ANÁLISE DE EMENDAS DE BARRAS DE AÇO EM CONCRETO ARMADO

Análise DE emendas dE barras de aço em concreto armado

Leandro César de Oliveira

Kleiner Marques Marra

Coordenação de curso de Engenharia Mecânica

Resumo – Este trabalho apresenta uma avaliação estrutural de emendas em barras de aço do tipo vergalhão CA-50, em variados diâmetros. As emendas são do tipo luva rosqueada ou soldada topo a topo por caldeamento. Os resultados foram obtidos por ensaios de tração, sendo comparadas barras com e sem emendas.  Ficou evidenciado que as barras emendadas exibem maior resistência mecânica que as barras inteiras de modo a satisfazer as normas brasileiras que abrangem esse tipo de união.

Palavras-chave – Concreto armado, barras em concreto, união por soldagem, união por luva rosqueada..

1. INTRODUÇÃO

O concreto armado é um material construtivo largamente utilizado na construção civil. O concreto é composto por pedra britada, areia, cimento, água, aditivos, sendo adicionadas armações em barras de aço carbono visando seu reforço. (PORTO, 2015).

Devido ao fato do concreto apresentar boa resistência a compressão e, de outro modo, deficiência aos esforços de tração, esse material quando não reforçado tem restrição mecânica de aplicação. Já o aço, possuidor de alta resistência mecânica, quer em tração ou compressão, constitui barras (vergalhões) que são combinadas com o concreto, formando o compósito “concreto armado’,  que mostra bom desempenho a compressão e também a tração (PORTO, 2015).

As vezes o comprimento das barras de aço deve ser superior aos encontrados nos vergalhões comerciais, em razão das dimensões aplicadas nas obras civis. Neste caso, são realizadas emendas nas barras das amarções no concreto armado. Essas emendas devem garantir uma boa resistência mecânica e estabilidade das barras, devendo atender aos requisitos da norma ABNT NBR 6118 (ABNT 2014). Segundo esta norma, as emendas podem ser feitas por transpasse, luvas de preenchimentos metálicos, luvas rosqueadas, presagem ou soldagem.

Nesse trabalho serão abordadas as uniões por soldagem e luvas rosqueadas de barras de seção redonda (vergalhões) para concreto armado, com a avaliação de sua resistência mecânica feita através por ensaio de tração.

Portanto, o objetivo geral deste trabalho consistiu em analisar a resistência mecânica das emendas de barras de aço utilizadas em concreto armado, sendo, para isso, realizados os objetivos específicos relacionados abaixo.

• Realizar testes de tração avaliativos nos aços com corpos de prova cilíndricos de vergalhões com e sem emenda (diâmetros de 12,5; 16,0; 20,0 e 25,0mm), de aço CA50, com e sem emenda;
• Comparar resultados dos testes mecânicos;
• Discutir a importância do teste de tração na previsão do desempenho das barras unidas de concreto armado.

1. Referencial Teórico

Neste item serão discutidos alguns aspectos ligados ao concreto armado, e as normas concernentes ao emprego de barras de aço em concreto armado.

1.  Concreto armado

O concreto é um material muito utilizado na construção civil e é composto por agregados graúdos (pedras britadas, seixos rolados), agregados miúdos (areia natural ou artificial), aglomerante (cimento), água, adições minerais e aditivos (aceleradores, retardadores, fibras, corantes) (PORTO, 2015).

Devido ao fato do concreto apresentar boa resistência à compressão, mas não à tração, a utilização deste componente construtivo se mostra muito limitada. Assim quando se faz necessário ter resistência a esforços de trativos e compressivos, associa-se ao concreto, materiais que apresentem alta resistência à tração, usualmente barras de aço, resultando no compósito concreto armado (concreto e armadura passiva) ou protendido (concreto e armadura ativa) (PORTO, 2015).

Entre as vantagens do concreto armado estão: economia, facilidade de execução e adaptação a qualquer tipo de forma (o que proporciona liberdade arquitetônica), excelente solução para se obter uma estrutura monolítica e hiperestática (maiores reservas de segurança), resistência aos efeitos atmosféricos, térmicos e ainda a desgastes mecânicos, manutenção e conservação praticamente nulas e grande durabilidade (PORTO, 2015).

Como desvantagem, tem-se: uma maior densidade (da ordem de 2,5 t/m³), baixo grau de proteção térmica e isolamento acústico e fissuração da região tracionada, podendo esta, no entanto, ser controlada por meio da utilização de armadura de tração (PORTO, 2015). A seguir serão

1.  Aço

O aço utilizado no concreto armado segue parâmetros estipulados pela norma brasileira NBR 7480 (ABNT, 2007). A seguir, são apresentadas as classificações e dados sobre aço aplicado em barras de concreto armado: o CA-50(PORTO, 2015).

1. Categoria

Para elaboração de projetos estruturais em concreto armado, são utilizados aços classificados como CA-50, em que: CA significa: Concreto Armado, e o número desta sigla indica um valor de referência da resistência de escoamento (em kgf/mm²). A tabela 1 dá algumas características do aço CA-50, em vergalhão, para vários diâmetros.

abela 1 - Características das barras de seção redonda.

Diâmetro nominal (mm)	Massa e tolerância por unidade de comprimento	Valores nominais
Barras	Massa nominal (kg/m)		Área da seção (mm²)	Perímetro (mm)
6,3	0,245	[pic 1]	31,2	19,8
8,0	0,395	[pic 2]	50,3	25,1
10,0	0,617	[pic 3]	78,5	31,4
12,5	0,963	[pic 4]	122,7	39,3
16,0	1,578	[pic 5]	201,1	50,3
20,0	2,466	[pic 6]	314,2	62,8
22,0	2,984	[pic 7]	380,1	69,1
25,0	3,853	[pic 8]	490,9	78,5
32,0	6,313	[pic 9]	804,2	100,5
40,0	9,865	[pic 10]	1256,6	125,7

Fonte: Adaptado de ABNT, 2007.

1. Tipo da superfície

As barras (vergalhões) de aço utilizados no concreto armado podem ter superfícies lisas, entalhadas ou providas de saliências ou mossas. A capacidade aderente entre aço e concreto está relacionada ao coeficiente ɳ1, indicado na Tabela 2. (PORTO, 2015).