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.

• - Tracción: Un elemento está sometido a tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo; los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos.

• - Compresión: Un elemento está sometido a compresión cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a aplastarlo. Los pilares son ejemplos de ello.

• - Flexión:[7]​ Un elemento está sometido a flexión cuando actúan sobre él cargas que tiendan a doblarlo. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de estructuras.[8]​.

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 dos 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 a referida seção será capaz de suportar as tensões nela induzidas pela ação de cargas conhecidas.

• - Armação principal (ou longitudinal): Aquela necessária para absorver tensões de tração na face inferior em vigas submetidas à flexão composta, ou armadura longitudinal em pilares.

• - Reforço secundário (ou transversal): Qualquer reforço transversal ao eixo da barra. Nas vigas absorve forças cortantes, mantém a posição da armadura longitudinal quando o concreto ainda está fresco e reduz seu comprimento efetivo de encurvadura.

• - Estribo: Armadura aberta, atualmente fora de uso, utilizada para resistir a esforços cortantes em um elemento estrutural; geralmente, barras, fios ou telas eletrossoldadas (lisas ou nervuradas), sem dobras ou dobradas, em formato de L, U ou retangulares, e localizadas perpendicularmente ou em ângulo, em relação à armadura longitudinal. A palavra “estribo” é normalmente aplicada às armaduras transversais de elementos sujeitos à flexão e o termo “amarração” às de elementos sujeitos à compressão. Ressalta-se que caso existam forças de torção o estribo deve ser fechado.

• Cerca: Estribo fechado por arame dobrado. Uma cerca pode ser constituída por vários elementos de reforço com ganchos sísmicos em cada extremidade.

• Correia: Estribo contínuo enrolado em forma de hélice cilíndrica utilizado em elementos submetidos a forças de compressão que servem para confinar a armadura longitudinal de um pilar e a porção das barras dobradas da viga como ancoragem no pilar. O espaço livre entre as espirais deve ser uniforme e alinhado, não inferior a 80 mm nem superior a 25 mm entre si. Para elementos feitos in situ, o diâmetro das cintas não deve ser inferior a 10 mm.

• - Armaduras de distribuição: Em geral são aquelas malhas de aço destinadas a manter o distanciamento e o bom funcionamento das armaduras principais em pisos de concreto armado.

• - Armação negativa: São aquelas barras instaladas em lajes unidirecionais, na camada comprimida, cujo objetivo é absorver parte das tensões de tração causadas pela flexão do elemento.

• - Gancho sísmico: Gancho de estribo, cerca ou fechadura, com curvatura de 135° e extensão de 6 vezes o diâmetro (mas não inferior a 75 mm) que une a armadura longitudinal e se projeta para o interior do estribo ou cerca.

• - Trava: Barra contínua com gancho sísmico em uma extremidade e gancho não inferior a 90°, com extensão mínima de 6 vezes o diâmetro na outra extremidade. Os ganchos devem unir as barras longitudinais periféricas. Os ganchos de 90° de duas travas transversais consecutivas que ligam as mesmas barras longitudinais devem ter extremidades alternadas.

• - A norma espanhola Instrução Espanhola de Concreto Estrutural EHE-08 de 2008 foi revogada definitivamente em 10 de agosto de 2021. O Código Estrutural está atualmente em vigor.[9]​.

• - A regulamentação europeia, embora não obrigatória, é o Eurocódigo 2: Projeto de Estruturas de Concreto.

• - A regulamentação argentina de referência é o Regulamento CIRSOC 201-2005, que substitui o antigo CIRSOC 201-1982. Os novos regulamentos baseiam-se nos regulamentos americanos da ACI, ao contrário dos de 1982, que se baseavam nos antigos regulamentos DIN alemães.

• - A norma americana citada é a ACI 318-05 (American Concrete Institute).

• - Aluminose.

• - Aço corrugado.

• - Cofragem.

• - SS Fé.

Literatura

• - Valenzuela, Armando. "Patentes de concreto armado. Do grande negócio ao grande desenvolvimento tecnológico. Os antecedentes do Movimento Moderno" rita_ Revista Indexada de Textos Acadêmicos, 3, pp. 134-145. doi: 10.24192/2386-7027(2015)(v3)(10)(v3)(10) "doi:10.24192/2386-7027(2015)(v3)(10)").

• - Vídeos educativos sobre a história do concreto armado na Espanha.

• - CIRSOC 201, regulamentação argentina para construção em concreto armado.

