O que é Armadura para Concreto?
Armadura é o termo utilizado para designar o conjunto de elementos, normalmente de aço, utilizados na construção de estruturas de concreto armado. Esses elementos são responsáveis por resistir e distribuir as cargas aplicadas na estrutura, garantindo a estabilidade e segurança de elementos estruturais, como lajes, vigas, pilares, entre outros.
Visto que o concreto é responsável por resistir aos esforços de compressão, enquanto a armadura possui alta resistência à tração e capacidade de distribuição dos esforços de cisalhamento, a união de ambos faz com que a estrutura de concreto armado seja extremamente resistente.
O dimensionamento da armadura é realizado no Projeto Estrutural, de acordo com as características do elemento, cargas aplicadas e condições ambientais. Neste artigo, veremos os tipos de armaduras utilizados na construção, classificadas de acordo com o material, localização, função e comportamento.
Além disso, vamos aprender também sobre as características mais comuns e critérios de projeto.
Material
Aço
O aço é amplamente utilizado devido à sua alta resistência mecânica e facilidade de produção e aplicação. É um excelente material para a construção de estruturas de concreto resistentes e duráveis e, em razão de sua maleabilidade, pode ser moldado e adaptado às necessidades de projetos específicos.
No entanto, uma das desvantagens do uso de aço como armadura é a sua tendência à corrosão. A exposição à umidade e a outros elementos ambientais pode levar à corrosão do aço, resultando na perda de resistência e possíveis falhas estruturais. Para evitar esse problema, é necessário definir o correto cobrimento das peças estruturais e utilizar técnicas de proteção contra corrosão.
Polímeros Reforçados com Fibras (PRF)
Os Polímeros Reforçados com Fibras são materiais compósitos que combinam polímeros com fibras de alta resistência. Eles oferecem uma série de vantagens em relação aos materiais tradicionais, incluindo alta resistência à tração e à corrosão, baixa densidade e capacidade de moldagem em várias formas e tamanhos.
Existem vários tipos de PRF disponíveis, incluindo os reforçados com fibra de vidro e fibra de carbono. Os PRF reforçados com fibra de vidro são geralmente mais baratos e apresentam boa resistência à corrosão, mas são menos resistentes do que os outros tipos de PRF. Os PRF reforçados com fibra de carbono, por outro lado, são os mais fortes e rígidos, mas também são os mais caros.
Localização
Armadura Longitudinal
A armadura longitudinal é um dos elementos mais importantes na construção de estruturas de concreto armado, pois é responsável por resistir aos esforços de tração que surgem quando a estrutura é submetida a cargas. Essa armadura é composta por barras de aço dispostas longitudinalmente na peça de concreto.
Além de resistir aos esforços de tração, a armadura longitudinal também é utilizada para controlar a abertura de fissuras. Isso porque as barras de aço possuem uma maior capacidade de deformação do que o concreto, e quando a estrutura é submetida a cargas, as barras são capazes de absorver parte dessas deformações.
Armadura Transversal
A armadura transversal tem como função reforçar a seção transversal da peça estrutural. Essa armadura é composta por barras de aço dispostas perpendicularmente à armadura longitudinal, formando uma espécie de “gaiola” que envolve a seção transversal da peça de concreto.
Uma forma comum de armação transversal são os estribos, posicionados ao longo da armadura longitudinal, que ajudam a manter as barras da armadura longitudinal no lugar e a garantir que elas fiquem adequadamente espaçadas.
Função
Resistência à Flexão
A armadura longitudinal é utilizada para resistir aos esforços de tração, sendo composta por barras de aço dispostas ao longo do comprimento da peça de concreto, e é posicionada de forma a ficar imersa na seção transversal da peça. A função da armadura longitudinal é resistir às tensões de tração que surgem no concreto quando ele é submetido a cargas externas, melhorando a resistência da estrutura.
Esse tipo de armadura é subdividida em positiva e negativa. A armadura positiva é posicionada no inferior da seção transversal do elemento estrutural, enquanto a armadura negativa é posicionada na face oposta. A escolha entre um ou outro tipo de armadura depende das necessidades estruturais do projeto e das condições de construção.
Resistência à Cortante
A armadura transversal tem como função reforçar a seção transversal da peça estrutural, conferindo-lhe maior resistência à força cortante e melhorando sua capacidade de suportar cargas transversais. Essa armadura é composta por barras de aço dispostas perpendicularmente à armadura longitudinal, formando uma espécie de “gaiola” que envolve a seção transversal da peça de concreto.
