A durabilidade das estruturas de concreto armado é o aspecto de maior relevância dentro da filosofia das normas de projeto (ARAÚJO, 2014). Por isso, deve ser levada em consideração a vida útil de projeto e os critérios de projeto.
2.3.1 Vida útil de projeto
A vida útil de projeto se refere ao período de tempo no qual a estrutura é capaz de cumprir bem as funções para as quais foi projetada, sem a necessidade de reparos (ARAÚJO, 2014). Já, segundo o mesmo autor, o tempo de vida útil total, é o período de tempo que vai até a ruptura total ou parcial da estrutura.
Frequentemente, as normas de projeto consideram que a vida útil das estruturas usuais dos edifícios deve ser de no mínimo 50 anos (ARAÚJO, 2014). Para obras de maior importância (pontes), o autor recomenda considerar uma vida útil de 100 anos.
2.3.2 Critérios de projeto das normas brasileiras
Um dos critérios que se deve observar é a classe de agressividade. Segundo ABNT NBR 6118 (2014), a agressividade do meio ambiente tem a ver com as ações químicas e físicas que atuam nas estruturas de concreto.
Conforme a ABNT NBR 6118 (2014), a agressividade do ambiente pode ser classificada de acordo com a Tabela 4. Dessa tabela, segundo Araújo (2014), pode-se considerar para todos os elementos situados no interior dos apartamentos residências e dos conjuntos comerciais, classe I para as zonas urbanas e classe II para as edificações situadas na orla marinha ou em zona industrial. Também, o mesmo autor discorre que, a NBR – 6118 sugere que se possam considerar os revestimentos protetores (revestimentos cerâmicos, argamassa com pintura, e outros), para reduzir a classe de agressividade ambiental em outros ambientes diferentes dos que foram exemplificados na tabela. Assim, o mesmo autor recomenda adotar uma classe de agressividade mais fraca para as estruturas de concreto protegidas com os revestimentos protetores.
Tabela 4: Classes de Agressividade ambiental
Fonte: Autoria Própria
Após definido a classe de agressividade ambiental, a norma ABNT NBR 6118 (2014), especifica um cobrimento mínimo para as armaduras. Para garantir o cobrimento mínimo (C min), o projeto e a execução terão que considerar o cobrimento nominal (C non), que seria o cobrimento mínimo mais uma tolerância (∆C) (ARAÚJO, 2014). Desta forma, o mesmo autor disserta que, as dimensões das barras das armaduras e os espaçadores de fôrmas devem considerar o cobrimento nominal, como mostra a Tabela 5.
Na Tabela 5, a ABNT NBR 6118 (2014) indica os valores do cobrimento nominal em relação à classe de agressividade ambiental, considerando os casos usuais que não tem controle de qualidade, ou seja, ∆C=10mm. Porém, Araújo (2014) recomenda que, para casos em que o controle de qualidade é severo, os valore da Tabela 5 podem ser reduzidos em 5mm, mas essa exigência de controle rigoroso tem que ser mostrada nos desenhos de projeto. O autor ressalta também, que se for utilizado um concreto de resistência superior ao mínimo exigido (Fck≥20 MPa), os cobrimentos também podem ser reduzidos em até 5mm.
º Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou igual a 65 %, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos ou regiões onde raramente chove.
C Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústriasde
celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas.
IV Muito Forte
Respingos de Maré Elevado ª Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revesido com argamassa e pintura).
II Moderada Urbanaª , º Pequeno
III Forte Marinha ª
Industrial ª,º Grande
Classe de agressividade
ambiental
Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto
Risco de deterioração da estrutura I Fraca Rural Submersa Insignificante
Independente do caso considerado, o cobrimento nominal da barra tem que se no mínimo igual ao diâmetro da própria barra (ARAÚJO, 2014). Em relação a um feixe de barras, o mesmo autor estipula que, cobrimento nominal tem que ser no mínimo igual ao diâmetro do feixe (diâmetro equivalente).
Para a face superior das lajes e vigas, a norma ABNT NBR 6118 (2014) discorre que, se as lajes e vigas forem revestidas com argamassada de contrapiso, ou com revestimentos finais secos (carpetes, madeira, cerâmico, entre outros), os cobrimentos nominais da Tabela 5 podem ser substituídos pelo valor de 15 mm.
Tabela 5: Cobrimento mínimo (mm) das armaduras para concreto armado considerando ∆C= 10 mm
Fonte: ABNT NBR 6118 (2014).
Outro parâmetro de dimensionamento da estrutura que tem que ser definido é a altura útil d, como mostra Figura 5.
I II III IV
20 25 35 45
Viga/Pilar 25 30 40 50
Elementos estruturais
em contato com o solo 30 30 40 50
Laje 25 30 40 50
Viga/Pilar 30 35 45 55
Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da armadura passiva deve respeitar os cobrimentos para concreto armado.
Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento, como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros,
deve ser respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm.
Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, devem ser atendidos os cobrimentos da classe
No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45 mm.
Tipo de estrutura Componente ou
elemento
Classe de agressividade ambiental
Cobrimento nominal (mm) Concreto armado Concreto protendido d a a b c d
Figura 5: Altura útil de lajes
Fonte: Araújo (2014)
Nas lajes, a altura útil é diferente em cada direção (dx e dy, indicadas na Figura 5), em função de que uma armadura está sobre a outra, formando uma malha (ARAÚJO, 2014). Ainda, o mesmo autor explana que, para ser mais prático, pode-se considerar um valor único para as duas direções de d = h - d', sendo h a altura total da seção da laje. De acordo com a Figura 5, tem-se:
Equação 1: Equação do parâmetro d´
t c
d´
Onde, t é o diâmetro médio das armaduras e c é o cobrimento nominal.
Na Tabela 6, apresentam-se os valores de d´ calculados pela Equação 1. Tabela 6: Parâmetros d´ para lajes maciças (mm)
Fonte: Autoria Própria
A altura h da laje deve seguir os requisitos mínimos estipulados pela ABNT NBR 6118 (2014), como mostra a Figura 6. Porém, para um pré-dimensionamento, segundo Santos (2009), pode-se adotar a expressão
40
l
, sendo l o valor do menor vão em centímetros.
Classe de agressividade φ = 5 mm φ = 10 mm
I 25 30
II 30 35
III 40 45
Figura 6: Espessura mínima de lajes maciças segundo ABNT NBR 6118 de 2014.
Fonte: Autoria Própria.
2.4 FUNDAMENTOS DE SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO