08 - Domínios de Deformações

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<p>Apresentação</p><p>O dimensionamento de elementos estruturais em concreto armado é realizado com base nos estados limites de serviço (ELS) e no estado limite último (ELU). O ELU caracteriza o colapso das estruturas e, no concreto armado, este colapso ocorre quando a deformação é igual ao valor último convencional de deformação na fibra mais comprimida ou, na armadura tracionada, quando a barra de aço mais deformada tem o alongamento igual ao valor último convencional.</p><p>A partir de hipóteses básicas de cálculo, a ABNT NBR 6118 prevê domínios de deformações que representam todas as distribuições possíveis de deformações específicas da seção transversal de uma peça de concreto armado submetida a solicitações normais, no instante em que ela atinge um estado limite último.</p><p>Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai conhecer as solicitações às quais os elementos de concreto armado estão submetidos e as hipóteses básicas para o dimensionamento no estado limite último, a exemplo da manutenção das seções planas e da aderência perfeita entre os materiais concreto e aço. Além disso, vai estudar os domínios de deformação do estado limite último.</p><p>Bons estudos.</p><p>Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>· Avaliar as hipóteses de cálculo para elementos de concreto armado submetidos a solicitações normais no estado limite último.</p><p>· Identificar os domínios de deformação do estado limite último.</p><p>· Determinar as relações de compatibilidade das deformações do aço e do concreto segundo os domínios de deformação.</p><p>Desafio</p><p>Elementos estruturais de concreto armado devem ser dimensionados no estado limite último, aquele que caracteriza o colapso dos elementos, para o qual os elementos devem ser verificados quanto aos esforços normais (de tração ou compressão) e de momentos fletores, principalmente.</p><p>Acompanhe a seguir, na imagem, qual tarefa lhe foi designada enquanto engenheiro em uma construtora:</p><p>Para essas vigas:</p><p>a) Quais seriam os possíveis domínios de deformação em que elas podem ser contidas e o que caracteriza seu estado limite último?</p><p>b) Qual tipo de análise seria necessário para saber em qual desses domínios essas vigas estão atuando?</p><p>c) Qual seria o domínio ideal de atuação dessas vigas a partir dos critérios econômicos? Por quê? E no que ele se diferencia em relação aos demais?</p><p>Padrão de resposta esperado</p><p>Conforme a distribuição dos domínios de deformação, os elementos submetidos à flexão simples podem estar contidos nos domínios 2, 3 e 4. No domínio 2, o estado limite último é caracterizado pela ruptura convencional por deformação plástica excessiva e, nos domínios 3 e 4, o estado limite último é caracterizado pela ruptura convencional por encurtamento limite do concreto.</p><p>Para saber em qual domínio de deformação cada viga está contida, é necessário calcular a altura da linha neutra, x, que divide a seção em zona comprimida e zona tracionada. Caso o valor de x seja menor que o valor de x23, a viga encontra-se no domínio 2. Caso o valor de x seja maior que o valor de x23 e menor que o valor de xlim, também chamado de x34, a viga encontra-se no domínio 3. E caso o valor de x seja maior que o valor de xlim, a viga encontra-se no domínio 4.</p><p>No domínio 2, somente a resistência da armadura é aproveitada ao máximo, já que as deformações de encurtamento do concreto têm seus valores menores que a deformação última, portanto, é menos econômico.</p><p>No domínio 4, a deformação de encurtamento do concreto encontra-se no seu valor último, mas a armadura não está escoando, pois sua deformação é menor que a de escoamento (εyd). Logo, seu valor máximo não é utilizado, o que também o faz menos econômico. O fato de a armadura não escoar ainda pode ocasionar uma ruptura frágil, sem aviso prévio, já que as fissuras não aparecerão no concreto devido aos alongamentos antes do seu rompimento por esmagamento. Logo, o dimensionamento de vigas submetidas à flexão simples no domínio 4 não é recomendado.</p><p>O domínio ideal de dimensionamento das vigas submetidas à flexão simples é o domínio 3, pois ele aproveita ao máximo as resistências dos materiais, com a deformação na fibra mais comprimida do concreto igual ao seu valor último e a armadura em escoamento, e, por isso, é o mais econômico.</p><p>Infográfico</p><p>Nos domínios de deformação do estado limite último, a ruptura pode ocorrer por deformação excessiva do aço, na zona tracionada, ou por esmagamento do concreto, na zona comprimida.</p><p>Veja, no Infográfico, a classificação dos domínios conforme a ruptura convencional e suas principais características.</p><p>​​​​​​​</p><p>Na prática</p><p>No dimensionamento de vigas à flexão simples, o objetivo é determinar a área das armaduras longitudinais que irão equilibrar, em conjunto com o concreto, o momento fletor externo (Md). O equilíbrio dos esforços é feito conforme diagrama retangular simplificado.</p><p>Aplicando o equilíbrio de momentos, encontra-se o valor de x (altura da linha neutra), e pelo equilíbrio de forças, o valor de As (área de armadura passiva tracionada).</p><p>Veja, Na Prática, o valor de x (linha neutra) em relação aos domínios de dimensionamento.</p><p>image1.jpeg</p><p>image2.png</p><p>image3.jpeg</p>