Aula subsistema estrutural cimento concreto

DisciplinaTecnologia da Construção e Canteiro de Obra

III

Professora da disciplina: Dra. Monica Kofler

Ano: 2016

Material de aula: Subsistemas Estruturais e Tipos de Concreto

SUPER-ESTRUTURA

Disciplina: Tecnologia da Construção e Canteiro de Obra III

SUBSISTEMA ESTRUTURAL DE UM PRÉDIO

INFRA-ESTRUTURA

Principais Elementos Estruturais


Principais Elementos Estruturais Básicos:



Esforços Gerados em todos os elementos estruturais

PILARES VIGAS


Esforços Gerados em todos os elementos estruturais

Lajes e Coberturas:

COBERTURAS

LAJES



Tijolo e bloco:

Definir a largura da viga de acordo com:

Revestimento (em cada face da

parede):

3 cm Paredes: De 25 cm:

De 15 cm: 1,5 cm

:

Lajes e vigas:

Alinhamento entre vigas e pilares;

Orientação criteriosa dos pilares;


Principais Elementos Estruturais Básicos: Vigas:

NBR 6118 – para laje maciça limites mínimos de espessuras:

h



Altura da seção da Viga h:

Vigas: alturas e vãos

Relações Econômicas entre balanços e vãos:


Principais Elementos Estruturais Básicos: Lajes e vigas:


Principais Elementos Estruturais Básicos: Vigas:


Principais Elementos Estruturais Básicos: Vigas nas paredes:

Posição da tubulação:


Principais Elementos Estruturais Básicos: Pilares:

Espaçamentos entre pilares de forma econômica: 4,0 a 6,0 m

Diferença entre 20% nos comprimentos dos vãos das vigas ainda são econômicos.

Solução ruim Solução boa

Criação de balanço da viga

Verificar alinhamento entre vigas e pilares;

Orientação criteriosa dos pilares, verificar esforços elevados;

Posicionar pilares:

Cantos de edificação;

Encontro de vigas importantes;

Embutidos em paredes;

Distantes entre 2,5 m até máximo possível 7,0 m;

Verificar se as posições dos pilares do pavimento tipo são aceitáveis ao térreo e ao subsolo 9garagens);

Viga de Transição:


Caixas de escadas, elevadores e pilares paredes

Caixa de elevador

Caixa de escada

Núcleo de rigidez

Principais Elementos Estruturais Básicos: Escadas e elevadores

NBR 13994 – elevadores de pessoasDimensões e especificações

EXEMPLO 1 – Lançamentos dos elementos Estruturais Básicos:


Laje: espessura 10 cm

Viga: altura de 35 cm e de 45 cm

Pilares foram posicionados nos cantos e encontros entre vigas de maiores vãos

Pilar: 20 cm (embutido nas paredes externas



EXEMPLO 2 – Exercício para a aulaLançamentos dos elementos Estruturais


Vigas sobre paredes externas:Solução estrutural inicial:


Vigas de apoio das paredes

Reduzir vãos da laje da sala


Vigas de apoio das paredes

Sala – EscadaSala – cozinha

Escada – dormitórioDormitório - banheiro


Viga sobre parede corredor:

Evitar 3 paredes apoiadas sobre uma laje

Passagens de tubulações?


Solução proposta final: Possibilidade de trazer os 2 pilares

da escada para a parte externa da edificação

Muitas duvidas sobre a concepção estrutural são comprovadas posteriormente pelo calculo estrutural:

Verificar estados limites Dimensionamento das armaduras Testar outras soluções


TIPOS DE CIMENTO E

DOSAGENS PARA CONCRETO

CLASSE DE RESISTÂNCIA:

Disciplina Tecnologia da Construção e Canteiro de Obra III

Tipos de Cimento Portland


Tipos de Cimento Portland e a NBR

Característica do Concreto


TRABALHIDADE ABATIMENTO (slump)

COESÃO EXSUDAÇÃO

SEGREGAÇÃO

TEOR DE ARGAMASSA

RESISTÊNCIA MECÂNICAMODULO DE ELASTICIDADE

CONDIÇÃO DE EXPOSIÇÃO

TEOR DE

Característica do Concreto: efeito na composição granulométrica


Inchamento do agregado miúdo

Impureza orgânica: alteração na qualidade do concreto:


Grau de Contaminação do agregado miúdo

NBR NM 49

Relação água/cimento: alteração na qualidade do concreto:


NBR 6118 12655

BR_15900-1_2009-Água para amassamento do concreto - Requisitos

Característica do Concreto: efeito na composição granulométrica


Exemplo de Teor de Argamassa:



