15 Elementos Estruturais de Concreto Armado: Uma Seleção Especial

Você já imaginou como edifícios, pontes e muitas estruturas ousadas, mantêm-se firmes durante sua vida útil? Por trás dessas construções incríveis, que desafiam a gravidade, existem os chamados elementos estruturais de concreto armado.

Mas considere isso: o aço, por si só, é um grande sucesso em construções modernas e inspiradoras, como também a madeira.

Agora, pense nas estruturas como uma das sete maravilhas da Engenharia Civil.

Para começar, todos os componentes de uma estrutura situados acima do solo é chamado de superestrutura, enquanto que tudo que está embaixo denomina-se de infraestrutura.

Logo, os elementos estruturais da superestrutura incluem as lajes, vigas e pilares, enquanto que na infraestrutura contém os componentes das fundações como sapatas, estacas e blocos.

Mas isso não é tudo…

Portanto, continue lendo esse artigo e descubra agora muito mais sobre uma seleção exclusiva dos elementos estruturais de concreto armado.

Quais os Principais Elementos Estruturais de Concreto Armado?

Após as considerações iniciais e definições básicas, vamos começar pela superestrutura. Agora, siga o próximo passo.

As siglas ABNT e NBR referidas durante o artigo referem-se à Associação Brasileira de Normas Técnicas e Norma Brasileira.

1 – Lajes de Concreto Armado;

A laje é um membro estrutural horizontal ou inclinado, com uma espessura muito pequena em contraste com as outras duas dimensões.

Funções principais:

• Resistir às cargas definidas de acordo com o objetivo da construção, e distribuí-las para os seus apoios (vigas e pilares);
• Atua também como um bom isolante térmico e acústico;

Aplicações práticas:

• Pisos e coberturas em edifícios residenciais, comerciais e industriais;
• Elementos inclinados em rampas de acesso em shopping, ou lugares afins;
• Tabuleiro de pontes, viadutos e passarelas;
• Servir de fundo e tampa para reservatórios elevados ou enterrados como caixa d’água, cisternas e fossas;

2 – Vigas de Concreto Armado;

São elementos retos ou curvos, com comprimento bem superior às dimensões de sua seção transversal, em forma retangular, a mais comum. A posição das vigas são horizontais ou inclinadas.

A propósito, admitem-se também as seções de vigas em forma de T. A razão disso é a presença da laje apoiada na viga.

Nesse caso, uma parte da laje colabora com a viga, formando uma estrutura única. O uso da seção T é mais comum em pontes e estruturas pré-moldadas.

Nos edifícios, é usual considerar a viga com seção retangular, e independente da laje, servindo apenas como apoio.

Aplicações Práticas:

• Servir de apoio para lajes e paredes em edifícios residenciais, comerciais e industriais;
• Elementos inclinados para apoiar escadas, rampas de acesso a shopping, ou lugares afins;
• Suportar as lajes de pontes, viadutos e passarelas;

3 – Pilares de Concreto Armado;

São componentes estruturais verticais com dimensão de sua altura muito maior do que sua seção transversal.

Bem, sua principal função é suportar cargas axiais e de flexão, seu próprio peso e transmiti-las para as fundações, na maior parte dos casos.

Digo isso, pois os pilares podem nascer em vigas chamadas de transição, ou em lajes por definição no projeto. Nesse caso, eles não seguem até a fundação.

Dito isso, as formas de uma seção transversal de um pilar são:

• Retangular;
• Quadrada;
• Circular;
• Formato em L, U e T;

Sendo assim, a sua localização nas estruturas favorece o uso de uma forma retangular ou quadrada, em geral, dentro de paredes.

Os pilares circulares são pedidos da arquitetura, por razões estéticas é bem agradável nas fachadas e entradas de edifícios.

Por outro lado, as seções em forma de L e T são bem comuns em estruturas de pontes e viadutos.

Já um pilar em forma de U é muito usado em edifícios altos para resistir aos esforços horizontais de vento, e mantê-los firmes na vertical de pé.

Qual é o melhor? Todos os tipos de pilares funcionam bem do ponto de vista estrutural.

4 – Tirantes de Concreto Armado;

São elementos estruturais com eixo reto submetidos a esforços de tração e/ou flexão. Solicitado por um esforço axial com direção contrária ao de um pilar.

É verdade que o concreto é um material que apresenta uma resistência à tração muito baixa, por isso precisa de armaduras no elemento estrutural.

