FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO - Unesp

Capítulo 2 – Fundamentos do Concreto Armado 25
utilização da construção. A NBR 6118/03 (itens 3.2 e 10.4) trata esses dois aspectos da segurança
apresentando os “Estados Limites”, que são situações limites que as estruturas não devem
ultrapassar. A segurança da estrutura contra o colapso relaciona-se ao chamado “Estado Limite
Último”, e a segurança do usuário na utilização da estrutura relaciona-se aos “Estados Limites de
Serviço”.
O “Estado Limite Último” é definido como o “estado limite relacionado ao colapso, ou a
qualquer outra forma de ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura”
(NBR 6118/03, item 3.2). Deduz-se, portanto, que uma estrutura não deve ou não pode jamais
alcançar o “Estado Limite Último”, ou seja, a ruína.
No projeto das estruturas de concreto armado e protendido o dimensionamento dos
diferentes elementos estruturais é feito no “Estado Limite Último”, onde os elementos estruturais
são dimensionados como se estivessem prestes a romper, pelo menos teoricamente.
No entanto, para evitar que a ruptura ocorra todas as estruturas são projetadas com uma
margem de segurança, isto é, uma folga de resistência relativamente aos carregamentos aplicados
na estrutura, de tal forma que, para ocorrer a ruptura a estrutura teria que estar submetida a
carregamentos bem superiores para os quais foi projetada.
A margem de segurança no dimensionamento dos elementos estruturais ocorre com a
introdução de coeficientes numéricos chamados “coeficientes de ponderação” ou “coeficientes de
segurança”, que farão com que, em serviço, as estruturas trabalhem longe ou a uma certa
“distância” da ruína.
Para os coeficientes de segurança são adotados valores numéricos de tal forma que as
ações são majoradas e as resistências dos materiais são minoradas. Existem basicamente três
coeficientes de segurança, um que majora o valor das ações, e conseqüentemente os esforços
solicitantes, e outros dois que minoram as resistências do concreto e do aço.
Por exemplo, no caso de um pilar de concreto armado submetido à uma força normal de
compressão de 100 kN (10 tf), o dimensionamento teórico do pilar é feito como se a força normal
fosse de 140 kN, calculado multiplicando-se a força de compressão real pelo coeficiente de
segurança γ f de 1,4 (Figura 2.31). A força normal de 140 kN é chamada “força de cálculo”.
100 kN
140 kN
a) carga real b) carga de projeto
Figura 2.31 – Consideração do coeficiente de segurança das ações.
As resistências dos materiais que compõem o pilar – o concreto e o aço – são minoradas
por coeficientes de segurança dos materiais, sendo em geral 1,4 para o concreto e 1,15 para o aço.
Assim, por exemplo, se no pilar for aplicado o concreto C25 (f ck de 25 MPa = 2,5 kN/cm 2 = 250
kgf/cm 2 ), o dimensionamento teórico será feito como se a resistência do concreto fosse menor, de
valor 25/1,4 = 17,86 MPa. No caso do aço, se aplicado o aço CA-50, com resistência de início de