ADERÊNCIA E ANCORAGEM

1 ADER NCIA E ANCORAGEM CAP TULO 10 Lib nio M. Pinheiro, Cassiane D. Muzardo 25 setembro 2003 ADER NCIA E ANCORAGEM Ader ncia (bond, em ingl s) a propriedade que impede que haja escorregamento de uma barra em rela o ao concreto que a envolve. , portanto, respons vel pela solidariedade entre o a o e o concreto, fazendo com que esses dois materiais trabalhem em conjunto. A transfer ncia de esfor os entre a o e concreto e a compatibilidade de deforma es entre eles s o fundamentais para a exist ncia do concreto armado. Isto s poss vel por causa da ader ncia. ANCORAGEM a fixa o da barra no concreto, para que ela possa ser interrompida. Na ANCORAGEM por ader ncia, deve ser previsto um comprimento suficiente para que o esfor o da barra (de tra o ou de compress o) seja transferido para o concreto. Ele denominado comprimento de ANCORAGEM .

2 Al m disso, em pe as nas quais, por disposi es construtivas ou pelo seu comprimento, necessita-se fazer emendas nas barras, tamb m se deve garantir um comprimento suficiente para que os esfor os sejam transferidos de uma barra para outra, na regi o da emenda. Isto tamb m poss vel gra as ader ncia entre o a o e o concreto. TTIIPPOOSS DDEE AADDEERR NNCCIIAA Esquematicamente, a ader ncia pode ser decomposta em tr s parcelas: ades o, atrito e ader ncia mec nica. Essas parcelas decorrem de diferentes fen menos que interv m na liga o dos dois materiais. AAddeerr nncciiaa ppoorr AAddeess oo A ader ncia por ades o caracteriza-se por uma resist ncia separa o dos dois materiais. Ocorre em fun o de liga es f sico-qu micas, na interface das barras com a pasta, geradas durante as rea es de pega do cimento. para pequenos deslocamentos relativos entre a barra e a massa de concreto que a envolve, essa liga o destru da.

3 A Figura mostra um cubo de concreto moldado sobre uma placa de a o. A liga o entre os dois materiais se d por ades o. para separ -los, h necessidade de se aplicar uma a o representada pela for a Fb1. Se a for a fosse aplicada na USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM horizontal, n o se conseguiria dissociar a ades o do comportamento relativo ao atrito. No entanto, a ades o existe independente da dire o da for a aplicada. Figura Ader ncia por ades o AAddeerr nncciiaa ppoorr AAttrriittoo Por meio do arrancamento de uma barra em um bloco concreto (Figura ), verifica-se que a for a de arrancamento Fb2 maior do que a for a Fb1 mobilizada pela ades o. Esse acr scimo devido ao atrito entre a barra e o concreto. Figura Ader ncia por atrito O atrito manifesta-se quando h tend ncia ao deslocamento relativo entre os materiais.

4 Depende da rugosidade superficial da barra e da press o transversal , exercida pelo concreto sobre a barra, em virtude da retra o (Figura ). Em barras curvas ou em regi es de apoio de vigas em pilares, aparecem acr scimos dessas press es de contato, que favorecem a ader ncia por atrito. O coeficiente de atrito entre a o e concreto alto, em fun o da rugosidade da superf cie das barras, resultando valores entre 0,3 e 0,6 (LEONHARDT, 1977). Na Figura , a oposi o a o Fb2 constitu da pela resultante das tens es de ader ncia ( b) distribu das ao longo da barra. USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM AAddeerr nncciiaa MMeecc nniiccaa A ader ncia mec nica devida conforma o superficial das barras. Nas barras de alta ader ncia (Figura ), as sali ncias mobilizam for as localizadas, aumentando significativamente a ader ncia.

5 Figura Ader ncia mec nica em barras nervuradas A Figura (LEONHARDT, 1977) mostra que mesmo uma barra lisa pode apresentar ader ncia mec nica, em fun o da rugosidade superficial, devida corros o e ao processo de fabrica o, gerando um denteamento da superf cie. para efeito de compara o, s o apresentadas superf cies microsc picas de: barra de a o enferrujada, barra rec m laminada e fio de a o obtido por lamina o a quente e posterior encruamento a frio por estiramento. Nota-se que essas superf cies est o muito longe de serem efetivamente lisas. Portanto, a separa o da ader ncia nas tr s parcelas - ades o, atrito e ader ncia mec nica - apenas esquem tica, pois n o poss vel quantificar isoladamente cada uma delas. Figura - Rugosidade superficial de barras e fios lisos (LEONHARDT, 1977) TTEENNSS OO DDEE AADDEERR NNCCIIAA para uma barra de a o imersa em uma pe a de concreto, como a indicada na figura , a tens o m dia de ader ncia dada por: USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM Figura Tens o de ader ncia = Rs a for a atuante na barra; o di metro da barra; lb o comprimento de ANCORAGEM .

