armaduras de aço.pdf
Post on 31-Oct-2015
252 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA
rea Departamental de Engenharia Civil
DISPOSITIVOS MECNICOS
ESPECIAIS PARA
ARMADURAS
Processos de Construo e Edificaes I
PATRCIA COSTA
SOLANGE MENDES
Docente: Manuel Brazo Farinha
Junho de 2012
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
1
NDICE
Introduo 2
Generalidades 3
Dados Histricos 5
Regulamentao 6
Colocao das Armaduras 7
Emenda de Vares 10
Identificao e Armazenamento 12
Fabrico de Armaduras 14
Concluso 15
Bibliografia 16
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
2
INTRODUO
O percurso humano permitiu ao longo dos anos a difuso de instrumentos
e de novas reas importantssimas para o desenvolvimento do conhecimento
da humanidade, isto nos mais vastos campos globais (laborais, acadmicos,
sade publica, entre outros). Atravs desse desenvolvimento, as actividades
universais conseguiram consolidar uma srie de vantagens que cooperam
entre si num fim nico, o bem-estar global, tendo em conta, as diversas reas
de actuao existentes no nosso mundo.
Desde cedo o ser humano compreendeu que necessitava de se abrigar,
de percorrer certas distncias, atravessar rios, para poder chegar mais longe.
Os romanos foram os primeiros a usar uma mistura de alta resistncia na
construo do Coliseu de Roma, entre outras coisas. Em 1824, um pedreiro,
Joseph Aspdin, patenteou o cimento Portland. At hoje o cimento evoluiu muito
e a partir do sculo XX apareceu o conceito de beto armado.
Muitos cientistas investigaram at hoje as caractersticas do beto
armado, procurou-se, ento, expor neste trabalho, as caractersticas mais
importantes das armaduras de ao.
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
3
Generalidades
O Beto Armado um material destinado essencialmente construo de
estruturas constitudo por beto e por elementos de ao que ficam envolvidos por
beto e que so, em geral, vares redondos.
A Armadura o conjunto de elementos de ao que formam uma espcie de
esqueleto o agrupamento de armaduras vem ento facilitar a colocao do beto e a
vibrao e ainda promover uma melhor aderncia. O beto e o ao mantm uma boa
ligao j que o beto resiste compresso e o ao resiste traco. Deve ser
garantida ainda a durabilidade da estrutura durante o perodo de vida til de projecto,
sem necessidade de aces de manuteno nem de reparao ou de reforo
estrutural, ou seja, a estrutura deve ser concebida tendo em conta o perodo de vida
til de projecto, o ambiente em que est integrada e os agentes agressivos com
capacidade de a deteriorar.
As principais aces que provocam deteriorao nas estruturas de beto
armado so:
- aces mecnicas (cargas aplicadas ou deformaes impostas nas
estruturas);
- erros de projecto de execuo, de utilizao e de manuteno;
- aces qumicas que destroem a massa do beto endurecido ao longo do
tempo.
Ilustrao 2 esta figura esquematiza a fendilhao que ocorre numa viga de beto quando aplica uma fora na seco a meio vo, antes de haver rotura
Ilustrao 1 esta figura esquematiza a fendilhao que ocorre numa viga de beto quando aplica uma fora na seco a meio vo, antes de haver rotura, com existncia de fissuras
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
4
Vantagens da utilizao de beto:
Facilidade de constituio de formas com interesse arquitectnica e a
aptido para a obteno de hiperestaticidade, com benefcios
estruturais;
Mais econmico que estruturas de ao;
Adaptao a qualquer tipo de forma e facilidade de execuo;
Manuteno e conservao quase nulas e de grande durabilidade;
Resistncia aos efeitos trmicos, atmosfricos e desgastes
mecnicos;
Possibilidade de trabalhar com pr-fabricados.
