Se você é um engenheiro ou estudante de engenharia, provavelmente se deparará com o processo de dobramento de barras em algum momento.
A flexão de barras é uma técnica básica usada na construção de concreto armado e é uma parte fundamental para garantir que edifícios, pontes e outras estruturas sejam seguras e durem muito tempo.
Mas você já pensou em como funciona a dobra de barras ou por que os engenheiros precisam saber como fazê-lo? Nesta postagem do blog, examinaremos o mundo da dobra de barras e falaremos sobre as ferramentas, técnicas e questões de segurança que você precisa saber para ter um bom desempenho nessa parte importante da engenharia de construção.
Este artigo ensinará tudo o que você precisa saber sobre o fascinante mundo do dobramento de barras, esteja você apenas começando sua carreira ou querendo aprender mais.
Então vamos começar!
Introdução à flexão de barras na construção de concreto armado
Definição formal:
Na construção de concreto armado, o processo de dobrar barras de reforço em várias formas.
A dobra de barras é uma parte importante da fabricação e dobra de barras e vigas de reforço de aço usadas para fortalecer o concreto na construção.
O cronograma de dobramento de barras é um conjunto de medidas científicas que descrevem como é feito o processo de dobramento de uma barra.
Esta tabela mostra os requisitos técnicos para concreto armado.
Ele mostra onde as barras dobradas devem ir e quantas barras precisam ir em determinados lugares.
O cronograma de dobramento de barras é uma lista de todas as regras e informações sobre armaduras que devem ser seguidas na hora de dobrar barras.
Você não pode dizer o suficiente sobre como é importante usar uma tabela para dobrar barras.
Se você cortar ou dobrar o aço errado, poderá perder muito dinheiro, o que pode somar até 10% do custo total do projeto.
Ao usar uma programação de dobra de barras, você pode garantir que o corte e a dobra sejam feitos na fábrica e depois enviados para o local de trabalho.
Isso economiza tempo e dinheiro na construção.
Também reduz a quantidade de reforço desperdiçado durante o corte, melhora o controle de qualidade no local e facilita a execução mais rápida do trabalho no local.
O papel das barras de reforço na construção de concreto
As barras de reforço são uma parte importante da construção com concreto porque tornam o concreto mais forte e duram mais.
As barras são colocadas em locais onde é provável que ocorra tensão e rachaduras.
Eles são quase sempre barras redondas deformadas com padrões nervurados enrolados em suas superfícies.
Os padrões mudam dependendo de quem os faz, mas todos garantem que o concreto e o vergalhão fiquem bem juntos.
A resistência e a durabilidade das estruturas de concreto armado dependem de várias coisas, como as proporções da mistura, como o concreto é colocado e acabado e a proporção de água para materiais cimentícios.
Mas o processo de dobra também muda a resistência e durabilidade das estruturas de concreto armado como um todo.
As fibras de reforço serão submetidas a tensões de tração quando os membros de flexão forem dobrados por cargas externas.
O efeito da flexão da barra em estruturas de concreto armado
O quão bem as barras de reforço aderem ao concreto ao seu redor depende de como elas se parecem do lado de fora.
As barras de reforço de aço são muito mais rígidas do que outros materiais, como as barras BFRP.
Isso torna a viga como um todo mais rígida.
As barras de BFRP irão quebrar devido à ductilidade, o que não é visto em membros de flexão reforçados com BFRP tradicionais.
Este não é o caso de vigas com armadura de aço sub-reforçada.
A importância da flexão da barra na construção de concreto armado
Ainda difícil de entender? Deixe-me mudar um pouco o ponto de vista:
Você está cansado de fazer coisas que duram muito tempo? Quer tornar seus projetos de engenharia mais interessantes e caóticos?
Bem, esqueça tudo o que você sabe sobre construir com concreto armado e comece a dobrar essas barras em todas as direções.
Afinal, quem precisa de estabilidade e durabilidade quando você pode se divertir com suas ferramentas e técnicas? Estou brincando, não faça isso, por favor.
Agora vamos voltar para a explicação.
