Como se configura o diagrama
de cálculo dos aços recomendados pela NBR 6118?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer saber como montar o diagrama
(tensão vs. deformação) para os aços recomendados pela NBR 6118, que é a norma brasileira para o projeto de estruturas de concreto. Esse diagrama é essencial para entender como o aço se comporta sob esforço e para dimensionar corretamente as armaduras nas estruturas de concreto. Vamos precisar entender alguns conceitos básicos de tensão, deformação, e as propriedades do aço conforme a NBR 6118.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o diagrama
. Nele,
representa a tensão aplicada no aço (em megapascals, MPa) e
a deformação ou alongamento relativo (adimensional). Esse diagrama mostra como o aço reage ao aumento da tensão, começando do comportamento elástico até a ruptura.
Passo 3
Segundo, de acordo com a NBR 6118, o aço utilizado nas estruturas de concreto armado deve atender a certos requisitos de resistência e ductilidade. As propriedades mais importantes são:
- Módulo de Elasticidade (
): Mede a rigidez do aço. Para o aço CA-50, por exemplo, MPa. - Tensão de Escoamento (
): É a tensão máxima que o aço pode suportar sem deformar permanentemente. Para o CA-50, MPa. - Tensão Última (
): É a máxima tensão que o aço pode suportar antes da ruptura. Para o CA-50, MPa.
Passo 4
Agora, vamos configurar o diagrama passo a passo:
-
Região Elástica: Até chegar à tensão de escoamento (
), o aço se comporta de forma elástica. A relação entre tensão e deformação é linear, dada por: Isso significa que, nessa fase, a deformação é proporcional à tensão aplicada. -
Ponto de Escoamento: No ponto onde
, o aço começa a escoar, ou seja, a deformação aumenta sem aumento significativo na tensão. -
Região Plástica: Após o escoamento, o aço entra na região plástica, onde a deformação aumenta consideravelmente com uma ligeira ou nenhuma variação na tensão, até atingir a tensão última (
). -
Fratura: Finalmente, ao ultrapassar
, o aço não consegue mais sustentar a carga e ocorre a ruptura.
Passo 5
Vamos representar isso graficamente:
- No eixo horizontal, colocamos a deformação (
). - No eixo vertical, a tensão (
). - Começamos com uma linha reta até
, seguindo a equação . - No ponto
, a linha se torna horizontal até atingir . - Após
, a curva pode diminuir, indicando a fratura do aço.
Passo 6
Importante lembrar que a NBR 6118 recomenda que o diagrama seja representado de forma simplificada para facilitar o dimensionamento, geralmente com um modelo bilinear:
Isso significa que assumimos uma transição direta da região elástica para a região plástica, sem considerar o aumento da tensão além de
até
.
Passo 7
Com esse diagrama, podemos dimensionar as armaduras necessárias para uma estrutura de concreto, garantindo que o aço suporte as deformações sem falhas prematuras e que a estrutura tenha a ductilidade necessária para absorver esforços sem colapsar de maneira abrupta.
Resposta
O diagrama
para os aços recomendados pela NBR 6118 é configurado como um modelo bilinear, onde inicialmente a tensão aumenta linearmente com a deformação até atingir a tensão de escoamento (
). Após esse ponto, a tensão permanece constante na região plástica até a tensão última (
). Esse modelo simplificado facilita o dimensionamento das armaduras nas estruturas de concreto, garantindo desempenho adequado conforme a norma.
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