Desvantagens da utilizao de beto:
Elevado peso prprio, que origina que grande parte da capacidade
resistente de algumas peas seja consumida em auto-sustentao, e a
relativa dificuldade em realizar demolies e alteraes;
Dificuldade de Reformas e Demolies;
Transmisso de calor e do som.
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
5
Dados Histricos
No sculo XVII, Claude Perrault aplicou a ideia de
beto armado na construo dos lintis da clebre colunata
do Louvre, colocando no interior das peas de cantaria
alguns vares de ferro destinados a absorver as traces a
que as peas de cantaria no conseguiam resistir.
Assim sendo, o beto armado teve uma grande
evoluo desde o incio do sculo XX devido investigao
de muitos cientistas, projectistas e construtores.
Nos edifcios, o beto armado comeou por ser usado nos pavimentos. O tipo
de estrutura habitualmente usada (com fundaes, pilares, vigas e lajes de beto
armado) foi fortemente impulsionado depois da Segunda Guerra Mundial provocada
pela urgncia em reconstruir tudo o que foi destrudo.
Actualmente, o beto armado, usado na construo de edifcios, pontes,
viadutos, estradas, linhas frreas (metro), barragens, entre outros.
Ilustrao 3 Colunata do Louvre, Perrault
Ilustrao 4 Construo de uma ponte de beto armado em San Francisco
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
6
Regulamentao
At 1906 s existia regulamentao na Alemanha, Sua e ustria, e nenhuma
era definitiva. Em Portugal, o primeiro regulamento oficial apareceu em 1918 e o seu
ttulo era Regulamento para o Emprego do Betn Armado. Este documento seguia as
instrues francesas e inclua clculos de resistncia, tendo em conta o
comportamento elstico dos materiais, a sua resistncia e abrangia as clusulas para
o clculo das tenses de segurana.
O primeiro regulamento foi evoluindo atravs do tempo at aparecer, em 1983,
o REBAPE Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-Esforado. Este
documento foi articulado com outros anteriormente existentes, portugus e
estrangeiros, e ainda hoje utilizado apesar da existncia dos Eurocdigos.
Em 1998 foi publicado o Eurocdigo 2 Projecto de Estruturas de Beto, NP
ENV 1992-1-1. Esta norma apareceu pois houve uma necessidade, por parte do CEN
(Comit Europeu de Normalizao), de construir de forma semelhante nos pases
europeus. Assim sendo, cada eurocdigo tem, em anexo, certos coeficientes que
variam de pas para pas consoante o clima, zona ssmica, caractersticas do solo,
entre outros.
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
7
Colocao das Armaduras
Os aos das armaduras devero ser previamente ensaiados e aprovados por
um determinado laboratrio credenciado antes de ter qualquer utilizao, as
armaduras devero ser isentas de qualquer material nocivo antes de serem colocadas
nas formas, devero tambm ser posicionadas de modo apropriado e durante o
processo de betonagem, mantidas na posio correcta de forma a garantir o
posicionamento e recobrimento indicados no projecto.
importante salientar que o recobrimento (distncia da face de beto mais
prxima at primeira armadura) depende da classe do beto, da agressividade do
ambiente e ainda do elemento estrutural. Para garantir a distncia correcta e
necessria entre as armaduras e o recobrimento so usados por vezes diferentes
espaadores e distanciadores.
A armadura ser colocada no
interior das formas, na posio e
espaamento definidos no projecto de tal
maneira que consiga suportar sem
qualquer deslocamento as operaes de
betonagem. Regra geral estes
espaadores e suportes sero feitos de
beto com resistncia suficiente e
durabilidade idnticas s do beto utilizado
em obra.
Os mesmos tambm existem
fabricados em metal e aprovados pela
fiscalizao.
Note-se que no ser permitida a colocao de armaduras de ao em beto
fresco e tambm no ser permitido o reposicionamento das barras quando o beto
estiver em processo de endurecimento. A fiscalizao por sua vez inspeccionar as
armaduras durante a montagem e a colocao nas formas verificando, em cada caso,
o posicionamento das barras, o seu dimetro, a limpeza do material, a correcta
execuo de emendas, a colocao dos espaadores e suportes de modo a assegurar
a rigorosa obedincia ao projecto.
