Estruturas de concreto Armado II. Aula I Estádios e domínios

Transcrição

1 Estruturas de concreto Armado II Aula I Estádios e domínios

2 Fonte / Material de Apoio: Apostila Fundamentos do Concreto e Projeto de Edifícios Prof. Libânio M. Pinheiro - UFSCAR

3 Cap Estádios Os estádios servem para caracterizar o desempenho da seção de concreto armado. São analisados aplicando-se um carregamento crescente que varia entre 0 e o carregamento que rompe a seção. Neste intervalo, a seção passa por várias fases diferentes de Estádios: Estádio I, Estádio II e Estádio III.

4 Segundo o dicionário priberam: es tá di o (latim stadium,-ii, do grego stádion,-ou) substantivo masculino 1. Recinto de grandes dimensões, com bancadas para os.espectadores, desti nado especialmente a competições.esportivas(ex.: estádio de atletismo, está dio de futebol). 2. Antiga unidade de medida grega de comprimento, equivalente a 206,25 me tros. 3. Arena dos jogos romanos, com o comprimento dessa unidade de medida. 4.Cadaumdosmomentosemquesepodedividirumprocessoouumaevol ução. = ESTADO, ETAPA, FASE, PERÍODO 5. Exercício de uma profissão, de um emprego ].

5 Estádio I Tensões baixas; Considera-se a resistência à tração do concreto -f tk ; Comportamento linear- Aplica-se a lei de Hooke toda a seção funciona em regime elástico; Não há fissuração na peça.

6 Lei de Hooke: Tensão proporcional à deformação Comportamento Elástico

7 Limite do Estádio I fissuração da seção utilizado para o cálculo da armadura mínima; Não se utiliza o Estádio I para o dimensionamento da peça.

8 Estádio II Tensões de serviço; Desconsidera-se a resistência à tração do concreto tensões de tração passam a ser aplicadas na armadura; Comportamento não-linear porém, lei de Hooke ainda se aplica à região comprimida da seção; Há fissuração na peça.

9 Fissuras caminham em direção à linha neutra; No Estádio II se verifica o comportamento da peça em situação de serviço.

10 Limite do Estádio II plastificaçãoda seção comprimida do concreto Tipos de verificação de estado limite de serviço (ELS): Abertura de fissuras -NBR 6118 Tabela 13.3 Deformações (flechas) NBR 6118 Tabela 13.2

11 Limites de Abertura de fissuras

12 Limites de deslocamentos (flechas)

13 Estádio III Tensões de cálculo; Comportamento não-linear seção plastificada, ou seja, tensões não proporcionais às deformações; Início do escoamento da armadura.

14 Para deformações constantes no concreto tensões em diagrama parábola-retangulo; É dentro do Estádio III que a peça submetida à flexão é dimensionada.

15 Simplificação da NBR 6118 para diagrama parábola retângulo: A fim de simplificar a distribuição de tensões de compressão, a norma permite transformar o diagrama parábola retângulo em um diagrama retangular equivalente, onde a tensão σ cd =0,85.f cd (ou 0,80.f cd para seções circulares); e a altura da linha neutra X = 0,8.X O dimensionamento das armaduras é feito com este sistema simplificado

16 Cap. 6.7 Domínios de deformação na ruína A partir do momento em que a seção de concreto armado entra em domínio III, o concreto entra em estado de deformação plástica, de modo que a região comprimida da seção de concreto encurta; e o aço tracionado das armaduras começa a alongar.

17 O dimensionamento da seção transversal é feito considerando os limites para estes dois tipos de deformação: Alongamento Último do Aço -ξ su =1,0%; Encurtamento Último do Concreto ξ cu =0,20% para compressão simples; ξ cu =0,35% para flexão; Desta forma, há diversas maneiras de haver ruína na seção

18 Estudo das Formas de Ruína Estuda-se sobre uma vista lateral da seção transversal, demarcando à esquerda o alongamento do aço (1%), e à direita o encurtamento do concreto (0,35%)

19 Ruína por Deformação Plástica Excessiva do Aço Reta a / Domínio 1 / Domínio 2

20 Reta a Ocorre em situação de tração nas armaduras superior e inferior, quando as armaduras são iguais, e a tração é centrada ; Efeito presente no cálculo de tirantes; Como o concreto não atua, aproveita-se totalmente a capacidade de alongamento do aço;

21 Domínio 1 Ocorre em situação de tração nas armaduras superior e inferior, quando as armaduras diferentes e/ou a tração é excêntrica (flexotração) ; Efeito presente no cálculo de tirantes; Como o concreto não atua, aproveita-se totalmente a capacidade de alongamento do aço, porém em apenas uma das armaduras;

22 Domínio 2 Ocorre em situação de alongamento máximo por tração na armadura a até 1,0%, enquanto há compressão no concreto a até 0,35%; Efeito presente no cálculo de vigas, pois ocorre quando há flexão ou flexocompressão; Neste caso, aproveita-se totalmente a capacidade de alongamento do aço de modo que a ruptura seja pela armadura, porém a linha neutra já se encontra dentro da seção; Importante: A ruptura ocorre com aviso, pois antes de romper, o aço se deforma a ponto de aparecer grandes trincas na peça

23 Ruína por Ruptura do Concreto na Flexão Domínio 3 / Domínio 4 / Domínio 5

24 Domínio 3 Ocorre em situação de alongamento por tração na armadura entre 1,0% e ξ yd (depende do aço), enquanto há compressão no concreto a até 0,35%; Efeito presente no cálculo de vigas, pois ocorre quando há flexão ou flexocompressão; Neste caso, não se aproveita toda a capacidade de alongamento do aço de modo que a ruptura seja pela parte comprimida do concreto; Importante: A ruptura ocorre com aviso, pois antes de o concreto romper, o aço se deforma a ponto de aparecer grandes trincas na peça.

25 Domínio 4 Neste caso, o alongamento da armadura é inferior a ξ yd, portanto o aço não escoa; O encurtamento do concreto permanece a 0,35%, e não se aproveita a capacidade de alongamento do aço; Ocorre em seções superarmadas (!!!); Importante: A ruptura ocorre sem aviso, pois como o aço não escoa, não se deforma tanto; logo não aparecem trincas na peça e ela vem a romper subtamente.

26 Ruína por Ruptura do Concreto na Compressão e Flexocompressão Domínio 5 / Reta b No domínio 5, como ainda há flexão na seção, o encurtamento do concreto ainda é limitado a 0,35%; Caso a compressão seja centrada e uniforme, o limite antes da ruptura é a reta b, que limita o encurtamento do concreto a 0,2%; O domínio 5 e a reta b são utilizados no cálculo de pilares, elementos que trabalham à compressão e flexo-compressão.

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28 Para o dimensionamento dos elementos à flexão devemos conhecer a posição da linha neutra (linha que separa a região comprimida da região tracionada da seção) Os elementos submetidos à flexão devem ser dimensionados de modo que a linha neutra se encontre dentro dos domínio 2 e 3, de modo que a armadura seja bem aproveitada e a ruptura ocorra com aviso A posição da linha neutra dentro da seção pode ser encontrada por semelhança de triângulos dentro da relação x/d (altura de linha neutra / altura útil da seção)