Aço para concreto armado (1)

Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJFaculdade de Engenharia - FEN

MATERIAIS DE CONSTRUO IIProfessora: Margareth da Silva MagalhesDepartamento de Construo Civil e Transportes

TERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIAMATERIAIS DE CONSTRUO II

TERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

TENSO Fora por unidade de rea, expressa em Mpa(antigamente kgf/cmou kgf/mm, 1 MPa = 10 kgf/cm= 0,1 kgf/mm)

Resistncia trao (Rm): Tenso correspondente fora mxima (Fm).


CISALHAMENTO Esforo cortante numa determinada seo. o resultado de tenses tangenciais.


PROTENSO Introduo de uma tenso de compresso a uma pea de concreto, atravs de um ou mais cabos de ao tracionados.


DEFORMAO ()

o efeito da tenso. Expressa em (cm/cm), ou em % do comprimento inicial.


DEFORMAO ()

A deformao pode ser elstica ou plstica. Plstica irreversvel, elstica reversvel, desaparece quando a tenso removida


ESTRICO: Reduo da rea da seo transversal, em %.

ALONGAMENTO: tambm medido em %.


ELASTICIDADE

Para pequenos nveis de carregamento h um comportamento linear entre a tenso aplicada ao corpo e a sua deformao Com a retirada da tenso a deformao cessa

Exemplo: mola perfeita

Na maioria dos casos os comportamentos no lineares.

materiais

apresentam


LEI DE HOOKE


MDULO DE ELASTICIDADE, DE YOUNG OU, DE DEFORMAO LONGITUDINAL (E)

o quociente entre a tenso aplicada e a deformao elstica resultante. Expresso em MPa.


MDULO DE ELASTICIDADE (E)


PLASTICIDADE


PLASTICIDADE


TERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIAresistncia trao u resistncia ao escoamento, fy resistncia associada ao limite de proporcionalidade, fp

C Druptura

A

Patamar de escoamento

B

y

O

regime elsticolinear

regime plstico

Encruamento


Etapas

0A: fase elstica AB: patamar de escoamento

Aumento das deformaes para uma determinada deformao

Incio da fase plstica C: limite de resistncia do material D: ruptura do material fy: Tenso (resistncia) de escoamento.

Patamar de escoamento: apresenta de forma clara a tenso de escoamento do material Alguns materiais no apresentam o patamar de escoamento


TENSO DE ESCOAMENTO (fy): Quando durante o ensaio o material metlico apresentar o fenmeno de escoamento, a deformao plstica ocorre sem nenhum incremento de fora. Deve-se distinguir:

Tenso de escoamento superior (ReH): Valor da tenso no instante em que o primeiro decrscimo de fora observado.

Tenso de escoamento inferior (ReL): Menor valor da tenso durante o escoamento plstico, desconsiderando-se qualquer efeito transitrio inicial.


ReH

ReL


A resistncia ao escoamento, fy de barras ou fios de ao, pode ser calculada pelo valor da tenso sob carga correspondente deformao permanente de 0,2% (0,002). fy tambm pode ser calculada pelo valor da tenso sob carga correspondente deformao total de 0,5%.

Em caso de divergncia prevalece o primeiro item.



DUCTILIDADE

Representa o nvel de deformao plstica antes da ruptura de um material Materiais com pequena deformao plstica: frgeis

Ex.: ferro fundido, materiais cermicos e ptreos

Materiais com elevada deformao plstica: dcteis

Ex.: aos de construo

Materiais que apresentam comportamento intermedirio: quase-frgil

Ex.: concreto


DUCTILIDADE


Material dctil com patamar de escoamento

Apresenta patamar de escoamento definido que caracteriza a tenso fy (denominada resistncia de escoamento do ao trao).