No entanto, por que fazer um tirante de concreto armado?

É bem verdade que os tirantes estão bem presentes em estruturas de telhados feitos com madeira, aço ou outro tipo de material.

Agora, as funções dos tirantes em estruturas usuais de concreto armado:

• Redução de Deformações: Eles ajudam a controlar e reduzir as deformações em excesso, e evitar o surgimento de fissuras, que ocorrem devido aos movimentos da estrutura;
• Distribuição de Cargas: Os tirantes distribuem as cargas de forma mais uniforme pela estrutura, e livre de pontos de concentração de tensão;
• Permitem uma solução visual na arquitetura, como em coberturas de vidro, escadas suspensas e fachadas;

Portanto, os tirantes adicionam um toque de arte, elegância e estética nas construções em concreto armado.

5 – Escadas de Concreto Armado;

As escadas são elementos de conexão para facilitar o acesso entre diferentes andares de um determinado lugar.

É composta por um ou mais lances inclinados, ou uma, ou mais lajes intermediárias, entre os níveis do piso chamado de patamar. Apóiam-se em vigas, lajes ou paredes.

Assumem várias formas e tamanhos, com base no tráfego de pessoas, definições da arquitetura e exigências do código de obras.

Funções Principais:

• Fornecer um meio seguro de locomoção de pessoas entre os andares;
• Fornecer um meio de fuga adequado em caso de incêndio.
• Fornecer um meio de transporte de acessórios e móveis entre os diferentes níveis de pisos;

As Escadas são como obras de arte, pois adicionam beleza, estilo e conforto a um ambiente.

Tipos de Escadas:

• Escada Reta: é um lance direto com ou sem patamar. É simples, eficaz e ideal onde o espaço é bastante limitado;
• Escada em U: muda de direção com um patamar intermediário. e útil para economizar espaço;
• Escada em L: possui um patamar intermediário que gira a escada a 90 graus;
• Escada do tipo “Espinha de Peixe”: possuem degraus que se apoiam em torno de um eixo central (uma viga), criando uma aparência de uma espinha de peixe, Adiciona um estilo diferente a um ambiente;

Em resumo, as escadas são como pontes inclinadas com movimento de pessoas, no estilo do vai e vem. Veja com mais detalhes outros modelos interessantes de escadas na figura a seguir.

6 – Tubos de Concreto Armado;

As tubulações de concreto armado são partes essenciais na infraestrutura de serviços públicos em grandes e pequenas cidades, e em áreas agrícolas.

As suas principais utilizações são:

• Bueiros: permite que um rio, ou vala de drenagem, continue a fluir sob uma ponte ou linha do trem;
• Tubos de esgoto: Resiste bem à corrosão, além de outros efeitos ambientais;
• Drenos: permitem a água escoar com segurança nas ruas da cidade, parques e outras áreas municipais;
• Irrigação: canaliza a água para campos, estufas e outros locais agrícolas;

Além disso, os dutos são alternativas simples e rápidas, pois são fáceis de instalar, com baixos custos de manutenção e resistência ao fogo.

E isso não é tudo, é um investimento acessível a longo prazo. Uma opção favorável ao meio ambiente, pois utiliza produtos naturais como cimento, areia, brita e água, aço.

7 – Consolos de Concreto Armado;

O consolo é um elemento estrutural prismático que se estende na horizontal, a partir de um pilar, para servir de apoio para uma viga.

São usados em estruturas como solução decorativa em fachadas a pedido da arquitetura, ou como solução estrutural definida pelo engenheiro.

Eles atuam como suportes que transferem forças verticais e horizontais das vigas para os pilares, sendo mais comuns em pontes.

Embora os consolos sejam elementos de suporte de carga, assume uma variedade de formatos para melhorar a estética da estrutura.

Definições de sua geometria e modelos de cálculo são abordados em um tópico específico da norma ABNT-6118–2023.

Chegamos agora às fundações, principais componentes da infraestrutura.

8 – Sapatas de Concreto Armado;

As sapatas são elementos estruturais de concreto armado, usados para transmitir as cargas da superestrutura para o solo, em pequena profundidade.

Que profundidade é esta? Segundo a NBR-6122–2022, menor ou igual a duas vezes a menor dimensão da sapata.

