Primeiro de tudo, os pilares são elementos estruturais presentes na maioria das estruturas de concreto armado, e a armadura de pilar é um de seus componentes fundamentais.
Aliás, os pilares têm um impacto relevante na indústria da construção, pois possibilitam a criação de estruturas mais robustas, eficientes e com visual bem atrativo
Porém, quando o concreto e a armadura são insuficientes, o pilar pode sofrer falhas prematuras ou até um colapso repentino, logo, compromete a segurança e a longevidade de uma determinada obra.
Assim, a armadura reforça o concreto presente nos pilares, distribui e absorve os esforços adicionais que o concreto, por si só, seria incapaz de suportar.
Por essa razão, aspectos estruturais e construtivos de um pilar devem ser tratados com absoluto rigor e bastante atenção.
Além de seguir as exigências da norma brasileira NBR-6118, sendo esta relacionada aos projetos de estruturas de concreto.
Portanto, vamos saber mais sobre as armaduras de pilares utilizando uma linguagem simples e prática. Vamos começar a leitura!
É possível usar pilares de concreto sem armaduras?
Para começar, existem evidências do uso de pilares de concreto simples, isto é, sem armaduras, pelos gregos e romanos muitos anos atrás, porém, bem volumosos.
A propósito, alguns continuam firmes de pé até hoje e em outros ainda é possível ver as ruínas.
No Brasil, a norma técnica NBR 6118 em seu item 24.6.3 prevê o uso de pilares de concreto simples, desde que determinadas condições sejam atendidas, por exemplo:
- Adotar o mesmo modelo de cálculo de pilares parede (item 24.6.1);
- Na ausência de cargas laterais, a atuante situa-se no limite ou no centro do núcleo central de inércia da seção;
- Menor dimensão do pilar: 20 cm ou 1/10 de sua altura;
Por que usar a armadura em vez de somente o concreto simples no pilar?
Bem, o concreto simples resiste bem a esforços de compressão, 90%, porém, possui apenas 10% de resistência à tração.
Assim, embora os pilares tenham bastante eficiência na ação de cargas compressivas, recomenda-se o uso da armadura.
Deste modo, a combinação da armadura de pilar com o concreto propicia diversas vantagens e razões práticas de projeto, tais como:
- Controle de Fissuras devido a Tensões Térmicas: O concreto sofre tensões devido às variações climáticas, e assim causa fissuras, logo, o aço ajuda a reduzir ou mitigá-las;
- Resistência a cargas laterais: a ação do vento e terremotos provocam deslocamentos e momentos fletores, portanto, é bem conveniente o uso de armaduras;
- Integração Estrutural com Lajes, Vigas e Fundações: projetam-se os pilares de concreto armado para se conectar de forma segura, criando uma estrutura mais estável e eficiente;
- Redução do Tamanho da Seção: O uso de armadura reduz o aumento na seção do pilar para suportar cargas, economiza espaços e concreto, além de um maior aproveitamento da área útil;
Portanto, os pilares necessitam de armadura, em caso de ação de momentos fletores provenientes de cargas excêntricas, esforços horizontais e imperfeições na sua geometria.
O que é a Armadura de Pilar?
Então, a armadura de pilar é formada pelo conjunto de barras de aço, inseridas no interior do concreto, tais como:
- Barras Verticais: percorrem o comprimento do pilar, resistindo aos momentos fletores, forças de tração e partes de compressão.
- Armadura Transversal: posicionam-se os estribos e/ou grampos horizontais em espaçamentos regulares ao longo do pilar.
A propósito, os estribos são barras de aço ou fios poligonais em laços, pois ficam ao redor das armaduras verticais.
Deste modo, eles têm a função de criar uma “contenção lateral” ao redor do concreto, ajudando a aumentar sua resistência e estabilidade.
Além de evitar a flambagem das barras verticais sob a ação de compressão, logo, a armadura de pilar tem o objetivo de compor a sua seção transversal e aumentar também a sua resistência aos esforços solicitantes.
Além do mais, a NBR 6118 enfatiza uma boa disposição das armaduras no pilar, para atender à função estrutural e às condições de construção apropriadas.
