Concreto Armado

Definições, um pouco de história, e conceitos fundamentais para o desenvolvimento do tema (fck, módulo de elasticidade, coeficiente de poison, efeito Rüsh, diagrama tensão deformação e fluência) - Publicado em Abril/2020


Definição de Concreto Armado

Historicamente, durante o Império Romano, já era utilizada uma argamassa composta de areia, pedra moída, e cinzas vulcânicas em suas edificações, produzindo um material, assim como o concreto atualmente utilizado, de alta resitência aos esforços de compressão, porém de baixa resistência aos esforços de tração (material frágil), problema que era contornado utilizando formatos em que o concreto encontrava-se majoritariamente comprimido (arcos e cúpulas). Na engenharia moderna utiliza-se o aço onde o elemento se encontra tracionado para resistir a esses esforços.

Existem vários registros históricos de utilização de concreto e aço ( Joseph-Louis Lambot-1850, Joseph Monier-1867), porém foi em 1902 que Mörsch e Ritter desenvolveram uma teoria científica sobre o dimensionamento de concreto armado.

Morsch modelo
Treliça de Ritter-Mörsch
Modelo de cálculo baseado na teoria de Ritter-Mörsch

O Concreto armado (reinforced concrete) refere-se então ao concreto + armadura como um elemento único, sendo então a questão da aderência entre os dois materiais fundamental (normalmente as barras de aço são nervuradas e muitas vezez utiliza-se ganchos nas extremidades para garantir a aderência entre aço e concreto).

Existem muitas vantagens obtidas com a utilização de concreto armado, como podemos mencionar a moldabilidade, produz estruturas sem ligações (monolíticas), necessita de pouca manutenção, que culturamente praticamente inexiste no Brasil, grande resistência a compressão, efeitos térmicos e desgastes mecânicos, entre outros. Como desvantagens podemos mencionar o elevado peso próprio (2,5 tf/m3 ou 25 kN/m3), dificuldade de reformas e demolições, e transmissão de som e calor.

Denomina-se taxa geométrica da armadura a relação entre a área de aço e a área de concreto (δ=As / Ac), sendo a relação mínima para ser considerado concreto armado em torno de 0,15%, e o valor máximo típico em torno de 4%. Para valores fora dessa faixa temos:

  1. δ<0,15% : concreto simples (tem dimensionamento diferenciado);
  2. δ>4% (pilares podem chegar na casa de 8%): estrutura mista de aço e concreto;

O concreto atualmente é composto de cimento, água e agregados miúdo e graúdo (eventualmente pode-se lançar mão de aditivos), sendo normalmente discriminado conforme nomenclatura a seguir:

  1. Cimento + Água = Pasta;
  2. Pasta + Agregado Miúdo (areia, pedregulhos) = Argamassa;
  3. Argamassa + Agregado Graúdo (pedras britadas, seixos rolados etc.) = Concreto.

Existem diversas normas técnicas a serem consideradas no dimensionamento de concreto armado, sendo de especial relevância:

  1. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto;
  2. NBR 6120: Cargas para cálculo de edificações;
  3. NBR 6123: Forças devido ao vento em edificações;
  4. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas;

Outras normas a serem levadas em consideração são relacionadas a seguir:

  1. NBR 14931: Execução de estruturas de concreto;
  2. NBR 7191: Execução de desenhos para obras de concreto simples e armado;
  3. NBR 12655: Concreto (preparo, controle e recebimento);
  4. NBR 7480: Barras e fios de aço destinados a armadura de concreto armado;
  5. NBR 15696: Formas e escoramentos para estruturas de concreto e procedimentos de execução;
  6. NBR 5732: Especificação de cimentos;