Os tipos mais comuns de sapatas são:

• Sapatas Isoladas: contém somente um pilar;
• Sapatas Associadas: comum a dois pilares ou mais, desde que eles estejam desalinhados e suportam menos de 70% da carga da total da estrutura;
• Sapatas com Vigas de Equilíbrio: usada próximas à divisa do terreno, com uma viga unindo dois pilares;

Elas são um dos tipos de fundações rasas e também como bases invisíveis de uma construção, enterradas no solo, pois é impossível vê-las após a conclusão da obra.

Além disso, formam os alicerces secretos que sustentam toda a carga da estrutura acima do terreno.

Aqui está outro aspecto a ter em mente. O solo merece uma atenção especial no projeto estrutural com estudos e avaliações dos engenheiros.

A investigação do terreno da obra é fornecida por meio de um relatório técnico chamado de sondagem do solo, e/ou ensaios específicos.

Por que digo isso? Com base no relatório, o engenheiro decide sobre a escolha do tipo de fundação mais adequado para a obra.

E agora? Com base nos estudos, se concluirmos que as sapatas são opções inviáveis para as fundações?

Continue na leitura e saiba mais outros tipos de soluções.

9 – Estacas de Concreto Armado;

As estacas são elementos estruturais verticais enterrados ou escavados no solo e compridos, com uma seção transversal muito menor que seu comprimento.

Três requisitos para usar estacas na obra:

• Condições de solo frágeis que impossibilita assentar uma fundação até o nível de profundidade máxima das sapatas;
• Quando as cargas verticais da superestrutura são muito elevadas, como em edifícios altos. A capacidade do solo é inadequada para suportá-las em níveis próximos da superfície do terreno;
• Resistir às forças verticais e laterais do solo presente em torno da estaca;

Existe uma altura mínima para assentar uma estaca?

Sim, segundo a NBR-6122–2022, altura superior a oito vezes a menor dimensão da sua seção transversal, e no mínimo 3 metros.

Entretanto, além do concreto armado, o aço e a madeira são opções disponíveis para uso em estacas.

Em poucas palavras, os principais tipos de estacas de concreto armado no mercado brasileiro são:

• Mega;
• Broca;
• Strauss;
• Raiz;
• Pré-moldadas;
• Franki;
• Hélice contínua;
• Microestaca;

10 – Tubulões de Concreto Armado;

O tubulão é um tipo de fundação profunda, moldada em um local escavado, usado ​​​​em pontes, viadutos e edifícios altos.

Além disso, possui uma seção transversal cilíndrica e uma base alargada de forma circular ou elíptica, onde se apoia no solo.

Os limites mínimos de assentamentos de um tubulão obedecem aos mesmos critérios das estacas.

As chaves para se diferenciar das estacas são:

• Sua etapa final de escavação, é necessário o trabalho manual para alargar a base ou realizar uma limpeza no fundo;
• Sua resistência lateral é desprezível, porém sua base estendida suporta toda a carga vertical da superestrutura;

Como executar um tubulão?

A resposta? tubulão a céu aberto com várias limitações, ABNT-NBR-6122–2022.

Observações sobre a escavação a céu aberto:

• Limite máximo de profundidade até 15 metros;
• Diâmetro máximo do tubo de 90 cm;
• Uso de um revestimento metálico ou de concreto nas paredes do poço, para proteção contra os riscos do solo desmoronar;

Portanto, muito cuidado e atenção em seguir a legislação de trabalho e as normas de execução (NR-18), que impõe as condições de trabalho na indústria e construção civil.

A sigla NR diz respeito a norma regulamentadora.

11 – Blocos de Coroamento de Estacas ou Tubulões;

São grandes elementos estruturais de concreto armado posicionados no topo de estacas ou tubulões para fornecer suporte e segurança à estrutura.

Os blocos são usados ​​em sistemas de fundações, onde o solo nas camadas superiores é bastante frágil para suportar as cargas da superestrutura.

Além disso, são construídos para unir uma ou mais estacas.

Logo, a partir de uma única estaca, muitas outras podem ser conectadas com o bloco, como 2, 3, 4, 5 e daí por diante, de acordo com as decisões do engenheiro projetista.

No caso de tubulões, vale destacar que um profissional habilitado verifica a necessidade do uso de armadura e do bloco de coroamento.

12 – Radier de Concreto Armado;

O radier é uma laje espessa de concreto armado que suporta todos os pilares e paredes, e transmite as cargas ao solo.

