24.5.1 Generalidades
Os elementos estruturais de concreto simples devem ser projetados pelo método dos estados limites, usando os mesmos coeficientes de ponderação já prescritos para o concreto armado (ver seções 10 e 11). A resistência à tração do concreto pode ser considerada no cálculo, desde que sob o efeito das ações majoradas não sejam excedidos os valores últimos, tanto na tração como na compressão.
No caso de carregamentos de longa duração deve ser considerada a fluência do concreto, conforme seção 8.
A tensão máxima nas fibras de concreto simples devida às cargas e esforços majorados não deve exceder os valores das tensões resistentes de cálculo. Em todos os casos de aplicação do concreto simples estrutural deve ser adotado γc = 1,2 x 1,4 = 1,68.
24.5.2.1 Os valores das tensões resistentes de cálculo (valores limites das tensões determinadas com as solicitações atuantes de cálculo) são dados a seguir:
- fibra extrema à compressão σcRd = 0,85 fcd - fibra extrema à tração σctRd = 0,85 fctd
24.5.2.2 Os valores das tensões de cisalhamento resistentes de cálculo, relativas à força cortante em peças lineares são dados a seguir:
- τwRd = 0,30 fctd na flexão simples e na flexo-tração - τwRd = 0,30 fctd (1 + 3 σcmd / fck) na flexo-compressão
Sendo a determinação da influência da força normal externa de compressão dada pelo fator: (1 + 3 σcmd / fck) ≤ ≤ 2
24.5.2.3 O valor da tensão de cisalhamento resistente de cálculo em lajes de concreto simples, submetidas à flexão ou à flexo-tração deve ser calculado por:
τwRd = 0,30 fctd≤ ≤ 1,0 MPa
24.5.2.4 O valor da tensão de cisalhamento resistente de cálculo, nos elementos estruturais submetidos à torção simples deve ser calculado por:
τTRd = 0,30 fctd≤ ≤ 1,0 MPa
Peças curvas ou que estejam sujeitas à torção de equilíbrio não devem ser de concreto simples.
24.5.2.5 O valor da tensão de cisalhamento resistente de cálculo à punção deve ser calculado por: τRd1 = 0,30 fctd≤ ≤ 1,0 MPa
24.5.3 Dimensionamento
As obras de concreto simples podem ter armadura de distribuição, que não deve ser considerada no cálculo dos esforços resistentes, mas que pode ser considerada para diminuir o efeito da fissuração.
Elementos de concreto com armadura menor que a mínima devem ser dimensionados como de concreto simples. Isto não se aplica à armadura usada para transferir esforços a elementos de concreto simples. Deve ser atendido o disposto nas seções 6 e 7 sobre durabilidade.
No cálculo de tensões devidas à flexão, flexão composta e esforços tangenciais, deve ser considerada a seção transversal total do elemento, exceto no caso de concreto lançado contra o solo, onde a altura total h a ser considerada deve ser 5 cm menor que a real.
24.5.4 Tensões e deformações na flexão
24.5.4.1 Utilizando as hipóteses de cálculo estabelecidas em 24.5.1, as deformações nas fibras extremas devem ser limitadas por:
- εc≤ εc,lim = 0,0035 - εct≤ εct,lim = 0,00035
Como simplificação, pode-se admitir que o diagrama tensão-deformação tem a configuração de parábola- retângulo, tanto na compressão como na tração. Deve ser considerada a fluência do concreto para os carregamentos de longa duração.
Figura 61 – Diagrama de cálculo tensão-deformação do concreto com consideração da fluência
24.5.4.2 Da mesma forma, as deformações médias devem ser limitadas como segue:
- na compressão, com pequena excentricidade, na fibra distante 0,43 h da mais comprimida: εc≤ ≤ 0,002 - na tração, com pequena excentricidade, na fibra distante 0,43h da mais tracionada: εct≤ ≤ 0,0002.
24.5.4.3 Como simplificação adicional, podem ser adotados valores constantes para as tensões resistentes de calculo, como segue:
- para a região tracionada: σctRd = 0,85 fctd ;
- para a região comprimida: o diagrama linear de tensões com pico σcRd = 0,85fcd. 24.5.5 Tensões de cisalhamento
23.5.5.1 As tensões de cisalhamento τwd para seção retangular devem ser calculadas por (ver 24.5.2.2): τwd = (3 VSd) / (2 b h) ≤ ≤ τRd
onde:
h é a altura total da seção transversal do elemento estrutural.
24.5.5.2 A tensão máxima de cisalhamento τwd deve ser calculada para a força cortante a uma distância h da face do apoio. Para seções mais próximas do apoio admite-se esse mesmo valor de força cortante.
24.5.5.3 No caso de lajes não pode ser feita a redução do valor da força cortante nos apoios e a tensão de cizalhamento deve ser (ver 24.5.2.3):
τwd≤ τRd1 24.5.6 Torção
As tensões provenientes da torção devem ser calculadas pelas fórmulas da teoria da elasticidade e seus efeitos acrescidos aos provenientes dos outros esforços solicitantes afim de serem examinados como estado múltiplo de tensão.
Nos elementos submetidos à torção e flexão simples ou composta, as tensões devem ser calculadas separadamente para a torção (τTd) e para a força cortante (τwd), devendo obedecer às relações:
- para torção: τTd≤ τTRd - para força cortante: τwd≤ τwRd
- para torção e força cortante: τwd / τwRd + τTd / τTRd≤ 1
24.5.7 Cálculo de seções submetidas à compressão e à força cortante
São considerados os casos de seções comprimidas por força normal e seções sujeitas à compressão e à força cortante atuando simultaneamente (força de compressão inclinada).
24.5.7.1 Cálculo simplificado de seções comprimidas
Nas seções de elementos de concreto simples submetidas à força de compressão Nd, aplicada num ponto G, com as excentricidades ex e ey em relação aos eixos x e y, respectivamente, (ver figura 60), o cálculo deve ser realizado aplicando-se esta força no ponto G1(e1x, e1y) que resulte o mais desfavorável entre os dois seguintes: G1x (ex + exa , ey) ou G1y (ex , ey + eya) sendo: exa = 0,05 hx≥ ≥ 2 cm eya = 0,05 hy≥ ≥ 2 cm onde:
hx e hy são as dimensões máximas da seção.
Figura 62 – Seção flexo-comprimida
A tensão σd deve ser calculada adotando-se distribuição uniforme de tensões na seção eficaz triangular de área Ae (ver figura 60), com baricentro no ponto de aplicação virtual G1, da força normal, considerando inativo o resto da seção. A condição de segurança deve ser calculada por:
σSd = NSd / Ae≤ σcRd = 0,85 fcd 24.5.7.2 Cálculo simplificado de seções à compressão e à força cortante
Em uma seção de um elemento de concreto simples sobre a qual atua uma força inclinada de compressão, com suas componentes de cálculo NSd e VSd, aplicada no ponto G, calcula-se o ponto de aplicação virtual G1 e a área eficaz Ae conforme estabelecido em 24.5.7.1. As condições de segurança devem ser calculadas por:
τwd = VSd / Ae≤ ≤ τwRd 24.5.8 Estabilidade global
Em toda estrutura deve ser verificada a estabilidade global.