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.

• - Tracción: Un elemento está sometido a tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo; los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos.

• - Compresión: Un elemento está sometido a compresión cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a aplastarlo. Los pilares son ejemplos de ello.

• - Flexión:[7]​ Un elemento está sometido a flexión cuando actúan sobre él cargas que tiendan a doblarlo. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de estructuras.[8]​.

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 dos 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 a referida seção será capaz de suportar as tensões nela induzidas pela ação de cargas conhecidas.

• - Armação principal (ou longitudinal): Aquela necessária para absorver tensões de tração na face inferior em vigas submetidas à flexão composta, ou armadura longitudinal em pilares.

• - Reforço secundário (ou transversal): Qualquer reforço transversal ao eixo da barra. Nas vigas absorve forças cortantes, mantém a posição da armadura longitudinal quando o concreto ainda está fresco e reduz seu comprimento efetivo de encurvadura.

• - Estribo: Armadura aberta, atualmente fora de uso, utilizada para resistir a esforços cortantes em um elemento estrutural; geralmente, barras, fios ou telas eletrossoldadas (lisas ou nervuradas), sem dobras ou dobradas, em formato de L, U ou retangulares, e localizadas perpendicularmente ou em ângulo, em relação à armadura longitudinal. A palavra “estribo” é normalmente aplicada às armaduras transversais de elementos sujeitos à flexão e o termo “amarração” às de elementos sujeitos à compressão. Ressalta-se que caso existam forças de torção o estribo deve ser fechado.

• Cerca: Estribo fechado por arame dobrado. Uma cerca pode ser constituída por vários elementos de reforço com ganchos sísmicos em cada extremidade.

• Correia: Estribo contínuo enrolado em forma de hélice cilíndrica utilizado em elementos submetidos a forças de compressão que servem para confinar a armadura longitudinal de um pilar e a porção das barras dobradas da viga como ancoragem no pilar. O espaço livre entre as espirais deve ser uniforme e alinhado, não inferior a 80 mm nem superior a 25 mm entre si. Para elementos feitos in situ, o diâmetro das cintas não deve ser inferior a 10 mm.

• - Armaduras de distribuição: Em geral são aquelas malhas de aço destinadas a manter o distanciamento e o bom funcionamento das armaduras principais em pisos de concreto armado.

• - Armação negativa: São aquelas barras instaladas em lajes unidirecionais, na camada comprimida, cujo objetivo é absorver parte das tensões de tração causadas pela flexão do elemento.

• - Gancho sísmico: Gancho de estribo, cerca ou fechadura, com curvatura de 135° e extensão de 6 vezes o diâmetro (mas não inferior a 75 mm) que une a armadura longitudinal e se projeta para o interior do estribo ou cerca.

• - Trava: Barra contínua com gancho sísmico em uma extremidade e gancho não inferior a 90°, com extensão mínima de 6 vezes o diâmetro na outra extremidade. Os ganchos devem unir as barras longitudinais periféricas. Os ganchos de 90° de duas travas transversais consecutivas que ligam as mesmas barras longitudinais devem ter extremidades alternadas.

• - A norma espanhola Instrução Espanhola de Concreto Estrutural EHE-08 de 2008 foi revogada definitivamente em 10 de agosto de 2021. O Código Estrutural está atualmente em vigor.[9]​.

• - A regulamentação europeia, embora não obrigatória, é o Eurocódigo 2: Projeto de Estruturas de Concreto.

• - A regulamentação argentina de referência é o Regulamento CIRSOC 201-2005, que substitui o antigo CIRSOC 201-1982. Os novos regulamentos baseiam-se nos regulamentos americanos da ACI, ao contrário dos de 1982, que se baseavam nos antigos regulamentos DIN alemães.

• - A norma americana citada é a ACI 318-05 (American Concrete Institute).

• - Aluminose.

• - Aço corrugado.

• - Cofragem.

• - SS Fé.

Literatura

• - Valenzuela, Armando. "Patentes de concreto armado. Do grande negócio ao grande desenvolvimento tecnológico. Os antecedentes do Movimento Moderno" rita_ Revista Indexada de Textos Acadêmicos, 3, pp. 134-145. doi: 10.24192/2386-7027(2015)(v3)(10)(v3)(10) "doi:10.24192/2386-7027(2015)(v3)(10)").

• - Vídeos educativos sobre a história do concreto armado na Espanha.

• - CIRSOC 201, regulamentação argentina para construção em concreto armado.