Formas e usos de barras de reforço
Rebar, ou barras de reforço, são usados para tornar as estruturas de concreto mais fortes.
Eles vêm em diferentes comprimentos e espessuras e geralmente têm saliências ou saliências para ajudá-los a aderir ao concreto.
Existem diferentes tipos de barras de reforço, como barras de aço macio, vergalhões deformados e barras de reforço feitas de chapa metálica.
Tipos de Barras de Reforço
Barras de aço macio são fáceis de cortar e podem ser dobradas sem quebrar.
Os vergalhões deformados têm um padrão que torna mais fácil para o concreto aderir à superfície do aço de reforço.
As barras de reforço de chapa metálica são feitas de pedaços de chapa de aço recozido dobrados em ondulações e perfurados com furos em intervalos regulares.
Formas de dobra
Dependendo do seu uso, as barras de reforço podem ser dobradas em diferentes formas.
As barras de reforço precisam ser dobradas para que possam se ajustar às formas mostradas nos desenhos do projeto.
Alguns exemplos de formas de dobra incluem:
- Barra de treliça: Uma barra de treliça é uma barra de reforço que é dobrada em uma determinada forma para resistir a forças axiais de tração e compressão.
- Barra reta com gancho final: Uma barra reta com gancho final é usada para conectar duas ou mais barras de reforço.
- Estribo: Um estribo é um laço de barra de reforço que é usado para fortalecer colunas, vigas e lajes de concreto.
- Ligação de coluna: Uma ligação de coluna é uma barra que contém barras verticais em torno de uma coluna em um círculo.
Usos de Barras de Reforço
As barras de reforço são usadas em muitos tipos diferentes de projetos de construção, como:
- Fundações: Barras de reforço fornecem fundações profundas para suportar estruturas pesadas como pontes e arranha-céus.
- Pisos e escadas: As barras de reforço são usadas para adicionar resistência e suporte a lajes e escadas.
- Telhados: Barras de reforço são usadas na construção de telhados para suportar o peso do telhado e fornecer suporte.
- Bueiros, estruturas de drenagem e pequenos canais de concreto: as barras de reforço fornecem resistência e suporte adicionais a essas estruturas.
Técnicas e ferramentas para dobrar barras de reforço
Existem várias ferramentas e técnicas usadas para dobrar barras de reforço, incluindo dobradores manuais, dobradores hidráulicos e dobradores elétricos automáticos de vergalhões.
Técnicas de dobra
- Dobradores manuais: O método mais básico de dobrar o vergalhão é dobrá-lo manualmente usando um tubo ou uma barra de chupão.
Mas esse método tem seus limites.
Não pode dobrar barras com diâmetros muito grandes e machuca os vergalhões onde eles dobram.
As dobradeiras hidráulicas são máquinas mais avançadas usadas por empresas profissionais.
Essas máquinas podem dobrar vergalhões de qualquer tamanho, forma ou tipo com grande exatidão e precisão.
- Dobradeiras automáticas elétricas de vergalhões: essas máquinas são perfeitas para empreiteiros, fabricantes e construtores que precisam dobrar barras com facilidade e precisão.
O tamanho e a forma da barra determinam qual ferramenta ou técnica é mais adequada para dobrá-la.
Por exemplo, dobradores manuais podem ser suficientes para pequenos projetos, enquanto dobradores hidráulicos ou dobradores de vergalhões automáticos elétricos são mais adequados para projetos maiores que exigem dobras precisas nos vergalhões para reforçar adequadamente as estruturas de concreto.
Barras de reforço de dobra versus barras redondas de aço laminadas a quente e acabadas a frio
- Barras redondas de aço laminadas a quente: A barra de aço laminada a quente é mais maleável do que o aço acabado a frio, facilitando o trabalho.
Este tipo de barra de aço é frequentemente usado para criar estruturas, acabamentos, acessórios, eixos e reforços estruturais.
- Barras redondas de aço com acabamento a frio: O aço com acabamento a frio tende a ter maior rendimento e resistência à tração do que o aço laminado a quente.