Um estribo uma pea de varo utilizada para ligar transversalmente
armaduras de uma pea de beto, dando resistncia ao esforo transverso e para
manter as peas, aquando a betonagem da pea.
Ilustrao 5 Distncia entre armaduras
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
8
A dobragem das armaduras deve ser feita de forma a evitar fendas no varo e
rotura no beto situado no interior da dobra, para tal o dimetro mnimo de dobragem
dos vares (dimetro do mandril usado na mquina de dobragem) deve ter um
determinado valor. No armador de ferro as armaduras so cortadas com o
comprimento especificado e dobradas com a forma definida nos desenhos do projecto,
seguidamente as armaduras so montadas e atadas utilizando arame de atar para
finalizar so colocadas na cofragem com os tais espaadores garantindo o
recobrimento especificado.
Tipos de Espaadores
Circulares A
Pontuais sem fixao B1
Pontuais com Fixao B2
Lineares sem fixao C1
Lineares com fixao C2
rea sem fixao D1
rea com Fixao D2
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
9
A dobragem dos vares e o seu corte podem ser efectuados de duas formas
distintas, de forma manual atravs de uma bancada de trabalho ou de uma chave e
ainda com auxlio de mquinas especificadas para o trabalho.
2,5 D 20
Ilustrao 6 - Tipos de dobragem
Ilustrao 7 - Instrumentos utilizados na dobragem e corte de vares
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
10
Emenda de Vares
A transmisso de foras de um varo para outro dentro do beto, pode ser
efectuada por soldadura, dispositivos mecnicos e por sobreposio de vares com ou
sem cotovelos ou ganchos. Devem ser empregadas o menos possvel e, de
preferncia, em zonas em que os vares estejam sujeitos a tenses pouco elevadas.
Por sua vez os dispositivos mecnicos conseguem facilitar a montagem das
armaduras, a betonagem, evitam as armaduras de espera e ainda ajudam na
reparao das armaduras.
Por Sobreposio:
As emendas de vares por sobreposio devem ser afastadas entre si, e
afastadas de zonas de esforos elevados:
No devem ser feitas emendas nas zonas de ligao das vigas aos
pilares por a surgirem os mximos de esforo transverso e
momento negativo, e ainda elevados esforos ssmicos (aces
cclicas) nem nas zonas de meio vo onde os momentos positivos;
No devem ser efectuadas emendas nos pilares nas zonas dos ns
de mximos momentos e surgem foras cclicas elevadas durante a
aco dos sismos.
Nas emendas por sobreposio, necessrio uma armadura transversal para
resistir s foras de traco que se desenvolvem devido ao mecanismo de
transferncia da fora de um varo para outro atravs do beto.
Ilustrao 8 - Sobreposio dos vares; lo representa o comprimento de sobreposio
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
11
Por Dispositivos Mecnicos:
Estes dispositivos constituem uma boa soluo tcnica, com evidentes
vantagens sobre as outras alternativas. O seu principal inconveniente ter um preo
mais elevados que os outros dois tipos de emendas.
As principais vantagens so: permitem a construo faseada, facilitam a
betonagem e evitam o congestionamento de armaduras
- Prensagem:
Este sistema obriga utilizao de equipamento hidrulico de prensagem.
Primeiro, coloca-se a prensa no incio do dipositivo introduzindo o varo at meio. Esta
operao feita no estaleiro da obra. A desvantagem que o espaamento entre
vares condicionado pelas
dimenses do equipamento. De
seguida, d-se a prensagem no
segundo varo.
Prensagem Amarrao Aparafusamento Rosca
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
12
- Aparafusamento:
O dispositivo constitudo por meio de parafusos especiais.