Ex.: aos doces com baixo teor de carbono.

ruptura

fy

y

ruptura


Material dctil sem patamar de escoamento

No apresenta patamar de escoamento definido. A deformao plstica que segue elstica no reversvel.

ruptura fy

0,2%

y

ruptura


AOS PARA CONCRETO - METAIS FRGEIS E DCTEIS


TENACIDADE

Capacidade que um material possui de absorver energia at a sua fratura

Para ensaios estticos: rea sob a curva tenso-deformao Para ensaios dinmicos (elevadas taxas de deformao + presena de um ponto de concentrao de tenses): ensaios CharpyeIzod

RESILINCIA

Capacidade que um material tem de absorver energia na fase elstica e, com a remoo da tenso, tal energia recuperada


TENACIDADE


DUREZA

Definida pela resistncia da superfcie do material penetrao. Escala Brinell de dureza BHN (Brinell Hardness Number)

AO PARA CONCRETO ARMADOMATERIAIS DE CONSTRUO II

AO PARA CONCRETO ARMADO

Siglas e padronizao

Os aos so sempre caracterizados por siglas indicativas de suas principais propriedades e aplicaes. No Brasil a identificao feita por CA (concreto armado) seguidas de um nmero que caracteriza a tenso de escoamento (real ou convencional) em kgf/mm. A NBR 7480:2007 Ao destinado a armaduras para estruturas de concreto armado fixa as condies exigveis na encomenda, fabricao e fornecimento de barras e fios de ao destinados a armaduras para concreto armado, com ou sem revestimento superficial.


TIPOS DE AOS PARA CONCRETO

CA: CONCRETO ARMADO CP: CONCRETO PROTENDIDO

Trs grupos principais:

Aos de dureza natural laminados a quente CA 25 e CA 50 Aos encruados a frio CA 60 Aos patenting CP


TIPOS DE AOS PARA CONCRETO ARMADO

CA25, CA50 e CA60

CA: Concreto Armado 25, 50 e 60 Valor Caracterstico de escoamento

25 50 60

25 kgf/mm= 2.500 kgf/cm= 250 Mpa 50 kgf/mm= 5.000 kgf/cm= 500 Mpa 60 kgf/mm= 6.000 kgf/cm= 600 MPa


Siglas e padronizao

Barras e fios de ao

Tabela Dimetros nominais conforme a NBR 7480 (2007)


PRINCIPAIS PROPRIEDADES

Resistncia caracterstica de escoamento; Limite de resistncia; Alongamento; Dobramento; Coeficiente de conformao superficial.


AOS DE DUREZA NATURAL: CA 25 e CA 50

So aos laminados a quente e no sofrem tratamento algum aps a laminao. Suas caractersticas elsticas so alcanadas pela composio qumica adequada com o carbono, mangans, silcio e cromo. Em geral, so caracterizados pela presena no diagrama tenso x deformao de um acentuado patamar de escoamento e grandes deformaes de ruptura.



ruptura

fy

y

ruptura



A categoria CA-25 deve ter superfcie obrigatoriamente lisa, desprovida de quaisquer tipos de nervuras ou entalhes.

1. As barras da categoria CA-50 so obrigatoriamente providas de nervuras transversais oblquas. 2. Os eixos das nervuras transversais oblquas devem formar, com relao ao eixo da barra, um ngulo entre 45 e 75.


AOS DE DUREZA NATURAL CA 25 e CA 50Bitola mm 6,3 8 10 Polegadas 1/4 5/16 3/8

CA 25 e CA 50 Pesos Lineares (kg/m)Nominal 0.245 0.395 0.617 Variao 7% 7% 6%

12,516 20 25 32

1/25/8 3/4 1 1.1/4

0.9631.578 2.466 3.853 6.313

6% 5% 5% 4% 4%

Comprimento usual das barras : 12 m c/ tolerncia de 1%.


AOS ENCRUADOS A FRIO: CA 60

Encruamento:

Aumenta a resistncia, diminui a tenacidade. Alongamento na ruptura cai de 20% p/ 6 - 8%.

Processos de encruamento:

Trefilao: compresso diametral do fio p/ passagem pela fieira, + trao elevada. Trao: toro combinada com trao. Compresso: as deformaes produzidas no material, so feitas em duas direes perpendiculares que achatam os gros



fy convencional, corresponde a 0,2% de deformao plstica residual ou 0,5% de deformao total (usa-se o menor valor).