É melhor para usinagem porque tem um acabamento superficial superior e as dimensões exatas são essenciais.
Ao fazer aço laminado a quente, são usadas temperaturas acima de 1700°F (926°C).
O metal é passado por rolos que o espremem na forma certa.
O aço que foi acabado a frio é principalmente aço laminado a quente que foi mais trabalhado.
Após o resfriamento do aço laminado a quente, ele é relaminado à temperatura ambiente para obter tamanhos mais precisos e um melhor acabamento.
Considerações de segurança na dobra de barras
Ao trabalhar com equipamentos para dobrar barras, os engenheiros precisam pensar na segurança para garantir que os trabalhadores não se machuquem.
Equipamento de Proteção Individual (EPI)
Equipamentos de proteção individual (EPI) como máscaras contra poeira, óculos ou óculos de proteção que não quebram, sapatos de segurança que não escorregam, capacetes e proteção auditiva são as medidas de segurança mais importantes.
Treinamento adequado e precauções de segurança
Antes de usar um dobrador de vergalhão, os engenheiros devem obter o treinamento correto e revisar as precauções de segurança, como descarregar o vergalhão o mais próximo possível da área de trabalho e usar as técnicas de elevação corretas.
Eles devem ter cuidado onde colocam as mãos enquanto operam o dobrador e devem evitar colocá-las próximas ao vergalhão de metal.
Rebar Protuberante de Proteção
Ao trabalhar com vergalhão em um canteiro de obras, os engenheiros devem proteger o vergalhão saliente com proteções que possam suportar pelo menos 250 libras caindo de uma altura de três metros.
Tampas de vergalhões reforçados com aço, tampas de carnie, calhas de madeira e dobrar o vergalhão são formas comuns de protegê-lo.
Proteção contra quedas e/ou prevenção contra quedas
Quando os funcionários estão trabalhando em qualquer altura acima do vergalhão exposto, deve haver uma maneira de protegê-los ou impedi-los de cair.
Proteção de máquinas
A OSHA diz que os empregadores devem certificar-se de que todos os recursos de segurança nas máquinas de enfardar estejam funcionando corretamente e que as máquinas sejam usadas da maneira correta.
Além disso, os engenheiros podem usar um cinto para impedir que os dobradores de barras dobrem seus troncos quando precisam dobrar as barras manualmente e podem definir diferentes distâncias do braço de preensão para dobrar barras de diferentes diâmetros.
Por fim, a OSHA sugere maneiras de proteger as máquinas relacionadas a amputações no local de trabalho, usando procedimentos eficazes de proteção ou bloqueio/sinalização da máquina quando as proteções são quebradas ou não mantêm os trabalhadores protegidos contra energia perigosa durante o serviço e a manutenção.
Calculando o Momento de Inércia para uma Barra Flexionada
Para calcular o momento de inércia de uma barra dobrada, os engenheiros devem primeiro determinar o tipo de barra com a qual estão trabalhando.
Para diferentes tipos de barras, como uma barra de flexão ou uma haste, existem diferentes maneiras de calcular o momento de inércia.
Segmentação da seção de feixe
Para iniciar o cálculo, os engenheiros precisam dividir a seção da viga em partes e descobrir onde está o eixo neutro (NA).
Antes de encontrar o momento de inércia, você também precisa saber o centróide, ou centro de massa, da seção.
Por exemplo, o centróide vertical (y) é usado para encontrar o momento de inércia de uma seção em relação ao seu eixo horizontal (XX).
Teorema dos Eixos Paralelos
Os engenheiros precisam usar o "Teorema dos Eixos Paralelos" para descobrir o momento de inércia total da seção.
Como a seção da viga é composta por três peças retangulares, os engenheiros precisam calcular o momento de inércia de cada peça e usar a fórmula I = I0 + Ad2 para juntá-las.
Cálculo do momento de inércia da área
Iy = x2dA fornece o momento de inércia da área para uma seção retangular.
Para dobrar em torno do eixo y, o momento de inércia pode ser escrito como Iy = x2 dA, onde Iy é o momento de inércia da área relacionado ao eixo y e x é a distância do eixo y ao elemento dA que é perpendicular ao eixo y.