Dosagem de Concreto

Ensaio de Abatimento

Ensaio de Abatimento: Slump Test

NBR NM67

Ensaio de Resistência


Dosagem de Concreto

Coesão e Trabalhabilidade

Consistência


Testes à Compressão e ruptura

Extratora de corpo de prova

Prensa de rompimento de corpo de prova

Módulo de elasticidade


Test Slump

vídeo

Copiar e colar:https://www.youtube.com/watch?v=Awh9blmXBs0


Realização dos ensaios para o concreto preparado e dosado em obra ou na central:


Quais as Aplicações do Cimento:

Principais Requisitos do Projeto Estrutural:


TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO SIMPLES


ARGAMASSA

NBR 5732/91

CIMENTO + ÁGUA + AGREGADO MIÚDO + AGREGADO GRAÚDO

NA BETONEIRA IntermitenteContinua InclinaçãoVaria de acordo com o grau de 14VD a 16VD


CONCRETO VIRADO NA OBRA:ARGAMASSA:

• Assentamento de tijolos, blocos,azulejos, cerâmicas, tacos, ladrilhos,etc;

• Revestimento de paredes, pisos e tetos;• Impermeabilização;

• Regularização de superfícies (buracos,ondulações, desníveis, etc);


CONCRETO ARMADO:

CONCRETO SIMPLES + ARMADURA + ADERÊNCIA


CONCRETO ARMADO:

CONCRETO BOMBEÁVEL: NBR 7212 - execução de concreto dosado em central, estipula o tempo

máximo de transporte da central até a obra em 90 min; tempo máximo

descarregamento: 150 min

CONCRETO ARMADO

Regras para Lançamentos e Adensamentos do Concreto:


CONCRETO ARMADOVantagens:

Mais barato que estrutura metálica

Plasticidade: adaptação a forma Impermeável e resistente ao fogo Monolitismo Rapidez de construção Durabilidade


PESQUISAR: http://www.archdaily.com.br/br/01-83469/classicos-da-arquitetura-igreja-da-pampulha-slash-oscar-niemeyer

Igreja da Pampulha / Oscar Niemeyer

http://historiadartenobrasil.blogspot.com.br/2010/05/palacio-do-arcos-brasilia.htmlPalácio Itamaraty / Oscar Niemeyer


Estrutura de Concreto Armado – Memorial da América Latina – São Paulo

Casa Contemporânea – Israel

Desvantages: Peso específico próprio alto (2500 kg/m3) Baixo grau de proteção térmica e som Organização do canteiro de obra deve ser

planejada Impacto no meio ambiente

PESQUISAR: http://altaarquitetura.com.br/estrutura-concreto-armado-metalica-madeira/

CONCRETO ARMADO

Leitura sobre o concreto armado:


Classificação Geométrica - Elementos Estruturais para concreto:


Elemento Estrutural para o concreto armado: LAJE


Elemento Estrutural para o concreto armado: LAJE

Laje nervurada: pré-moldadas ou pré-fabricadas

LAJE MACIÇA: 7cm a 15 cm; sem vazios; apoiadas nas bordas;

LAJE LISACAPITEL DE LAJE COGUMELO: apoiadas diretamente no pilar

Laje nervurada pré-fabricada

NBR 6118/03


Elemento Estrutural para o concreto armado: VIGA


Elemento Estrutural para o concreto armado: VIGA

Viga baldrame

Viga com mudança de direção

Viga e Pilar

Vigas cruzadas

Viga invertida na base de uma parede


Elemento Estrutural para o concreto armado: PILAR


Elemento Estrutural para o concreto armado: PILAR

Pilar

Palácio do Planalto – BrasíliaArquiteto Oscar Niemeyer


Construção: 1958-1960

TEXTO P/LEITURA: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/14.161/4913

Pilares internos: maior carga 3 pav.); Pilares de fachada: carga da laje de

cobertura. Laje: tipo nervurado em caixão

perdido (diminui sua espessura emdireção à borda).

PROBLEMAS NO CONCRETO

Fissuração no Concreto:

PESQUISAR REVISTA TÉCHNE:http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/160/trinca-ou-fissura-como-se-originam-quais-os-tipos-285488-1.aspx


Fissurômetro, indicando espessura da patologia

FISSURAS 0,05 a 0,4 mmVALORES ACEITÁVEIS: 0,3 mm

Função da solicitação cortante

torção

tração

Perda de aderência

Cargas concentradas

Deterioração do Concreto:


Deterioração da Estrutura:


Deterioração da Armadura:


CONCRETO ARMADOProbleminhas de concretagem:


Ninho de concretagem na viga,originalmente encoberto porconcreto que não penetrou entre aforma e as armaduras (RevistaTéchne n. 08, p. 23).

Alta densidade de armadura comcobrimento insuficiente provocandocorrosão generalizada e expansão daseção das armaduras com posteriorrompimento das estribos.

