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

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Dispositivos Mecnicos para Armaduras de Ao

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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

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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.

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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

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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.

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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

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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- 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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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