Calculando o momento de inércia de uma haste
Para uma haste, os engenheiros podem calcular seu momento de inércia diretamente ou obtê-lo da expressão do centro de massa usando o Teorema dos Eixos Paralelos.
Em conclusão, os engenheiros devem primeiro descobrir com que tipo de barra ou haste estão trabalhando e, em seguida, usar o método de cálculo correto para descobrir o momento de inércia.
Para fazer as contas, você deve dividir a seção da viga em pedaços, descobrir o eixo neutro, encontrar o centróide ou centro de massa e usar o Teorema dos Eixos Paralelos.
Barras de flexão de suporte
Barras de flexão de suporte em bancadas
As bancadas, principalmente as de bares, podem começar a entortar com o tempo, o que significa que precisam de mais suporte para não piorar.
Aqui estão algumas maneiras pelas quais você pode ajudar:
- Certifique-se de que a estrutura sob a bancada seja forte.
A estrutura sob a bancada deve ser forte e não dobrar.
Os suportes podem ser usados para apoiar uma bancada suspensa.
- Use colchetes.
Os suportes devem alcançar até dez centímetros da borda da bancada para evitar que muito peso e pressão sejam colocados na bancada sem o suporte certo.
Prendedores devem ser usados para manter os suportes firmemente no lugar.
- Use postes quadrados.
Postes quadrados nos cantos da saliência do balcão são uma maneira barata de adicionar estilo à sua cozinha sem gastar muito.
- Insira barras de aço: Você também pode adicionar suporte colocando barras de aço de 1/4" abaixo ou no topo áspero da bancada de granito.
É importante saber que a maioria das bancadas pode balançar 12" sem qualquer ajuda, então se sua saliência for maior do que isso, você precisará adicionar mais suporte.
Verifique com a pessoa que fez sua bancada para saber a que distância os suportes do suporte devem ser colocados.
Em conclusão, você pode dar mais suporte a uma bancada de barra flexível, certificando-se de que ela tenha uma estrutura de suporte sólida.
Você pode fazer isso usando suportes, postes quadrados ou barras de aço embutidas na bancada.
Isso evitará que os danos piorem e fará com que a bancada dure mais tempo.
Limitando a flexão em barras de metal
Quando uma barra de metal está sob tensão, ela pode dobrar.
Várias coisas podem ser feitas para parar ou limitar a flexão.
engrossar a barra
Uma maneira de fazer isso é tornar a barra mais grossa, o que a torna mais rígida e menos propensa a dobrar.
Alterar o Material
Outra maneira é mudar o material da barra para um com maior resistência à tração final.
Isso pode fazer com que a barra receba mais força antes de dobrar.
Reduza o braço do momento
Uma terceira maneira é cortar o comprimento do braço de momento, mas manter a mesma espessura.
Isso significa que a carga está mais próxima do suporte, o que diminui a força que faz o suporte dobrar.
Barras de reforço de aço
Grandes diâmetros de dobra são recomendados para barras de reforço de aço para limitar a quantidade de tensão aplicada ao aço durante o trabalho a frio e reduzir a chance de fragilização por deformação.
ASTM A767/A767M Tabela 2 fornece diretrizes para o diâmetro da dobra que deve ser usado com base no tamanho nominal da barra.
Se você seguir essas sugestões, a flexão causará menos tensão residual.
Se o vergalhão precisar ser dobrado mais apertado do que o recomendado, ele pode ser aquecido de 900 F a 1050 F (480 C a 560 C) por uma hora por polegada de diâmetro da barra para reduzir a quantidade de tensão residual.
Cálculo de Tensão e Eixo Neutro
Para descobrir a tensão de flexão, precisamos saber onde está o eixo neutro de uma viga e como descobrir o segundo momento de área para uma determinada seção transversal.
Quando um par ou momento fletor M é colocado em algo, ele se dobra.
Na flexão pura, assim como na torção, existe um eixo onde a tensão e a deformação são zero.
Isso é chamado de eixo neutro.