Manual de Fundamentos do Projeto Estrutural – SINDUSCON e Universidade Federal do Ceará

CONCRETO ARMADOProbleminhas de concretagem:


Alta densidade de armadura na base daviga com cobrimento insuficiente e,infiltração pela junta de dilataçãoprovocando corrosão generalizada eexpansão da seção das armaduras.

Laje executada sem o mínimo decobrimento para proteção da armaduraque coincidiu com as juntas das formasprovocando corrosão generalizada eexpansão da seção das amaduras.

Manual de Fundamentos do Projeto Estrutural – SINDUSCON e Universidade Federal do Ceará

Durabilidade das Estruturas:


CONCRETO PROTENDIDO:


CONCRETO + AMARDURA ATIVA


Grandes vãos Controle e redução de deformações e da fissuração Possibilidade de uso em ambientes agressivos Projetos arquitetônicos ousados Aplicação em peças pré-fabricadas Recuperação e reforço de estruturas Lajes mais esbeltas do que as equivalentes em concreto armado: isso

pode reduzir tanto a altura total de um edifício, como o seu peso e, conseqüentemente, o carregamento das fundações.


AMARDURA ATIVA

Utiliza concretos e aços de alta resistência (aços até 2100 MPa e concretos até 85 MPa);

Em Concreto Protendido toda a seção transversal resiste às tensões; Devido aos itens 1 e 2, elementos de Concreto Protendido são mais leves, mais

esbeltos e esteticamente mais bonitos; Concreto Protendido fica livre de fissuras, O aço é pré-testado durante o estiramento.



Museu de Arte de São Paulo (MASP) ano: 1989



TEXTO LEITURA: http://au.pini.com.br/arquitetura-urbanismo/249/a-estrutura-do-masp-de-lina-bo-bardi-333984-1.aspx

4 vigas protendidas com 74 m de vão

fck = 45 MPa

Arquiteta Lina Bo Bardi

Museu Oscar Niemeyer - Curitiba


CONCRETO PROTENDIDO: versalidade Estrutura moldadas “in

loco”, com exceção das pré-lajes do teto: pré-fabricadas.

Concretos: várias classes de resistência: 25,0 a 40,0 MPa.

Relação água/cimento máxima de 0,50.

Cimento CP IV-32 (baixo calor de hidratação, associado aos aditivos polifuncional e superfluidificante).

O controle tecnológico do concreto: excelentes de corpos de prova até 50,9 MPa.

http://www.cimentoitambe.com.br/obra-foi-eleita-uma-das-20-mais-bonitas-do-mundo-e-contou-com-a-participacao-da-construtora-cesbe-e-do-concreto-da-concrebras/

TEXTO LEITURA:


CONCRETO PROTENDIDO: fck = 35 MPa

Concreto Protendido: Ciclovia Tim Maia de São Conrado

projetada com pilares pré-fabricados e lajes protendidas tipo “Pi”

Trecho 50 m desabou em 21/abr/2016


Concreto Tradicional: produzir 1m3 de concreto → 250 kg de cimento;

Concreto CAD: 1 m3 de concreto → 500 kg/m3 (o que o torna extremamente caro);

A analise feita por engenheiros, baseia-se na substituição de parte do cimento porminerais, como a SÍLICA ATIVA e a ESCÓRIA DE ALTO FORNO;

Uso da SÍLICA ATIVA: PÓ FINO PULVERIZADO FABRICAÇÃO DO SILÍCIO METÁLICOOU FERRO SILÍCIO: 100 vezes mais fino que o cimento, o material penetra emespaços minúsculos, evitando a formação de poros e vácuos, isso torna o concretomais resistente a infiltrações;

SÍLICA ATIVA: alto desempenho e durabilidade do concreto.

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – CAD ≥ 100 MPa :


ALTERNATIVAS TÉCNICAS X VIABILIDADE ECONÔMICA:

menos poroso; mais impermeável; mais resistentes a ambientes agressivos; > durabilidade.


CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD:

Elevada resistência ≥ 100 MPa e durabilidade;

Maior Resistência Mecânica: Redução da água total nos traços do concreto para Reduzir a fissuração e a deformabilidade;

Utilização de adições e aditivos;Superplastificantes: porosidade e permeabilidade são reduzidas;

CAD são resistentes ao ataque de agentes agressivos: cloreto, sulfato, dióxido de carbono e maresia;

Vantagens econômicas: Desformas mais rápidas, diminuição na quantidade e metragem das formas, maior rapidez na execução da obra;

Uso da SÍLICA ATIVA é um substituto perfeito, além de suas propriedades cimentícias,o material é comercializado a um preço relativamente baixo por ser um rejeitoindustrial.

SÍLICA também aumenta a durabilidade do concreto, 100 vezes mais fino que ocimento, o material penetra em espaços minúsculos, evitando a formação de poros evácuos, isso torna o concreto mais resistente a infiltrações.

