Projeto Interdisciplinar Resmat

Apresentação em tema: "Projeto Interdisciplinar Resmat"— Transcrição da apresentação:

1 Projeto Interdisciplinar Resistência dos Materiais Prof. Dr. Carlos A. L. Leyva

2 AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL Aço é uma liga metálica composta principalmente de ferro e de pequenas quantidades de carbono (em torno de 0,002% até 2%). Os aços estruturais para construção civil possuem teores de carbono da ordem de 0,18% a 0,25%. Entre outras propriedades, o aço apresenta resistência e ductilidade, muito importantes para a Engenharia Civil. Como o concreto simples apresenta pequena resistência à tração e é frágil, é altamente conveniente a associação do aço ao concreto, obtendo-se o concreto armado. Este material, adequadamente dimensionado e detalhado, resiste muito bem à maioria dos tipos de solicitação. Mesmo em peças comprimidas, além de fornecer ductilidade, o aço aumenta a resistência à compressão. O Uso de estruturas metálicas permitiu uma flexibilidade muito maior nos projetos tanto para arquitetos quanto para os engenheiros. Um Aspecto importante, que deve ser considerado ao utilizar estruturas de aço aparentes é a corrosão. Uma opção é o uso de pinturas especiais, mas isso retira grande parte do apelo arquitetônico, por isso muitos arquitetos não utilizam esse recurso. Nesses projetos, sem uso de pintura, devem ser feitas análises das condições locais e que o aço fique exposto a uma atmosfera rica em Dióxido de Enxofre (SO 2 ), para formação de uma camada de pátina, que inibe o processo corrosivo. O uso do aço modificou para sempre a engenharia civil e os projetos de arquitetura. Somente com uso desse metal, foi possível criar construções cada vez maiores e mais leves, dando asas para imaginação dos projetistas. Tais criações não seriam possíveis com a rigidez e o peso do concreto. As características mecânicas mais importantes para a definição de um aço são o limite elástico, a resistência e o alongamento na ruptura. Essas características são determinadas através de ensaios de tração.

3 AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL Os aços para concreto armado devem obedecer aos requisitos: Ductilidade e homogeneidade; Valor elevado da relação entre limite de resistência e limite de escoamento; Soldabilidade; Resistência razoável a corrosão. Um exemplo de aço para armadura passiva tem massa específica de 7850 kg/m3, coeficiente de dilatação térmica α = 10-5 /°C para -20°C < T < 150°C e módulo de elasticidade de 210 GPa. As estruturas metálicas permitem a concepção de projetos com formas mais fluidas e com curvas, que aparentemente não seriam possíveis de serem construídas, como o caso do prédio do museu Guggenheim, visto na figura abaixo.

4 CONCRETO Definição: O concreto é um material de construção resultante da mistura, em quantidades racionais, de aglomerante (cimento), agregados (pedra e areia) e água. Logo após a mistura o concreto deve possuir plasticidade suficiente para as operações de manuseio, transporte e lançamento em formas, adquirindo coesão e resistência com o passar do tempo, devido às reações que se processam entre aglomerante e água. Em alguns casos são adicionados aditivos que modificam suas características físicas e químicas. Fatores que influem na qualidade do concreto: Para obterem-se as características essenciais do concreto, como a facilidade de manuseio quando fresco, boa resistência mecânica, durabilidade e 4 impermeabilidade quando endurecido, é preciso conhecer os fatores que influem na sua qualidade. Qualidade dos materiais : Materiais de boa qualidade produzem concreto de boa qualidade; Proporcionamento adequado: Deve-se considerar a relação entre as quantidades: de cimento e de agregados, de agregados graúdo e miúdo, água e o cimento. Manipulação adequada: Após a mistura, o concreto deve ser transportado, lançado nas formas e adensado corretamente. Cura cuidadosa: A hidratação do cimento continua por um tempo bastante longo e é preciso que as condições ambientes favoreçam as reações que se processam. Desse modo, deve-se evitar a evaporação prematura da agia necessária à hidratação do cimento. É o que se denomina cura do concreto.

5 CONCRETO Propriedades do concreto endurecido: Peso específico : O peso específico do concreto endurecido depende de muitos fatores, principalmente da natureza dos agregados, da sua granulométrica e do método de compactação empregado. Será tanto maior quanto maior for o peso específico dos agregados usados e tanto maior quanto mais quantidade de agregado graúdo contiver. A variação do peso específico, contudo, é pequena, podendo-se tomar para o concreto simples um valor de 2,3 tf/m³ e para o concreto armado de 2,5 tf/m³. Deformações: As deformações do concreto podem ser de duas naturezas: Deformações causadas por variação das condições ambientes: retração e deformações provocadas por variações de umidade e temperatura ambiente; Deformações causadas pela ação de cargas externas: deformação imediata, deformação lenta, deformação lenta recuperável e fluência. Resistência à compressão : A resistência à compressão simples é a característica mais importante de um concreto. É determinada em corpos de prova padronizados para possibilitar que resultados de diferentes concretos possam ser comparados. A resistência do concreto à compressão, para um mesmo cimento, sofre influência de alguns fatores, como: fator água/cimento, idade do concreto, forma e dimensão do corpo de prova e qualidade dos materiais. Resistência à Tração : A resistência à tração depende de vários fatores, principalmente da aderência dos grãos dos agregados com a argamassa. De acordo com o método de ensaio obtém-s diferentes valores para a resistência à tração axial, resistência à tração na flexão e resistência à tração por compressão diametral.

6 CONCRETO ARMADO O concreto simples é um material de utilização limitada na construção de estruturas, pelo fato de apresentar resistência à tração muito baixa, cerca de 8 a 12 vezes menor que sua resistência à compressão, mas a associação do concreto com um material de boa resistência a tração e convenientemente colocado na massa de concreto, permite que o conjunto – concreto armado – resista tanto aos esforços de compressão como os de tração. Os seguintes materiais resistentes à tração podem ser utilizados: aço, fibras de vidro, plásticos, nylon e bambu. As armaduras são posicionadas no interior da forma e posteriormente é lançado o concreto plástico, que envolve as barras de aço, obtendo-se, após o endurecimento, uma peça de concreto armado. Uma viga de concreto simples atingiria ao colapso devido à tração oriunda da flexão, pelo fato da resistência do concreto à tração ser muito inferior à de compressão, ficando desse modo, mal aproveitado o concreto da região comprimida, conforme mostra a Figura 01. Dispondo-se, entretanto, armaduras na face inferior da viga, conforme está mostrado na Figura 02, estas absorvem os esforços internos de tração e o concreto resistirá aos esforços internos de compressão, obtendo-se desse modo um melhor aproveitamento dos materiais e uma elevada capacidade de carga da viga, quando comparada com a viga de concreto simples.

7 CONCRETO ARMADO As armaduras são também utilizadas para absorver tensões de cisalhamento, provocados por esforços cortantes ou momentos de torção, podendo ainda auxiliar o concreto a resistir às tensões de compressão. O trabalho conjunto desses dois materiais diferentes (concreto e aço) é possível graças à coincidência de duas de suas propriedades físicas essências: a) os dois materiais oferecem aderência recíproca; b) seus coeficientes de dilatação são aproximadamente iguais. A aderência impede o escorregamento entre as armaduras e o concreto, e transmite esforços de um para outro material, sendo a propriedade fundamental para o trabalho conjunto dos mesmos. Os coeficientes de dilatação aproximadamente iguais implicam em deslocamentos semelhantes provocados por variações de temperatura, desse modo não destruí a aderência, tornando possível o trabalho conjunto desses materiais.