexo devido à concorrência de dois materiais diferentes, concreto e aço, com módulos de Young muito diferentes. Os momentos de inércia são variáveis ​​de acordo com o tamanho das fissuras nos elementos. As diferentes propriedades mecânicas de ambos os materiais presentes num elemento de betão armado fazem com que as equações de equilíbrio que ligam as forças internas introduzidas pelas forças e tensões do betão e do aço não sejam tão simples como as das secções homogéneas, que são as utilizadas na teoria de Euler-Bernoulli.

Na Instrução Espanhola de Concreto Estrutural, regulamentos obrigatórios para estruturas de concreto armado na Espanha até 2021, as equações de equilíbrio mecânico para a força axial N e o momento fletor M de uma seção retangular podem ser escritas aproximadamente como:

Onde:.

Se o diagrama retangular normalizado for usado para representar a relação tensão-deformação do concreto, então as tensões da armadura de tração e compressão podem ser expressas nas funções acima como:.

Por outro lado, as forças suportadas pelo bloco de concreto comprimido são dadas por:.

Dimensionamento de seção

O problema do dimensionamento da seção surge na determinação da quantidade mínima de aço para garantir a resistência adequada do elemento. Geralmente procura-se uma redução de custos, o que implica considerar vários formatos para a secção e calcular a armadura para cada uma destas secções possíveis, de forma a estabelecer um custo indicativo para cada secção.

Uma seção de uma viga submetida à flexão simples necessita necessariamente de armadura de tração (conjunto de barras) colocada na parte tracionada da seção, podendo dependendo do momento fletor também necessitar de armadura na parte comprimida. A área de ambas as armaduras de uma seção retangular pode ser calculada aproximadamente usando os seguintes conjuntos de fórmulas:.

Onde:.

Com as mesmas notações, a armadura de tração é calculada como:.

Verificando seções

O problema de verificação consiste em, dada uma seção totalmente definida por suas dimensões geométricas e um certo número de barras com disposição bem definida, verificar por cálculo se tal seção será capaz de suportar as tensões nela induzidas pela ação de cargas conhecidas.

Base

O concreto massa é um material moldável com boas propriedades mecânicas e de durabilidade e, embora resista a tensões e esforços de compressão apreciáveis, apresenta resistência à tração muito baixa. Para resistir adequadamente às tensões de tração, é necessário combinar o concreto com uma estrutura de aço. Este esqueleto tem a missão de resistir às tensões de tração que aparecem na estrutura, enquanto o concreto resistirá à compressão (sendo mais barato que o aço e oferecendo propriedades de durabilidade adequadas).

A seleção adequada das características do tipo de concreto e aço corrugado, além das dimensões e quantidades dos materiais, permite controlar o colapso dos elementos estruturais. Por exemplo, uma combinação apropriada destas variáveis ​​pode permitir que o aço ceda e, assim, conferir maior ductilidade, de modo que se deforme o suficiente para ser visível antes do colapso. Porém, um elemento com muito aço corrugado em seu interior poderá apresentar uma ruptura frágil, pois as barras não permitem essa ductilidade e não apresentarão sinais evidentes de deformação. É por isso que, em geral, as regulamentações relativas a esta questão limitam a quantidade máxima de aço que pode ser colocada nos pontos mais críticos das estruturas.

Barras de aço longitudinais, chamadas de armadura principal ou longitudinal, são colocadas em elementos lineares alongados, como vigas e pilares. Essas barras de aço são dimensionadas de acordo com a magnitude da força axial e dos momentos fletores, enquanto a força cortante e o momento torcional determinam as características da armadura transversal ou secundária.

Cálculo de vigas e pilares de concreto armado

A teoria das vigas de Euler-Bernoulli não é adequada para o cálculo de vigas ou pilares de concreto armado. Elementos resistentes com estas características apresentam um mecanismo de resistência mais complexo devido à concorrência de dois materiais diferentes, concreto e aço, com módulos de Young muito diferentes. Os momentos de inércia são variáveis ​​de acordo com o tamanho das fissuras nos elementos. As diferentes propriedades mecânicas de ambos os materiais presentes num elemento de betão armado fazem com que as equações de equilíbrio que ligam as forças internas introduzidas pelas forças e tensões do betão e do aço não sejam tão simples como as das secções homogéneas, que são as utilizadas na teoria de Euler-Bernoulli.

Na Instrução Espanhola de Concreto Estrutural, regulamentos obrigatórios para estruturas de concreto armado na Espanha até 2021, as equações de equilíbrio mecânico para a força axial N e o momento fletor M de uma seção retangular podem ser escritas aproximadamente como:

Onde:.

Se o diagrama retangular normalizado for usado para representar a relação tensão-deformação do concreto, então as tensões da armadura de tração e compressão podem ser expressas nas funções acima como:.

Por outro lado, as forças suportadas pelo bloco de concreto comprimido são dadas por:.

Dimensionamento de seção

O problema do dimensionamento da seção surge na determinação da quantidade mínima de aço para garantir a resistência adequada do elemento. Geralmente procura-se uma redução de custos, o que implica considerar vários formatos para a secção e calcular a armadura para cada uma destas secções possíveis, de forma a estabelecer um custo indicativo para cada secção.

Uma seção de uma viga submetida à flexão simples necessita necessariamente de armadura de tração (conjunto de barras) colocada na parte tracionada da seção, podendo dependendo do momento fletor também necessitar de armadura na parte comprimida. A área de ambas as armaduras de uma seção retangular pode ser calculada aproximadamente usando os seguintes conjuntos de fórmulas:.

Onde:.

Com as mesmas notações, a armadura de tração é calculada como:.

Verificando seções

O problema de verificação consiste em, dada uma seção totalmente definida por suas dimensões geométricas e um certo número de barras com disposição bem definida, verificar por cálculo se tal seção será capaz de suportar as tensões nela induzidas pela ação de cargas conhecidas.