Além disso, necessita de resistência para receber mais do que 70% da carga total da estrutura.

Eficiente para envolver uma grande área com forma quadrada, retangular ou circular, onde a resistência do solo é fraca em profundidade próxima à superfície do terreno.

Esta fundação é adequada para apoiar tanques de armazenamento, equipamentos industriais, silos, chaminés e diversas estruturas de torres.

Seu uso é recomendado quando:

• As áreas de sapatas ficam muito próximas umas das outras, se interceptam, devido a cargas elevadas ou tensões baixas do solo;
• Uniformizar os deslocamentos com uma fundação única.
• Na prática, quando a área total das sapatas for maior do que 50% da área construída, o radier é a alternativa para as fundações.

13 – Muros de Arrimo;

Também chamado de muros de contenção, são estruturas verticais ou inclinadas projetadas para suportar ladeiras naturais em risco de deslizamentos, e impedir a passagem do solo em um de seus lados.

Sendo assim, são usados ​​para formar paredes em estruturas subterrâneas como estacionamentos, estações de metrô.

Logo, os muros de contenção são projetados para conter o solo. Para isso são capazes de suportar a pressão horizontal ou lateral da terra, exercida pelo material retido.

Existem muitos fatores que podem influenciar uma decisão ao selecionar a solução de muro de contenção mais adequada para um projeto.

• Estética;
• Vida útil do projeto (Durabilidade);
• Espaço disponível para construção;
• Tipos de solo e fundação;
• Orçamento;

Além do concreto armado, os muros de arrimo podem ser feitos com alvenaria de pedra assentados com argamassa ou blocos estruturais.

14 – Elementos Pré-Moldados de Concreto Armado;

A Norma NBR-9062/2017 estabelece as condições para projetos de estruturas pré-moldadas de concreto armado, junto com a NBR-6118/2023.

Aqui está a razão pela qual eles merecem um item à parte.

Logo, os componentes de uma estrutura pré-moldada fabricam-se em um local específico com espaço exclusivo para esse fim, com base nas normas NBR-14.931/2004 e NBR-12.655/2015.

No entanto, a inspeção fica por conta dos profissionais responsáveis pela construção da obra.

Os elementos pré-moldados estão mais presentes em construções de pequeno e médio porte, como residências, edifícios comerciais e industriais.

A sua aplicação depende do tipo de projeto e de outras necessidades que devem ser atendidas como:

• Custos;
• Tempo de construção.
• Transportar os materiais para a obra sem dificuldades;

15-Elementos Pré-Fabricados de Concreto Armado;

Já as estruturas de concreto armado pré-fabricadas possuem alto rigor técnico e qualidade, com muito mais detalhes para avaliar cada fase do processo de fabricação.

Além disso, passa por catálogos como registro de data, tipo de concreto e aço, com a assinatura dos responsáveis.

Portanto, a principal diferença entre estruturas pré-fabricadas e pré-moldadas, é que a primeira exige um processo de fabricação muito mais rigoroso.

Os elementos pré-fabricados são aplicados em estruturas, como em indústrias, pontes e galpões.

Porém, devido ao alto controle de produção, os pré-fabricados tendem a oferecer mais garantias quanto à segurança, qualidade e durabilidade em comparação aos pré-moldados.

Afinal, Qual a Melhor Alternativa? Pré-Moldado ou Pré-Fabricado?

Sendo Assim, em caso da ausência de empresas, para fornecer os materiais na região próxima do canteiro de obra, implementar um local para construir os pré-moldados é uma ótima opção.

Agora, com fábricas de pré-fabricados na região, tornam-se estes uma solução favorável.

Dito isso, os elementos estruturais de concreto armado mais presentes em estruturas pré-moldadas e pré-fabricadas são:

• Lajes;
• Vigas
• Pilares;
• Sapatas;
• Estacas;
• Tubulão;
• Consolos;
• Escadas;

Conclusão;

Neste artigo você aprendeu sobre os principais elementos estruturais de concreto armado.

Então, jogamos uma luz no assunto, ou seja, compartilhamos informações incríveis sobre os componentes essenciais da infraestrutura e superestrutura.

Os elementos pré-moldados e pré-fabricados integram um modelo de construção modular, realizado por etapas, onde as peças se encaixam como a montagem de um Lego, famoso jogo de brinquedos.

Portanto, você conhecia todos os componentes estruturais desse artigo? Escreva nos comentários embaixo.