TENDÊNCIAS ATUAIS CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO PRÉDIOS ALTOS – CAD ≥ 100 MPa

:


Centro Empresarial Nações Unidas em São Paulo ano: 1997

Conjunto Três edifícios:

Maior possui 158 m de altura

Pilares fck = 50 Mpa

Lajes e vigas fck = 35 MPa



Edifício E-Tower em São Paulo ano: 2002

Altura: 162 m

Pilares com fck = 125MPa

Lajes e vigas com fck = 40MPa



162 m de altura (do piso do 4o subsolo à cobertura), localizado na Vila Olímpia em São Paulo, em construção pela Tecnum.


Complexo Industrial e Portuário do Pecém – Ceará ano: 1995-2000

fck ≥ 50 Mpa


Aço das estruturas de concreto:

Aço CA-50: Armaduras longitudinais em geral (vigas, pilares, fundações, lajes, galerias, caixas, canaletas, muros de arrimo etc.), armaduras transversais (estribos), etc.

Aço CA-60: Armaduras transversais, armaduras de distribuição etc. (quando especificado);

Aço CA-25: Armaduras construtivas, chumbadores, espaçadores para pisos, grampos, “inserts” etc

Ponte do Rio Maranhão – Goiânia

Trecho da rodovia GO-237, com 585 m de extensão

fck = 50 Mpa

Fc28 = 70 a 11 MPa



Edifício Torso, Suécia ARQUITETO ESPANHOL SANTIAGO CALATRAVA

Giro de 90 graus do primeiro cubo ao último

Vista dos primeiros pavimentos: estrutura metálica e sua ancoragem nas lajes dos pavimentos

Vista – Detalhe do giro


190 m de altura e forma torcida;

Ano: 2005

circulações verticais, os equipamentos mecânicos e as instalações elétricas, hidráulicas e de ar-condicionado do edifício.

Aptos: 45 m² a 190 m².


CONCRETO PRÉ-MOLDADO:

NBR 9062/2006: concreto pré-moldado é de um elemento produzido fora do local na qual será empregado. O controle de qualidade acerca deste concreto é menos rigoroso, devendo ser inspecionado por pessoal capacitado do próprio construtor ou proprietário.

concreto pré-fabricado: material confeccionado de forma industrial, rigoroso no controle de qualidade, sendo avaliado em várias etapas: fabricação, armazenamento, transporte e utilização final.

30 a 90 MPa.



Uso otimizado de materiais

A pré-fabricação emprega equipamentos controlados por computador para o preparo doconcreto. Aditivos e adições são empregados para conseguir os desempenhos mecânicosespecíficos, para cada classe de concreto. O lançamento e o adensamento do concreto sãoexecutados em locais fechados, com equipamentos otimizados. A relação água/cimentopode ser reduzida ao mínimo possível e o adensamento e cura são executadas emcondições controladas

Menor tempo de construção –menos da metade do tempo necessário para construção convencional moldada no local

A instalação pode continuar mesmo no inverno rigoroso, com temperatura de –20°C.

VANTAGENS:

PROJETO:

utilizar um sistema de contra ventamento próprio;

utilizar grandes vãos; assegurar a integridade estrutural. modulação de projeto; padronização de produtos entre

fabricantes; padronização interna para detalhes

construtivos e padronização de procedimentos para Produção e ou montagem.



CONCRETO ROLADO


É utilizado em pavimentações urbanas, como sub-base de pavimentos e barragens de grande porte.

PESQUISAR:ABCP – Associação Brasileira de Cimentos Portland

IBRACON – Instituto Brasileiro de concreto


OUTROS TIPOS DE CONCRETOS:


CONCRETOS ESPECIAIS:

Concreto de alta densidade (pesado); Concreto celular (leve); Concreto autoadensável (ou autonivelante); Concreto projetado; Concreto colorido; Concreto com fibras; Concreto poroso.

Aditivos para o concretoConceito:


Os Principais Aditivos para o Concreto:


Superplastificantes são polímeros à base de éter policarboxilato modificado.

Devido à sua química diferenciada, consegue resultados bem superiores aossuperplastificantes à base de naftaleno e melamina.


Superplastificantes no Concreto

TRANSPORTE Caminhão agitador Caminhão betoneira Caminhão transportador Grua Caçamba Carrinho e ginca Calha Esteira rolante Bombas Tubos calhas Tremonha


Lembrando sobre planejamento do canteiro de obra – a Logística ligada a produção do concreto:

TEXTO LEITURA: http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/114/artigo286016-1.aspx


TECNOLOGIA NA CONSTRUÇÃO:


Os Tipos de Concretos Existentes no mercado:

Uso exclusivo didático.


Aula subsistema estrutural cimento concreto

Engineering

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