Neste caso, com relação ao lançamento e ao adensamento do concreto, as armaduras precisam de espaços suficientes entre elas para o uso do vibrador.
Neste caso, impede a segregação dos agregados e a existência de vazios no interior do pilar, em especial, nas ligações com lajes e/ou vigas.
Qual a armadura mínima segundo a NBR-6118?
Bem, a armadura mínima de pilar ajuda a prevenir rupturas frágeis, como flambagens locais e possíveis esforços não levado em conta no cálculo, garantindo a durabilidade do pilar e a atender aos requisitos da norma NBR 6118.
Assim, o pilar tem uma resistência mínima para suportar cargas, mesmo em situações extremas como incêndios, impactos ou deformações.
Logo, com base nesta norma, tem-se que a armadura mínima longitudinal de pilares é dada por:
- As,min = 0.15xNd/fyd ≥ 0.4% Ac, onde:
- Nd – força normal solicitante de cálculo;
- fyd – resistência ao escoamento de cálculo da armadura;
- Ac – área da seção transversal do pilar;
Em contrapartida, no mesmo item menciona também um valor máximo para armadura de pilar, inclusive nas regiões de emendas onde ocorre a transição de pilares entre pavimentos.: As,max = 8% Ac;
Já o diâmetro das barras longitudinais (ΦL) deve atender ao seguinte critério:
10 mm ≤ ΦL ≤ 1/8 (menor dimensão da seção do pilar);
Além dos espaçamentos mínimos (eMIN) e máximos (eMAX) entre barras:
eMIN ≥ (2 cm; ΦL ; 1.2 x dmax (diâmetro máximo do agregado));
eMAX ≤ (2x menor dimensão do pilar; 40 cm);
Armadura de pilar transversal
Nesse contexto, a armadura de pilar transversal formada por estribos e, caso seja necessário, os grampos suplementares, deve abranger toda a altura do pilar, inclusive nos cruzamentos com lajes e vigas.
Agora com relação ao diâmetro dos estribos (ΦT) e seu espaçamento (eT) segue aqui a regra da norma brasileira NBR-6118:
- ΦT ≥ (5 mm; 1/4 x ΦL);
- eT ≤ (20cm; menor dimensão da seção do pilar; 12xΦL para aço CA50 e 24xΦL para CA25);
Por exemplo, para um pilar de concreto armado com seção transversal 20 cm x 20 cm, carga de cálculo Nd=300 KN, seus diâmetros comerciais de armaduras longitudinal (ΦL) e transversal (ΦT) e espaçamentos de estribos, seguindo as diretrizes da norma brasileira, com armadura em aço CA-50:
ΦL (mm); ΦT (mm); Espaçamento (cm)
- 10; 5.0 ; 12;
- 12.5 ; 5.0 ; 15;
- 16 ; 5.0 ; 19;
- 20 ; 6.3 ; 20;
- 25 ; 6.3 ; 20;
Agora, calculando a armadura mínima (As,min) usando as equações já descritas acima e adotar o maior valor entre 1 e 2 e em seguida a armadura máxima (As,max):
- 1 – As,min = 0.15×300 KN / (50/1.15) KN/cm2 ; As,min = 1.035 cm2 ;
- 2 – As,min = (0.4/100)x20x20; As,min = 1.6 cm2 ;
- 3 – As,max = (8/100)x20x20; As,max = 32 cm2 ;
Por outro lado, para valores de ΦT<1/4xΦL com armaduras com o mesmo tipo de aço, o espaçamento máximo entre os estribos deve atender o seguinte:
- emax= 90000x(ΦT)2/ΦLx(1/fyk); com fyk a resistência ao escoamento do aço característica expressa em MPa.
Agora, caso o pilar necessite de armadura para combater esforços cortantes e torção, nesta situação, deve-se verificar as prescrições da NBR-6118 com relação à armadura mínima para vigas.
Estribos ou Grampos Adicionais
A propósito, a colocação de armadura complementar em forma de grampos ou estribos está subordinada à aplicação da seguinte regra:
20 x ΦT – quando houver mais de duas barras nesse trecho do pilar, ou fora dele, medidas a partir das barras do canto;
Assim, os estribos poligonais protegem as barras longitudinais situadas no canto do pilar e a uma distância máxima de 20 x ΦT com no máximo uma barra nesse intervalo, sem contar a do canto.