A armadura transversal também ajuda a evitar o deslocamento lateral das barras de aço da armadura longitudinal e a flambagem destas, o que poderia comprometer a integridade estrutural da peça.
Controle de Fissuras
A armadura de pele, também conhecida como armadura de costura, é um elemento fundamental para o controle de fissuras em estruturas de concreto armado sujeitas a esforços de flexão. Essa técnica consiste em adicionar barras de aço longitudinalmente na face externa da seção transversal da peça de concreto, aumentando sua resistência à tração.
Resistência à Punção
No caso específico de lajes, a armadura de cisalhamento é importante para evitar o colapso por punção, principalmente nas lajes lisas. A punção ocorre quando a laje é submetida a uma carga concentrada em um ponto, como a carga de uma coluna. Se a laje não tiver uma quantidade suficiente de armadura de cisalhamento próxima à coluna, a força cortante pode ser maior do que a resistência do concreto, causando uma ruptura localizada na laje.
Resistência à Torção
A armadura de torção é um tipo de armadura utilizada elementos que estão sujeitos a esforços de torção, como vigas em T, lajes em forma de L, entre outros. Essa armadura é composta por barras de aço que são dispostas ao longo do comprimento da seção transversal da peça de concreto, com a finalidade de resistir às forças de torção.
Essa armadura é importante porque o concreto não possui resistência à torção suficiente para suportar esforços elevados, o que pode levar à falha da estrutura.
Suspensão
A armadura de suspensão é um tipo de armadura utilizada para suportar elementos suspensos, como vigas, lajes, painéis e outras peças que precisam ser penduradas em estruturas maiores. Essa armadura é geralmente composta por barras de aço dispostas em forma de “U” invertido ou de ganchos, que são fixadas na parte inferior da peça a ser suspensa e ancoradas na estrutura que a sustentará.
Esse tipo de armadura ajuda a distribuir as cargas impostas na peça suspensa de forma adequada, evitando que ela se deforme ou quebre sob o peso. Além disso, ajuda a evitar a formação de fissuras e rachaduras na peça suspensa.
Comportamento
Armadura Passiva
Armadura passiva é um termo utilizado para se referir à armadura utilizada em elementos estruturais de concreto armado que não sofrem tensão prévia. É chamada de passiva porque ela não tem nenhum tipo de carga aplicada durante a sua instalação ou uso, sendo simplesmente colocada na fôrma antes da concretagem.
A armadura passiva é geralmente composta por barras de aço dispostas longitudinalmente ou transversalmente no elemento estrutural. A sua função é aumentar a resistência à tração e à flexão do concreto, que é um material frágil e com baixa resistência a esses tipos de esforços.
Armadura Ativa
Armadura ativa é um termo utilizado para se referir à armadura de aço utilizada em elementos com protensão. Diferentemente da armadura passiva, a armadura ativa é submetida a uma carga antes da concretagem, gerando um estado de tensão nas ferragens, que é posteriormente transferido para o concreto, melhorando a resistência e a durabilidade da estrutura.
A armadura ativa é geralmente composta por cabos, fios ou barras de aço de alta resistência, dispostos longitudinalmente no elemento estrutural. A sua função é aplicar uma tensão prévia no concreto, comprimindo-o antes de sua cura, e garantir que ele tenha uma resistência maior do que a obtida somente com a armadura passiva.
O processo de protensão pode ser feito de duas formas: protensão com aderência e protensão sem aderência. Na protensão com aderência, as barras de aço são esticadas e ancoradas ao concreto, criando uma aderência entre o aço e o concreto. Já na protensão sem aderência, as barras de aço são esticadas por meio de macacos hidráulicos, e posteriormente a aderência entre o aço e o concreto é evitada por meio de bainhas plásticas.
A armadura ativa é utilizada em elementos estruturais que precisam suportar cargas maiores ou que necessitam vencer grandes vãos, como pontes, viadutos, edifícios altos e até mesmo residências de alto padrão. A sua utilização resulta em estruturas mais eficientes e duráveis, com menor deformação e maior capacidade de carga.
Características de Projeto
Resistência
A resistência das ferragens é uma das características mais importantes para garantir a segurança e durabilidade de uma estrutura de concreto armado. Existem diferentes tipos de ferragens, cada uma com sua própria resistência e finalidade específica.
Entre os tipos mais comuns, podemos citar as barras de aço CA-25, CA-50 e CA-60. Essas barras apresentam resistências mínimas à tração de 25, 50 e 60 kgf/mm², respectivamente. Além disso, existem também as telas soldadas e os vergalhões, que são utilizados em diferentes aplicações.
Diâmetro
O diâmetro das ferragens é um parâmetro importante a ser considerado na escolha e dimensionamento da armadura. O diâmetro das barras de aço varia de acordo com a carga que o elemento estrutural deve suportar e com as especificações de projeto. Normalmente, são utilizadas barras com diâmetros que variam de 6mm a 50mm, sendo as mais comuns as de 6,3mm, 8mm, 10mm, 12,5mm e 16mm.
A escolha do diâmetro adequado é importante para garantir que a armadura suporte as cargas a que é submetida e que a estrutura tenha a resistência e durabilidade necessárias para o seu uso. O diâmetro das ferragens também afeta o custo e o peso da estrutura, devendo ser considerado durante o processo de projeto.
Deve-se atentar ainda aos requisitos mínimos e máximos de acordo com o elemento e localização da armadura, por exemplo, no pilar de concreto armado devem ser utilizadas em sua armadura longitudinal barras de no mínimo 10mm de diâmetro e no máximo 1/8 da menor dimensão.
Ancoragem
A ancoragem refere-se ao comprimento da armadura longitudinal que deve adentrar no elemento que serve de sustentação à peça estrutural, por exemplo, a ancoragem das vigas normalmente é feita em pilares enquanto a ancoragem de lajes é feita em vigas.
O dimensionamento correto da ancoragem garante que os esforços sejam integralmente transmitidos ao concreto, seja por meio de aderência ou de dispositivos mecânicos, como chumbadores e ganchos, ou por combinação de ambos. É importante garantir que a ancoragem seja feita de acordo com as especificações de projeto, levando em consideração a carga a ser suportada, a resistência da armadura, o diâmetro das barras de aço, entre outros fatores.
Cobrimento
O cobrimento é uma das principais características do concreto armado e é definido como a distância entre a superfície externa do elemento estrutural e a armadura mais próxima. A durabilidade da estrutura depende, em grande parte, da qualidade e espessura do cobrimento de concreto da armadura, visto que é essencial para evitar a corrosão e garantir a integridade da estrutura a longo prazo.
A definição do cobrimento depende dos seguintes fatores:
- Classe de Agressividade Ambiental
- Classe de Resistência
- Exposição à Umidade, Água e Químicos
- Diâmetro das Ferragens
- Diâmetro dos Agregados Graúdos
- Tipo de Elemento Estrutural
- Contato com o Solo
- Tipo de Concreto
- Proteção de Revestimentos
Espaçamento
O espaçamento de ferragens para armadura de concreto é outro parâmetro importante a ser considerado no dimensionamento da estrutura. O espaçamento entre as barras de aço deve ser determinado de acordo com a carga que o elemento estrutural deve suportar e com as especificações de projeto.
O espaçamento deve considerar o diâmetro dos agregados, diâmetro das barras e diâmetro dos vibradores de adensamento.
Taxa de Armadura
A taxa de armadura é a relação entre a área da seção transversal da armadura e a área da seção transversal total do elemento de concreto. É expressa em porcentagem e é determinada de acordo com o tipo de elemento estrutural, as cargas que ele irá suportar e as condições ambientais a que estará exposto. Uma taxa de armadura adequada é fundamental para garantir a resistência e durabilidade do elemento de concreto, evitando deformações excessivas e falhas estruturais.
Referências
- Normas Técnicas
- NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento
- NBR 6349 – Barras, Cordoalhas e Fios de Aço para Armaduras de Protensão – Ensaio de Tração
- NBR 7483 – Cordoalhas de Aço para Estruturas de Concreto Protendido – Especificação
- NBR 7484 – Barras, Cordoalhas e Fios de Aço Destinados a Armaduras de Protensão – Método de Ensaio de Relaxação Isotérmica
- NBR 14861 – Lajes Alveolares Pré-Moldadas de Concreto Protendido – Requisitos e Procedimentos
- NBR 14931 – Execução de Estruturas de Concreto – Procedimento
