O concreto é um material
obtido pela mistura de cimento, água, agregado miúdo e graúdo e, em alguns
casos, aditivos e adições. Ele é um material estrutural muito empregado na
construção civil, sendo sua característica predominante a elevada capacidade
resistente a esforços de compressão. Porém, o concreto é um material frágil
frente à esforços de tração, contudo isso é compensado por meio de sua
combinação com o aço que, por sua vez, possui ótimo comportamento quando
tracionado.
Nesse contexto, os estados
limites consistem em situações (limites) a partir dos quais a estrutura não
atende a uma de suas finalidades.
O estado limite último
(ELU) está relacionado diretamente com a segurança estrutural.
Especificamente o ELU está associado “ao colapso, ou a qualquer outra forma de
ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura" (ABNT NBR
6118, 2014). Como exemplo de situação em que o ELU é atingido, cita-se uma laje
dimensionada incorretamente que desaba após a retida do escoramento.
Por sua vez, o estado
limite de serviço (ELS) está relacionado à durabilidade, à aparência, ao
conforto do usuário e à utilização funcional da estrutura (ABNT NBR 6118,
2014). Como exemplo de situação em que o ELS é atingido, cita-se o surgimento
de fissuras e numa viga, causando desconforto ao usuário.
Visto isso, os domínios
de deformação de uma peça de concreto armado consistem nos diversos
casos possíveis de distribuição das deformações do concreto e do aço na
seção transversal.
O projeto de estruturas de
concreto é norteado pela norma técnica brasileira NBR 6118 (ABNT, 2014).
Em seu item 17.2.2, ela define os seguintes domínios de deformação:
- Domínio 1 - Tração
não uniforme, sem compressão (seção subarmada)
Início: εs =
10‰ e εc = 10‰.
Término: εs =
10‰ e εc = 0‰.
- Domínio 2 - Flexão
simples ou composta (seção subarmada)
Início: εs =
10‰ e εc = 0;
Término: εs =
10‰ e εc = 3,5‰.
- Domínio 3 - Flexão
simples (seção subarmada) ou composta
Início: εs = 10
‰ e εc = 3,5‰;
Término: εs = εyd
e εc = 3,5‰.
- Domínio 4 - Flexão
simples (seção superarmada) ou composta
Início: εs = εyd
e εc = 3,5‰;
Término: εs = 0
e εc = 3,5‰.
- Domínio 4a - Flexão
composta com armaduras comprimidas (seção superarmada)
Início: εs = 0
e εc = 3,5‰;
Término: εs
< 0 (compressão) e εc = 3,5‰.
- Domínio 5 -
Compressão não uniforme, sem tração (seção superarmada)
Início: εs <
0 e εc = 3,5‰;
Término: εs =
2,0‰ (compressão) e εc = 2,0‰.
Em que εs é a
deformação no aço, εc é a deformação no concreto e εyd é
a deformação de escoamento do aço.
Visto isso e analisando as
afirmativas separadamente, tem-se que:
- A
afirmativa I está correta. No
domínio 2 tem-se flexão simples ou composta, com a deformação no concreto
variando de 0 a 3,5‰. Logo, não se tem ruptura à compressão do concreto;
- A
afirmativa II está correta. O domínio 3 caracteriza-se por uma seção
subarmada com a deformação do aço variando de 10‰ até a deformação de
escoamento do aço. Por sua vez, o concreto possui deformação fixa em 3,5 ‰,
falhando por ruptura à compressão;
- A
afirmativa III está correta. No domínio 4 o aço não está escoando. Em
tal domínio, a deformação do aço começa na iminência do escoamento e vai até 0.
Portanto, no domínio 4 tem-se um comportamento frágil, isto é, com ruptura sem
apresentar deformações;
- A
afirmativa IV está correta. Aumentando a largura ou altura da viga, a
área de concreto também se eleva. Com isso, pode-se mudar o domínio de
deformação de uma peça do domínio 4, em que a ruptura é frágil, para os
domínios 2 ou 3, em que a ruptura é dúctil e/ou o aço está escoando;
- A
afirmativa V está correta. Elevando a capacidade resistente dos
elementos comprimidos, ocorre o mesmo efeito descrito na discussão da
afirmativa IV.
Portanto, todas as
afirmativas estão corretas. Logo, a alternativa A deve ser assinalada.
Gabarito do Professor: Letra A.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA
DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). ABNT NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto
— Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.
I. O domínio 2 é caracterizado por flexão simples ou composta sem ruptura à compressão do concreto.
Correto.
No domínio 2 ocorre a ruptura frágil (não avisa) à tração. A armadura de tração é insuficiente, a seção é fracamente armada. O aço escoa rapidamente e ultrapassa o alongamento máximo (10‰). O encurtamento do concreto é de 2‰ na compressão simples e 3,5‰ na flexão simples.10
II. O domínio 3 é caracterizado pela ruptura, à compressão do concreto e pelo escoamento do aço. Nesse domínio, considera-se a seção subarmada.
Correto.
No domínio 3 a ruptura é balanceada, ou seja, ocorre o esmagamento do concreto e o escoamento do aço. Flexão simples ou composta com ruptura à compressão do concreto e escoamento do aço. Avisa antes de romper (dúctil).
III. O dimensionamento no domínio 4 não é aconselhável para flexão simples, uma vez que, nesse domínio, não ocorre o escoamento do aço, e uma possível ruptura seria caracterizada como frágil, o que não é desejável na engenharia civil.
Correto.
No domínio 4 ocorre o esmagamento do concreto SEM o escoamento do aço. Flexão simples ou composta com ruptura à compressão do concreto sem o escoamento do aço. Concreto com encurtamento limite de 3,5‰ e seção superarmada. Não avisa antes de romper (frágil).
IV. Para impedir uma ruptura frágil, pode-se aumentar a altura ou a largura da viga. V. Para impedir uma ruptura frágil, pode-se utilizar armadura de compressão.
Correto.
O domínio 4 (peças superarmadas com ruptura frágil) pode ser evitado aumentando as dimensões da seção e utilizando armadura na área de compressão.