Vamos lá,
Sabemos que do diagrame de domínio temos :
Esd.Máx = 10%
Ecu= 3,5% --> Até os concretos com fck = 50mpa
Eyd = Tensão de dimensionamento/Modulo de elasticidade = (50/1,15)/21000 = 2,07%
Ele ja deu a linha neutra e o "d" que é a altura útil.
Por semelhança de triângulos temos: 3,5%/12 = Esx/15 --> Esx = 4,375% Como Esx é maior que 2,07% e menor que 10%, então encontra-se no domínio 03.
Lembrando que esse domínio é o ideal para trabalhar, visto que o aço escoa, gerando "aviso prévio" para que o usuário tenha noção de um futuro colapso da peça.
Logo de início você pode eliminar o domínio 1 (tração não uniforme) e o domínio 5 (compressão não uniforme), tendo em vista que a linha está dentro da seção.
Neste caso, o valor de x/d = 12/27 = 0,444. Ou seja, x = 0,44d
Assim, vamos analisar em qual domínio este valor vai se encaixar.
Domínio 2
Você deve lembrar que a partir deste domínio, a linha neutra começa a "entrar na seção", com o x variando de 0 até um certo valor.
Lembre-se também que, no limite máximo deste domínio, a linha que cruza a seção passa pelos valores de deformação maxima do concreto (3,5%o) e do aço (10%o). Assim, por semelhança de triângulo, podemos encontrar o valor do limite do domínio 2.
3,5 está para x
10 está para (d-x)
x = 0,259d
Assim, no domínio 2, 0 < x < 0,259d
Domínio 3
Neste domínio, a linha que cruza a seção transversal gira em torno do ponto de deformação 3,5%o do concreto e ele vai até uma deformação específica do aço (valor que depende do aço utilizado) chamado de eyd
eyd = tensão de dimensionamento/módulo de elasticidade = (50/1,15)/21000 = 2,07%o
Mais uma vez, fazendo por semelhança de triângulo:
3,5 está para x
2,07 está para (d-x)
x = 0,63d
Assim, no domínio 3, 0,259d < x < 0,63d
x = 0,44d está dentro deste domínio!
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Complementando o conhecimento:
A NBR6118 limita o valor de x/d dentro do domínio 3 para possibilitar maior segurança no cálculo.
14.6.4.3 Limites para redistribuição de momentos e condições de dutilidade
A capacidade de rotação dos elementos estruturais é função da posição da linha neutra no ELU. Quanto menor for x/d, tanto maior será essa capacidade.
Para proporcionar o adequado comportamento dútil em vigas e lajes, a posição da linha neutra no ELU
deve obedecer aos seguintes limites:
a) x/d <= 0,45, para concretos com fck <= 50 MPa;