6 A tens o de ader ncia depende de diversos fatores, entre os quais: Rugosidade da barra; Posi o da barra durante a concretagem; Di metro da barra; Resist ncia do concreto; Retra o; Adensamento; Porosidade do concreto etc. Alguns desses aspectos ser o considerados na seq ncia deste texto. SITUA ES DE ADER NCIA Na concretagem de uma pe a, tanto no lan amento como no adensamento, o envolvimento da barra pelo concreto influenciado pela inclina o dessa barra. Sua inclina o interfere, portanto, nas condi es de ader ncia. USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM Por causa disso, a NBR 6118 (2003) considera em boa situa o quanto ader ncia os trechos das barras que estejam com inclina o maior que 45 em rela o horizontal (figura a). FIGURA Situa es de boa e de m ader ncia (PROMON, 1976) As condi es de ader ncia s o influenciadas por mais dois aspectos: Altura da camada de concreto sobre a barra, cujo peso favorece o adensamento, melhorando as condi es de ader ncia; N vel da barra em rela o ao fundo da forma; a exsuda o produz porosidade no concreto, que mais intensa nas camadas mais altas, prejudicando a ader ncia.

7 Essas duas condi es fazem com que a NBR 6118 (2003) considere em boa situa o quanto ader ncia os trechos das barras que estejam em posi o horizontal ou com inclina o menor que 45 , desde que: USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM para elementos estruturais com h < 60cm, localizados no m ximo 30cm acima da face inferior do elemento ou da junta de concretagem mais pr xima (Figuras e ); para elementos estruturais com h 60cm, localizados no m nimo 30cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais pr xima (Figura ). Em outras posi es e quando do uso de formas deslizantes, os trechos das barras devem ser considerados em m situa o quanto ader ncia. No caso de lajes e vigas concretadas simultaneamente, a parte inferior da viga pode estar em uma regi o de boa ader ncia e a parte superior em regi o de m ader ncia.

8 Se a laje tiver espessura menor do que 30cm, estar em uma regi o de boa ader ncia. Sugere-se, ent o, a configura o das figuras e para determina o das zonas ader ncia. RESIST NCIA DE ADER NCIA A resist ncia de ader ncia de c lculo entre armadura e concreto dada pela express o (NBR 6118, 2003, item ): ctd321bdff = =nervuradas barras para ,entalhadas barras para ,lisas barras para ,25241011 =ader nciam desitua esparaader nciaboadesitua espara7,00,12 > =mmparammpara32100/)132(320,13 O valor fctd dado por (item da NBR 6118, 2003): 3/2ckctmctminfctk,cinfctk,ctdf0,3f e f0,7f sendo ff=== Portanto, resulta: 3/2ckcctdf21,0f = USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM COMPRIMENTO DE ANCORAGEM Todas as barras das armaduras devem ser ancoradas de forma que seus esfor os sejam integralmente transmitidos para o concreto, por meio de ader ncia, de dispositivos mec nicos, ou por combina o de ambos.

9 Na ANCORAGEM por ader ncia, os esfor os s o ancorados por meio de um comprimento reto ou com grande raio de curvatura, seguido ou n o de gancho. Com exce o das regi es situadas sobre apoios diretos, as ancoragens por ader ncia devem ser confinadas por armaduras transversais ou pelo pr prio concreto, considerando-se este caso quando o cobrimento da barra ancorada for maior ou igual a 3 e a dist ncia entre as barras ancoradas tamb m for maior ou igual a 3 . Nas regi es situadas sobre apoios diretos, a armadura de confinamento n o necess ria devido ao aumento da ader ncia por atrito com a press o do concreto sobre a barra. CCoommpprriimmeennttoo ddee AAnnccoorraaggeemm BB ssiiccoo Define-se comprimento de ANCORAGEM b sico lb (Figura ) como o comprimento reto necess rio para ancorar a for a limite Rs = As fyd, admitindo, ao longo desse comprimento, resist ncia de ader ncia uniforme e igual a fbd, obtida conforme o item O comprimento de ANCORAGEM b sico lb obtido igualando-se a for a ltima de ader ncia lb fbd com o esfor o na barra Rs = As fyd (ver Figura ): lb fbd = sfyd Como 42 =sA obt m-se: bdydbff4 =l De maneira simplificada, pode-se dizer que, a partir do ponto em que a barra n o for mais necess ria, basta assegurar a exist ncia de um comprimento suplementar lb que garanta a transfer ncia das tens es da barra para o concreto.

10 CCoommpprriimmeennttoo ddee AAnnccoorraaggeemm NNeecceessss rriioo Nos casos em que a rea efetiva da armadura s,ef maior que a rea calculada As,calc, a tens o nas barras diminui e, portanto, o comprimento de USP EESC Departamento de Engenharia de estruturas Ader ncia e ANCORAGEM ANCORAGEM pode ser reduzido na mesma propor o. A presen a de gancho na extremidade da barra tamb m permite a redu o do comprimento de ANCORAGEM , que pode ser calculado pela express o: min,bef,scalc,sb1nec,bAA .lll = =gancho doaonormalplanono3 cobrimento com ,ganchocomstracionadabarraspara,ganchose mbarraspara, 70011 lb calculado conforme o item ; lb,min o maior valor entre 0,3 lb , 10 e 100 mm. AAnnccoorraaggeemm ddee BBaarrrraass CCoommpprriimmiiddaass Nas estruturas usuais de concreto armado, pode ser necess rio ancorar barras compridas, nos seguintes casos: em vigas - quando h barras longitudinais compridas (armadura dupla); nos pilares - nas regi es de emendas por traspasse, no n vel dos andares ou da funda o.