Porém, em caso de existir mais de duas barra neste trecho ou alguma fora dele, logo, complementa-se a armadura com os estribos adicionais.
Por exemplo, veja a figura abaixo e entenda, sem levar em conta a primeira barra de canto, apenas a situação B convém o uso de grampo para proteção das barras situadas fora do comprimento 20 x ΦT.
A – existe somente uma barra no trecho fora a barra do canto, assim não necessita de grampo;
B – existem duas barras e uma complementar no centro, logo, a colocação de grampo é necessária;
C – existem apenas duas barras, porém, sem mais nenhuma adicional, portanto, todas estão protegidas contra a flambagem;
No entanto, cada engenheiro estrutural tem os seus critérios de projeto, portanto, os construtores devem seguir o que está estabelecido no projeto estrutural.
Cobrimento em armadura de pilar
Então, o cobrimento da armadura de pilar envolve uma camada de concreto para protegê-la, assim evita a sua exposição a ataques químicos do meio ambiente, como a corrosão.
Assim, essa proteção está relacionada ao ambiente e à localização onde a estrutura será construída.
Por exemplo, empreendimentos em praias, zonas rurais ou industriais têm comportamentos diferentes, pois a umidade, a poluição e o dióxido de carbono variam.
Logo, o mesmo projeto não pode ser replicado em diferentes locais sem ajustes no cobrimento da armadura.
Dito isso, a norma NBR 6118 dita os fatores relacionados ao cobrimento mínimo relacionado a classes de agressividade do ambiente, tais como:
Classe 1 – Agressividade Fraca – Cobrimento mínimo do pilar: 2.5 cm
Esta abrange locais com baixa agressão química, sem poluição significativa, produtos químicos no ar ou alta umidade.
Exemplos incluem as zonas rurais ou regiões afastadas do oceano e de centros urbanos.
Classe 2: Agressividade Moderada – Cobrimento mínimo do pilar: 3 cm
Refere-se a ambientes urbanos com poluição atmosférica, mas sem agentes químicos industriais ou alta umidade, como grandes centros urbanos fora de zonas industriais.
Classe 3: Agressividade Forte – Cobrimento mínimo do pilar: 4 cm
Engloba regiões litorâneas, onde as estruturas estão expostas a atmosferas marítimas com alta umidade.
Portanto, nessas condições, a armadura pode sofrer a corrosão, sem uma proteção adequada, muito mais rápido do que em regiões rurais.
Classe 4: Agressividade Muito Forte – Cobrimento mínimo do pilar: 5 cm
Esta classe é característica de ambientes industriais, onde as estruturas estão expostas a agentes químicos agressivos, como ácidos e flúor.
Por essa razão, a combinação de produtos químicos, excesso de umidade e alta poluição acelera a corrosão da armadura.
Agora, atenção especial aos pilares em contato com o solo e com as fundações, pois o cobrimento nessa região é maior ou igual a 4.5 cm.
Aliás, o cobrimento mínimo da armadura é fundamental para a durabilidade das estruturas de concreto armado.
A norma também estabelece, mediante um controle rígido de tolerância e de qualidade da estrutura na obra, a redução dos cobrimentos em 5 mm.
Nesse caso, é necessário detalhar as exigências de supervisão meticulosa nas plantas do projeto.
Considerações Finais
Então, os pilares de concreto armado combinam as propriedades do concreto e do aço, para criar elementos estruturais mais eficientes, compactos e resistentes.
Assim, a armadura de pilar combate os esforços solicitantes como momentos fletores e cargas laterais devidos, por exemplo, à ação do vento.
A propósito, consulte sempre a norma, respeite os limites de cobrimento da armadura de pilar, e projete com responsabilidade.
Logo, evite problemas futuros, assim a estrutura tem vida útil longa e maior segurança para os usuários. Leia também o artigo clicando no link: pilares de concreto armado
Sobre o Autor
0 Comentários