No decorrer histórico da evolução dos materiais de construção observamos primordialmente o emprego de materiais isolados: a pedra natural utilizada em inúmeras construções antigas, por exemplo, tem durabilidade e resistência à compressão elevadas, contudo, tem baixa resistência à tração. A madeira tem razoável resistência a diversos esforços, mas possui durabilidade limitada por fatores exógenos.
O concreto armado surgiu como um material ideal, visto que alia a resistência a esforços de tração e compressão com a durabilidade, além de possuir a capacidade de moldagem em diversas formas.
Estrutura tradicional aporticada de concreto e estrutura em arcos na Igreja de São Francisco de Assis, com arquitetura projetada pelo Oscar Niemeyer.
Desde seu surgimento, a utilização do concreto armado só aumentou, tornando-o um dos principais e mais empregados materiais da construção civil.
Representação simplificada da estrutura de concreto de uma casa.
Os elementos estruturais formados pelo concreto armado possuem diversos formatos e classificações.
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Quanto à geometria, os elementos estruturais classificam-se em lineares, bidimensionais e tridimensionais:
1 – Lineares
Elementos que possuem o comprimento muito maior que a altura e a espessura, são comumente chamados de “barras”. Exemplos: Vigas e pilares.
2 – Bidimensionais
Elementos onde o comprimento e a largura têm dimensões muito maiores que a espessura, são os chamados “elementos de superfície”. As superfícies podem ser classificadas ainda em placas (quando a superfície é plana e os esforços são perpendiculares ao elemento), chapa (superfície plana com esforços contidos no plano) e cascas (superfície curva). Exemplo: laje.
3 – Tridimensionais
As dimensões do elemento possuem a mesma ordem de grandeza, são chamados de “elementos de volume”. Exemplo: blocos de fundação.
Os principais elementos estruturais de concreto armado são:
– Lajes
Elementos bidimensionais que recebem diretamente a maior parte dos esforços em uma estrutura. Tais esforços são perpendiculares a laje e podem ser concentradas ou distribuídas na superfície. Os tipos mais comuns de lajes são: maciça, nervurada, lisa (cogumelo) e pré-moldada.
Laje pré-moldada com vigas treliçadas e lajotas cerâmicas / Laje nervurada com o uso de poliestireno (isopor)
– Vigas
Elementos lineares geralmente retos e horizontais que recebem as cargas de lajes, vigas, pilares, paredes de alvenaria, dentre outros, e transmitem-nas aos pilares.
Viga de concreto armado, com respectiva referência à mecânica das estruturas.
– Pilares
Elementos lineares dispostos na vertical cuja função é receber os esforços, sejam eles de vigas ou lajes, e transmiti-los à fundação.
– Fundação
São elementos cuja principal função é receber os esforços dos demais elementos e transmiti-los ao solo. São divididas em rasas (cuja profundidade é menor que 2,5 metros; ex.: sapata) e profundas (maiores profundidades; ex.: estaca).
Sapata isolada e Estacas
(Igor Carvalho e Cícero Batista Junior)
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