Primeiro, insere-se o varo at metade do dispositivo. Repete-se o processo
para o segundo varo do outro lado. Apertam-se os parafusos, o que provoca a sua
penetrao nos vares a ligar. Estes dispositivos so de fcil aplicao mas caros.
- Rosca
Podem ser utilizados dois tipos de roscas: cnicas ou cilndricas.
A rosca cnica mais econmica mas no garante um resistncia a 100%.
Este dispositivo composto por um tubo de ao, roscado interiormente. O encaixe
feito no estaleiro da obra.
Ilustrao 9 Sistema de prensagem
Ilustrao 10 aplicao do sistema a pilares
Ilustrao 11 aplicao do sistema a vigas
Ilustrao 12 - Constituio do sistema de aparafusamento
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
13
Primeiro, fixa-se o dispositivo num dos vares. Repete-se o processo para
outro varo, do outro lado do dispositivo. Aparafusamento at obter o aperto. Para
assegurar a correcta instalao, deve apertar-se o varo com uma chave inglesa.
A rosca cilndrica garante uma resistncia a 100%, sendo aplicada em grandes
empreendimentos. Antes da sua abertura, a ponta do varo previamente alargada.
feito um corte de modo a obter um topo regular e perpendicular ao eixo do varo.
Depois dada uma pancada para o alargamento do varo. ento aberta a rosca na
extremidade do varo.
importante referir que estes sistemas tm de ser testados experimentalmente
e a rotura deve ocorrer pelo varo e no ser condicionada pela emenda.
Tipo de
Dispositivo
Reparao
do beto
Erro
durante a
execuo
Congestionamento
de armaduras
Construo
faseada
Grandes
obras
Prensado Sim Sim Sim Sim No
De Parafuso Sim Sim Sim Sim No
Ilustrao 13 Caso de aplicao de uma rosca cnica na armadura de um pilar. Os vares so enroscados um a um, montando-se, de seguida, os estribos. direita, caso de aplicao em construo faseada de modo a evitar a perfurao das cofragens
Ilustrao 14 Rosca cilndrica
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
14
Identificao do Ao e Armazenamento
Em Portugal, a designao dos vares de ao constituda pela letra A (indica
que se trata de ao para beto armado), seguida de um nmero com 3 algarismos e 2
a 4 letras. O nmero identifica a tenso de cedncia, em MPa; a primeira letra pode
ser N ao de dureza natural (laminado a quente) ou E ao endurecido a frio; a
segunda letra L varo com superfcie lisa ou R varo com superfcie rugosa; as
seguintes 2 letras podem ou no existir e so SD caractersticas de soldabilidade e
ductibilidade especial, respectivamente.
Nas Especificaes do LNEC, o pas de origem e o fabricante de um varo
nervurado podem ser identificados atravs de um cdigo ai qual obedece o
engrossamento ou, em alguns casos, a omisso, de certas nervuras transversais.
As nervuras mais grossas indicam o incio, o fim e a separao do cdigo.
Cada pas e cada fabricante tem um certo cdigo, um nmero. No varo de ao entre
as nervuras mais grossas, h x nervuras de grossura normal consoante o cdigo.
Tambm podem ser identificados pelas caractersticas geomtricas das
nervuras transversais.
Rosca
Cnica No No Sim Sim Sim
Rosca
Cilndrica No No Sim Sim Sim
Ilustrao 15 Identificao do ao atravs do fabricante e pas de origem
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
15
O ao fornecido em varo, rolo ou painis, em atados com cerca de 2500kg.
Os vares tm de ter a marca CE com o respectivo certificado. Na recepo
deve-se efectuar a inspeco visual de modo a evitar que venham com substncias
nocivas para qualquer dos materiais. Devem verificar-se as propriedades de
ductilidade, de aderncia e de resistncia ao corte da soldadura.
