Concreto armado é uma aplicação onde barras de aço são tracionadas e permanecem sob tração antes de colocar o concreto. Uma vez solidificado o concreto a tensão no aço é liberada, de maneira a gerar uma compressão no concreto, o que evita falhas nessa estrutura. Sabendo que quatro (4) barras de aço 1040 em uma estrutura tem que aplicar juntas uma tensão de 2,8 GPa em um concreto, determine: O aço 1040, com microestrutura recristalizada, equiaxial, seria capaz de realizar esse trabalho? Por quê?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre concreto armado, onde barras de aço são usadas para fortalecer o concreto. Temos 4 barras de aço 1040 que precisam aplicar juntas uma tensão de 2,8 GPa no concreto. Nosso objetivo é descobrir se esse tipo de aço, que tem uma microestrutura recristalizada e equiaxial, consegue fazer esse trabalho. Para resolver isso, vamos precisar entender a resistência à tração do aço 1040 e calcular se ele consegue suportar a tensão exigida.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é tensão. Tensão é basicamente a força por unidade de área que um material pode suportar antes de falhar. A unidade GPa (gigapascal) é uma medida de tensão. Então, queremos saber se cada uma das 4 barras de aço 1040 consegue suportar a parte dessa tensão total de 2,8 GPa.
Passo 3
Para isso, precisamos conhecer a resistência à tração do aço 1040. Geralmente, o aço 1040 tem uma resistência à tração média de cerca de 570 MPa (megapascal). Isso significa que cada barra pode suportar até 570 MPa antes de se romper.
Passo 4
Agora, vamos calcular a tensão que cada barra precisa aplicar. Se juntas as 4 barras precisam aplicar 2,8 GPa, dividimos essa tensão pelo número de barras para saber quanto cada uma precisa suportar:
Passo 5
Comparando a tensão que cada barra precisa suportar (700 MPa) com a resistência à tração do aço 1040 (570 MPa), vemos que 700 MPa é maior que 570 MPa. Isso significa que cada barra precisaria suportar uma tensão maior do que a que o aço 1040 pode aguentar antes de falhar.
Resposta
Não, o aço 1040 com microestrutura recristalizada e equiaxial não seria capaz de realizar esse trabalho, pois a tensão requerida por barra (700 MPa) excede a resistência à tração típica desse tipo de aço (570 MPa).