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Juntas de dilatação - Caso ELU

por Antonio C. R. Laranjeiras
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Completando a nota técnica anterior sobre o comportamento em serviço,
passo então aos comentários sobre os efeitos da retração e variação de temperatura no estágio de ruptura das estruturas de concreto(ELU).

É justamente nos aspectos de segurança à ruptura que essa discussão se faz mais necessária, a meu ver, pelos aspectos controversos e contraditórios que tem assumido, os quais discuto a seguir.

O procedimento corrente entre nós de avaliação dos efeitos da temperatura e retração nos ELU é, salvo engano (corrijam-me se não estiver correto),o seguinte:

  • considerar o efeito de retração como equivalente a um abaixamento de temperatura, o qual, "nos casos correntes", segundo a NBR 6118 (item 11.3.3.1), pode ser considerado igual a -15ºC. Note-se que essa equivalência é um mero recurso de cálculo, que não modifica a natureza da retração, classificada na Norma (item 11.3.3.1) como ação permanente.
  • o efeito da variação de temperatura, segundo a NBR, a depender da grandeza da menor dimensão da peça, deve ser adotada de 10ºC a 15ºC. É comum adotar-se um valor médio constante para todas as lajes e vigas, e igual a ±10ºC.
  • A variação de temperatura, ao contrário da retração,é classificada na NBR como ação variável (item 11.4.2.1), o que inviabiliza a adição das duas ações (retração+ temperatura) para efeito de ELU, pois os valores dos "coeficientes de ponderação"γf e yo das ações variáveis são diferentes dos das permanentes. De fato,γf da retração é igual a 1,4, enquanto que o da temperatura é igual a 1,2 (ver Tabela 11.1). Por sua vez, nas combinações de ações, o yo da temperatura é igual a 0,6 (Tabela 11.2), enquanto que este coeficiente não incide sobre a retração, por ser essa uma ação permanente.
  • a prática corrente de minha convivência há muitos anos não é essa, mas sim a de somar indistintamente retração de -15ºC com abaixamento de temperatura de -10ºC, e aplicar ambas, associadas, como ação variável única de -25ºC, em frontal desacordo com a NBR 6118. Esse é um dos pontos críticos, merecedores de discussão, já que não podemos ignorar o que impõe a NBR. Corrige-se a prática, corrige-se a Norma ou corrige-se a minha interpretação?? Respondam vocês!
  • Continuando com o procedimento corrente,a análise de esforços a essa ação de (-25ºC) é conduzida nos mesmos modelos elásticos utilizados para as cargas verticais e horizontais, com seções brutas (não-fissuradas). Os esforços solicitantes para essa ação conjunta da retração e temperatura são tratados como variáveis, com γf=1,2 e yo=0,6.

Ao adotar
γf>1, majorando, nos ELU,os esforços devidos à temperatura e retração,
pressupõe a NBR, aparentemente, queesses esforços não se reduzem, muito menos se extinguem com a extensa fissuração e plastificação, que se estabelecenos estágios de ruptura da estrutura, muito pelo contrário. Na realidade, com a fissuração e o aumento de deformabilidade dos pilares, lajes e vigas, os esforços devidos ás deformações impostas se dissipam progressivamente, reduzindo seus valores iniciais.

- o O o -

Ao discutir acima os efeitos da retração e temperatura nos estados limites últimos (ELU), comentei que os esforços devidos a essas deformações impostas se dissipam progressivamente, à medida que a peça se avizinha da ruptura, reduzindo seus valores da fase de serviço, em razão da crescente fissuração da mesma e plastificação do concreto.

Assim sendo, majorar os esforços devidos à retração e temperatura e adicioná-los aos esforços (majorados) devidos às cargas, como recomenda a nossa NBR 6118, não reflete, pelo menos aparentemente, essa realidade física,e merece pois uma discussão.

O Prof. F.Leonhardt vai mais além nessa avaliação, ao declarar em seu livro "Construções de Concreto", vol.5, seção 11.1, 1979(!):

Seria definitivamente incorreto, para efeito de dimensionamento, adicionar os esforços devidos a DTaos esforços devidos às cargas ...

e após discussão, conclui, taxativamente

No dimensionamento à ruptura pode-se portanto desprezar as ações usuais de retração e temperatura, apesar das altas tensões oriundas dessas deformações impostas em serviço - devendo, entretanto, considerá-las no controle da fissuração.

A Norma Européia EN 1992-1-1, versão de dez/2004, em concordância com as opiniões do Leonhardt (e de outros autores), recomenda, na subseção 2.3.1.2 Efeitos Térmicos:

(1) Convém ter em conta os efeitos térmicos para a verificação nos estados limites de serviço.
(2) Nos estados limites últimos, convém não considerar os efeitos térmicos, a não ser que sejam significativos - por exemplo, para a fadiga, na verificação da estabilidade, quando os efeitos de segunda ordem têm importância, etc. Nos outros casos, não há razão de tomá-los em consideração, sob reserva todavia de que a ductilidade e a capacidade de rotação dos elementos sejam suficientes.

A mesma Norma, recomenda mais adiante, na subseção 2.3.2.2 Retração e Fluência:

(1) A retração e a fluência são propriedades do concreto dependentes do tempo. Convém, geralmente, ter em conta seus efeitos na verificação dos estados limites de serviço.
(2) Nos estados limites últimos, convém não considerar os efeitos da retraçãoe da fluência, salvo se são significativos - na verificação dos estados limites últimos de estabilidade, por exemplo, quando os efeitos de segunda ordem têm importância. Nos outros casos, não há razão para ter em conta esses efeitos nos estados limites últimos, sob reserva todavia que a ductilidade ea capacidade de rotação dos elementos sejam suficientes.

A adição dos esforços da temperatura e retração no dimensionamento (ELU) tem grande influência, quando se trata de dimensionamento de pilares extremos de estruturas de poucos andares. Com a possibilidade de estruturas longas, sem juntas intermediárias, esses esforços passam a ser predominantes no dimensionamento desses pilares. De fato, associados a forças normais e momentos relativamente pequenos devidos às cargas verticais,
os momentos devidos às grandes deformações impostas, nessas estruturas, passam a ter influência dominante no dimensionamento dos pilares extremos. Esses momentos são ainda maiores por serem avaliados em um modelo rígido, não fissurado.

Nas edificações de muitos andares, essa situação ganha novo aspecto pelas elevadas cargas verticais e horizontais que, por si só, já exigem pilares com dimensões robustas, no primeiro lance, onde se localizam os esforços da retração e temperatura. Nos pilares de pontes - estrutura de um único andar (sem cobertura! rsrs) - a influência das deformações impostas é crítica, notadamente nas pontes longas e/ou curvas.

A nova visão da Norma Européia sobre os efeitos da retração e temperatura nos ELU abre, sem dúvida,uma discussão importante, com vistas à revisão de nossa NBR 6118. Pela Euronorma, esses pilares críticos de pontes e de edificações de poucos andares não teriam mais, em seu dimensionamento, os esforços das deformações impostas somados aos das cargas. Os deslocamentos dos pilares pelas deformações impostas seriam no entanto somados aos deslocamentos laterais das cargas para ter em contasua influência nos efeitos P-Delta e nas fundações, calculados entretantopara rigidez dos pilares compatível com o ELU (50% do EcJ??).

A Norma poderá até manter seu procedimento atual, em sua próxima revisão, mas não poderá fazer isso sem ampla discussão da nova situação do conhecimento técnico, em virtude da grande economia que este pode proporcionar às construções.

Assim é que todas as discussões e outros comentários serão muito bem aceitos!!


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colocada por antolara em 10/02/2008
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