No armazenamento preciso ter
ateno para que o ao no toque no solo,
para no oxidar, e que os vares fiquem
separados por dimetros e natureza para
facilitar a sua utilizao. Dever existir uma
zona destinada apenas armazenagem dos
vares e que esteja ao alcance da grua.
Ilustrao 16 Identificao do ao atravs das suas caractersticas
Ilustrao 17 Fornecimento do ao
Ilustrao 18 Armazenamento no estaleiro
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
16
FABRICO DE ARMADURAS
Quanto ao processo de fabrico, as armaduras podem ser de ao natural
(laminado a quente) ou de ao endurecido a frio (por toro, traco, trefilagem ou
laminagem a frio). As caractersticas geomtricas a considerar so a forma e
dimenses da seco transversal e a configurao da superfcie, podendo esta ser lisa
ou rugosa (nervurada ou deformada).
As propriedades mecnicas a ter em conta so, fundamentalmente, o mdulo
de elasticidade, a tenso de cedncia ou a tenso limite convencional de
proporcionalidade a 0,2%, a tenso de rotura, a extenso aps rotura, o
comportamento em ensaios de dobragem e, quando necessrio, a resistncia fadiga.
Quanto s caractersticas de aderncia, distinguem-se 2 tipos de armaduras: de
aderncia normal e de alta aderncia.
Esta distino feita com base num critrio que tem em conta as
caractersticas geomtricas da superfcie dos vares ou, directamente, por ensaios de
aderncia.
No que se refere a soldabilidade, observe-se que, em geral, todos os aos
devem ser soldveis pelo processo de soldadura elctrica topo-a-topo, com projeco
de partculas. Porm, para a soldadura por arco elctrico com metal de adio, que o
processo mais utilizado para soldar vares em obra, a aptido dos diversos tipos de
ao bastante diferenciada; por outro lado, o aquecimento inerente ao processo pode
comprometer a aptido dos aos endurecidos para a soldadura, mesmo que tenham
baixos teores de carbono. No caso das redes electrossoldadas, os aos devem ser
soldveis pelo processo de soldadura elctrica por resistncia (por pontos), que o
habitualmente utilizado.
A aptido dos aos aos diferentes tipos de soldadura deve ser verificada com
base em ensaios especficos de traco e de dobragem.1
1 Art 20 -REBAPE
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
17
Concluso
As armaduras de ao so ento indispensveis para a utilizao de
beto pois so poucas (ou nenhumas), as estruturas que no esto sujeitas a
traco. A sua colocao exige alguns cuidados tais como o recobrimento, que
se no for bem feito provoca a oxidao do ao, atravs do contacto com o ar,
e consequentemente a perda de resistncia provocando a fendilhao do beto
a longo prazo. tambm necessrio, a contratao de pessoas especializadas
para a dobragem dos vares, o seu fabrico e colocao. A recepo dos
vares tem de ser projectada com especial ateno para que a grua consiga
chegar-lhes.
Conclui-se que existem inmeros aspectos a ter considerao para que
a estrutura no se degrade antes do tempo previsto.
-
INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Disciplina PCEd I
Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao
18
Bibliografia
Sebenta Beto I do Curso de Engenharia Civil do ISEL, Verso 02
Sebenta de Processos de Construo e Edificaes I do Curso de Engenharia
Civil do ISEL, Eng Manuel Brazo Farinha, Setembro de 2006
NP 1992-1-1 Eurocdigo 2: Estruturas em Beto
www.civil.ist.utl.pt/~cristina/bape1/documents/Modulo1.pdf
pt.wikipedia.org
www.qsp.pt/exig/ensaios/DNANPENV13670-1_2007.pdf
Slides da FCT- UNL, Valter Lucio, Abril de 2006
Slides de PCEd I do ISEL, Manuel Gamboa, 2011
http://www.civil.ist.utl.pt/~cristina/GDBAPE/ConstrucoesEmBetao.pdf
http://www2.ufp.pt/~jguerra/PDF/Construcoes/Estruturas%20de%20Betao.pdf
top related