Para evitar que as vigas com momentos de flexão concentrados dobrem demais, você precisa entender a tensão normal devido à flexão e o centro de flexão para a flexão da viga.
Resumindo, existem várias maneiras de impedir que as barras de metal entortem, como aumentar a espessura da barra, alterar o material ou encurtar o braço do momento.
Grandes diâmetros de dobra são melhores para reforçar barras de aço.
Para descobrir quanta tensão é causada pela flexão, precisamos conhecer o eixo neutro da viga e descobrir o segundo momento de área.
Além disso, você precisa saber sobre a tensão normal devido à flexão e o centro de flexão para a flexão da viga se quiser impedir que as vigas com momentos de flexão concentrados dobrem demais.
Noções básicas de cronograma de dobra de barras
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Casos de uso
| Usado em: | Descrição: |
|---|---|
| Reforço da coluna: | Barras de reforço são frequentemente adicionadas a colunas de concreto para torná-las mais fortes e estáveis. Para que as barras tenham o tamanho e formato corretos, elas precisam ser dobradas com ferramentas e métodos especiais. |
| Reforço de Vigas: | Barras de reforço também são usadas para fortalecer vigas de concreto, que são importantes para suportar o peso de um edifício. Para que as barras se encaixem no molde de concreto e forneçam o suporte necessário, elas precisam ser dobradas em determinados formatos e tamanhos. |
| Laje de concreto: | Às vezes, as barras de reforço são usadas para fortalecer lajes de concreto, como as usadas para construir pisos ou fundações. Para tornar o concreto mais forte e estável, as barras precisam ser dobradas em um padrão de grade e colocadas no concreto. |
| Paredes de sustentação: | Barras de reforço também são usadas para fortalecer paredes de contenção de concreto, que são feitas para reter o solo ou outros materiais. As barras são dobradas em formas e tamanhos específicos para se ajustar à estrutura e dar-lhe mais resistência para suportar a pressão do solo. |
| Construindo uma Ponte: | Barras de reforço são usadas para dar mais força e suporte às pontes quando estão sendo construídas. Para encaixar na estrutura e dar o suporte necessário, as barras precisam ser dobradas em determinados formatos e tamanhos. |
| Edifícios grandes e altos: | As barras de reforço são importantes para a construção de edifícios altos porque são usadas para fortalecer as colunas, vigas e pisos de concreto. As barras precisam ser dobradas em certas formas e tamanhos para caber no edifício e dar-lhe o suporte necessário para suportar seu peso. |
Conclusão
Ao chegarmos ao final deste olhar sobre o mundo da dobragem de barras, vale a pena pensar na importância desta técnica na engenharia e na construção em geral.
Em sua essência, a dobragem de barras trata de moldar matérias-primas em formas que sejam fortes, duráveis e que possam resistir às forças da natureza e ao teste do tempo.
É preciso uma combinação de habilidade técnica, criatividade e resolução de problemas, e mostra como a criatividade humana pode mudar o mundo ao nosso redor.
A dobra de barras é útil de várias maneiras, mas também mostra como o artesanato e a atenção aos detalhes são importantes na engenharia.
Cada dobra, torção e curva em uma barra de reforço é uma chance de torná-la mais forte e durável, e cada erro ou descuido pode colocar toda a estrutura em risco.
Como engenheiros, é nosso trabalho fazer nosso trabalho com cuidado e precisão e saber muito sobre os materiais e as forças em jogo.
Então, da próxima vez que você vir um prédio ou uma ponte feita de concreto armado, pare e pense na habilidade e na arte que foram necessários para fazê-lo.
E se você é um engenheiro ou estudante de engenharia, lembre-se de que o dobramento de barras não é apenas uma habilidade a ser aprendida, mas também um sinal de como a criatividade e a inovação podem ser poderosas.
Você pode ajudar a moldar o mundo ao nosso redor e construir um futuro mais seguro e estável se tiver as ferramentas, o conhecimento e a atitude certos.
Links e referências
Manual de Reforço:
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
Flexão e Endireitamento de Barras de Reforço Grau 60.
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