Fios de ao Os fios (CA 60) podem ser lisos, entalhados ou nervurados. Os de dimetro nominal 10 mm devem ter obrigatoriamente entalhes ou nervuras.



Fornecidos em barras com 12 m (tolerncia: 1%) ou em rolo com cerca de 2000 m

AO PARA CONCRETO ARMADOPropriedades Mecnicas Exigveis de Barras e Fios de Ao Destinadas a Armaduras de para Concreto Armado (NBR7480/2007)


MONTAGEM DE ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO

ArmazenagemOs vergalhes no devem ficar em contato direto com o solo, nem expostos s intempries, por muito tempo para no sofrer quantidade significativa de corroso


CRITRIOS DE ACEITAO DE AO PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO

NBR-7480/2007 -ensaios p/ aceitao ou rejeio de um lote de ao.

Amostragem: Lotes de no mximo 30 t. De cada lote separa-se uma barra, e extrai um segmento de no mnimo 1,5m.

A amostra representativa de cada lote composta por 3 exemplares.Da-se a aceitao do lote quando todos os ensaios forem satisfatrios.

Com resultados insuficientes, a barra da amostra rejeitada.Para eventual aceitao do lote, sero retiradas 6 amostras de cada lote como corpo de contra-prova. O lote ser aceito se os resultados forem suficientes, caso contrrio, o lote ser rejeitado. Se mais de 20% dos lotes forem rejeitados, o fornecimento total ser rejeitado ou desclassificado p/ categoria inferior.


DETERMINAO DAS PROPRIEDADES MECNICAS TRAO DE MATERIAIS METLICOS - NBR-6892/2002.

Equipamentos



Equipamentos



Dados para a realizao do ensaio



Dados para a realizao do ensaio



Obter a curva tenso x deformao de um ao; Medir resistncia trao e tenso de escoamento; Medir o mdulo de elasticidade ou mdulo de deformao longitudinal.

Amostras: 03 Comprimento inicial (Lo): 10



curva Fora x Deslocamento (L) de um ao;

Deslocamento (mm)



curva tenso x deformao de um ao;

Tenso (MPa)

Deformao (%)



Medir a estrico e o alongamento

Estrico =

Sinicial Sfinal Sinicial Lfinal Linicial Linicial

x 100

Alongamento =Corpo de prova antes do ensaio Corpo de prova aps situao de carga e ruptura

x 100

(Fonte: P. Helene Aulas UFPR)


ENSAIO DE DOBRAMENTO - NBR-6153/88.

Consiste em efetuar um dobramento de 180 em torno de um cutelo de dimetro prefixado. A amostra deve suportar o dobramento sem ruptura ou fissurao.


EXERCCIO - AO

Durante o ensaio de trao em uma barra de ao desconhecida, foram obtidos os dados a seguir: Calcular a tenso de escoamento, tenso mxima, alongamento, mdulo de elasticidade e classificar o ao.

mxima:


EXERCCIO AO

Curva fora x deslocamento


EXERCCIO AO

Resoluo:Clculo da rea da seo transversal:

= 7,85 g/cm

m = 124,1g e comprimento da barra (l) = 20 cmrea (S) = m/(l x ) = 124,1/(20x7,85) S = 0,79 cm

Clculo da deformao plstica de 0,2%:

0,2 = 0,2/100 = 0,002

0,5 = 0,5/100 = 0,005

0,2 = L0,2/BE 0,002 = L0,2/250,5 = L0,5/BE 0,005 = L0,2/25

L0,2 = 0,05 mmL0,2 = 0,125 mm


EXERCCIO AO

Resoluo:


EXERCCIO AO

Resoluo:

Clculo da tenso de escoamento:

fy = 43000 N/79 mm

fy = 544 MPa

Clculo da tenso mxima:

Rm = 53810 N/79 mm

Rm = 681 Mpa

Clculo do alongamento:

Al = L/lo Al = [(117,6-100)/100]x100

Al = 17,6%

Comprimento base utilizado para medir o alongamento = 100mm (10)


EXERCCIO AO

Resoluo:


EXERCCIO AO

Resoluo - Mdulo de elasticidade:

Aço para concreto armado (1)

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