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Concreto, concreto armado e estruturas de aço

O concreto é forte quando é comprimido, mas fraco quando é esticado. Barras de aço colocadas onde ocorre o esticamento formam o concreto armado. Estruturas de aço feitas de triângulos são leves e vencem grandes vãos. Na fazenda usamos os três: revestimento de canais, caixas d'água, silos, pontes e galpões.

🎬 História passo a passo

  1. Coloque uma carga sobre um bloco de concreto. O concreto é muito forte quando é comprimido. O bloco aguenta bem.
  2. Agora o mesmo concreto está apoiado em dois pontos. Quando a carga aumenta, a viga se curva. A parte de baixo estica e uma rachadura se abre.
  3. Coloque barras de aço perto da parte de baixo. O aço é forte quando é esticado. Agora a mesma carga não faz rachadura. Isso é concreto armado.
  4. Uma estrutura de aço é feita de barras finas unidas em triângulos. Ela é leve e vence um vão grande, como o telhado de um galpão de fazenda.
  5. Sua vez. Escolha concreto, concreto armado ou aço e aumente a carga. Veja qual aguenta mais.

Dica: arraste a cena 3D para girar. Use dois dedos para dar zoom.

🤔 Dúvidas comuns, esclarecidas

Se o concreto é tão forte, por que ele sozinho não basta?

Ele é forte só quando é apertado. Quando se curva, uma parte também é esticada, e o concreto trinca ali. Veja a rachadura no passo 1.

Por que o bloco não trinca no passo 0?

Todas as partes do bloco só são apertadas. Nada é esticado, então o concreto vai bem.

Por que as barras ficam embaixo?

A parte de baixo de uma viga em dois apoios estica. O aço é forte na esticada, por isso fica ali.

Por que a treliça de aço usa triângulos?

Um triângulo não muda de forma sem mudar o comprimento de um lado. Por isso a estrutura fica rígida.

Qual deles aguenta mais carga?

No modo livre, o aço e o concreto armado aguentam muito mais que o concreto simples. Aumente a carga em cada material e compare.

Estruturas de concreto

Concreto é uma mistura de cimento, areia, pedrinhas (brita) e água. Começa como uma pasta grossa e depois endurece como pedra.

Dois tipos de força são importantes. Compressão é um aperto. Tração é uma esticada. O concreto resiste muito bem à compressão. Resiste mal à tração: aguenta só cerca de um décimo da esticada que aguenta de aperto.

Por isso o concreto simples (sem aço) é usado onde a carga mais aperta: sapatas, paredes grossas, barragens de gravidade, revestimento de canais, lajes de estradas rurais sobre solo firme e pequenos diques.

O concreto simples trinca se for dobrado. Então o mantemos grosso e curto, nunca como uma viga longa e fina.

Estruturas de concreto armado

Quando uma viga se curva, o lado de baixo estica e o lado de cima é apertado. Colocamos barras de aço (vergalhões) perto do lado esticado. O aço é forte na tração. O concreto segura as barras no lugar, divide o aperto e protege o aço da ferrugem.

Por que isso funciona? O concreto agarra a barra, e os dois aumentam e diminuem de tamanho quase igual com o calor e o frio. Assim eles agem como um só corpo.

As barras precisam de uma camada de concreto em volta, chamada cobrimento. O cobrimento impede a entrada de água e ar, para as barras não enferrujarem. Um cobrimento comum é de cerca de 2 a 5 cm, e maior em caixas d'água.

Na fazenda, o concreto armado é usado em caixas d'água, silos, pontes, bueiros, comportas de canais, estruturas de queda, pisos de galpões de gado e prédios de vigas e lajes.

Estruturas de aço

Uma estrutura de aço é feita de peças de aço laminado, como cantoneiras, perfis U e vigas I, unidas por parafusos, rebites ou soldas. O aço é forte tanto no aperto quanto na esticada.

