Estados Limites em Estruturas de Concreto Armado

O projeto de estruturas de concreto armado é baseado na verificação dos estados limites, que são condições que, se atingidas, podem comprometer a segurança, funcionalidade ou durabilidade da estrutura. A norma ABNT NBR 6118:2014 estabelece os critérios para a verificação dos estados limites últimos (ELU) e de serviço (ELS).

Estados Limites Últimos (ELU)

Os ELU estão relacionados à segurança da estrutura e correspondem às situações que podem levar à ruptura ou colapso da estrutura. Os principais ELU são:

• Perda de equilíbrio: Quando a estrutura não é mais capaz de se manter em equilíbrio estático ou dinâmico, podendo tombar ou deslizar.
• Ruptura por solicitações normais: Quando a estrutura atinge a sua capacidade máxima de resistir a esforços de compressão ou tração, podendo ocorrer o esmagamento do concreto ou o escoamento do aço.
• Ruptura por solicitações tangenciais: Quando a estrutura atinge a sua capacidade máxima de resistir a esforços de cisalhamento, podendo ocorrer o corte do concreto ou o arrancamento das armaduras.
• Ruptura por instabilidade: Quando a estrutura perde a sua estabilidade geométrica, podendo ocorrer a flambagem de pilares ou o colapso de lajes e vigas.
• Ruptura por fadiga: Quando a estrutura é submetida a carregamentos repetitivos, podendo ocorrer a ruptura progressiva do material devido ao acúmulo de danos.

Estados Limites de Serviço (ELS)

Os ELS estão relacionados à funcionalidade e durabilidade da estrutura e correspondem às situações que podem causar deformações excessivas, fissuras, vibrações ou outros problemas que afetam o uso e a aparência da estrutura. Os principais ELS são:

• Deformações excessivas: Quando a estrutura apresenta deslocamentos ou rotações excessivas, que podem comprometer a sua funcionalidade ou aparência.
• Fissuração: Quando o concreto apresenta fissuras, que podem comprometer a sua durabilidade e estética.
• Vibrações excessivas: Quando a estrutura vibra de forma excessiva, causando desconforto aos usuários ou prejudicando o funcionamento de equipamentos sensíveis.
• Desgaste superficial: Quando a superfície do concreto sofre desgaste devido ao atrito, abrasão ou impacto, comprometendo a sua aparência e durabilidade.
• Corrosão das armaduras: Quando as armaduras de aço sofrem corrosão devido à exposição a agentes agressivos, como cloretos e dióxido de carbono, comprometendo a resistência da estrutura.

Verificação dos Estados Limites

A verificação dos estados limites é feita por meio de cálculos estruturais, utilizando modelos matemáticos que representam o comportamento da estrutura sob as ações solicitantes. Os resultados dos cálculos são comparados com os valores limites estabelecidos pelas normas técnicas para garantir a segurança, funcionalidade e durabilidade da estrutura.

Coeficientes de Segurança

Os coeficientes de segurança são utilizados para majorar as ações solicitantes e minorar a resistência dos materiais, garantindo uma margem de segurança adicional no projeto da estrutura. Os valores dos coeficientes de segurança são estabelecidos pelas normas técnicas, levando em consideração a natureza das ações, a importância da estrutura e o nível de conhecimento sobre o comportamento dos materiais.