Pontos bons: é forte para o seu peso, pode ser montado rápido, vence grandes vãos e as peças antigas podem ser reaproveitadas. Pontos fracos: enferruja se não for pintado ou galvanizado, perde resistência num incêndio forte, e peças longas e finas podem flambar (curvar para o lado) quando são apertadas.

Uma treliça une barras formando triângulos. Um triângulo não muda de forma, por isso a estrutura fica rígida. Usos na fazenda: estruturas de estufas e galpões de gado, silos de grãos, torres de caixa d'água, suportes de tubos de aspersão e porteiras.

Como escolher entre os três

Pense também no custo, nos materiais da região, no solo embaixo e em quanto tempo a obra deve durar.

Experimente: o teste do biscoito

Pegue um biscoito seco. Aperte-o deitado entre as palmas das mãos: é difícil de quebrar. Agora segure as duas pontas e dobre: ele quebra com uma pequena dobra. O biscoito é como o concreto: aguenta bem o aperto, mas é fraco quando dobrado. Agora seque uma placa de argila com um palito fino pressionado na parte de baixo e dobre-a: ela aguenta mais. O palito faz o papel das barras de aço.

Fórmulas e definições principais

Exemplos resolvidos

1. Uma laje de estrada rural fica sobre solo firme e só recebe o peso do veículo para baixo. Concreto simples ou concreto armado?

O solo sustenta a laje por toda a extensão, então ela quase não se curva. Concreto simples basta para tráfego leve. Pode-se colocar uma tela de aço leve para controlar as trincas.

2. Uma ponte sobre um canal é uma viga apoiada em duas paredes. Qual lado da viga estica e onde ficam as barras?

Uma viga apoiada em dois pontos se curva para baixo. A parte de baixo estica. Por isso as barras principais ficam perto da parte de baixo.

3. Uma viga em balanço (presa numa ponta e livre na outra) carrega uma carga. Onde ficam as barras principais?

Uma viga em balanço se curva de modo que a parte de cima estica. Por isso as barras principais ficam perto da parte de cima, junto da ponta presa.

4. Um agricultor quer um galpão de 12 m de largura, sem pilares por dentro, construído rápido. Qual estrutura?

Uma estrutura de treliça de aço. Ela é leve, vence um vão grande e monta rápido.

5. Uma viga tem 300 mm de largura e precisa de 40 mm de cobrimento de cada lado. Qual é a largura do espaço entre os cobrimentos?

300 - 40 - 40 = 220 mm.

6. O concreto simples aguenta 3 N por mm2 de esticada antes de trincar. A parte de baixo de uma viga é esticada com 5 N por mm2. Vai trincar? O que resolve?

5 é maior que 3, então vai trincar. As barras de aço assumem a esticada, e o concreto não precisa mais aguentá-la.

Erros comuns

Quiz de prática

1. O concreto é forte na:
2. Por que se colocam barras de aço no concreto?
3. Qual parte de uma viga simplesmente apoiada estica?
4. Uma treliça usa triângulos porque o triângulo:
5. A camada de concreto que protege as barras se chama:

Prática: responda você mesmo

Digite ou escolha sua resposta e aperte Conferir. Use a dica se travar; a solução completa aparece depois que você responder.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre concreto simples e concreto armado?

O concreto simples não tem aço e trinca quando é esticado. O concreto armado tem barras de aço onde ocorre a esticada, por isso aguenta cargas que fazem a peça se curvar.

Por que o aço não enferruja dentro do concreto?

O concreto fresco é alcalino, o que protege o aço, e o cobrimento mantém a água e o ar longe. Se trincas deixarem a água entrar, o aço pode enferrujar.

Quando escolhemos uma estrutura de aço?

Quando precisamos de um vão grande, pouco peso e obra rápida, por exemplo numa estufa, num galpão de gado ou num depósito.

Onde isso é ensinado

Japan高校(専門学科)1〜3年Agricultural Civil Engineering Design

Aprenda antes