A simulação da estrutura em uso permite que o projetista conheça melhor os limites de deformação que serão encontrados quando sua edificação for submetida aos carregamentos para os quais foi dimensionada.

Nesse contexto, a NBR 8522 (Concreto — Determinação dos Módulos Estáticos de Elasticidade e de Deformação à Compressão) contextualiza os módulos, os ensaios e os procedimentos de cálculo considerados na verificação de uso das estruturas.

Os ensaios feitos em laboratório permitem verificar a estrutura sem submetê-la às cargas limites de cálculo. Quer conhecer mais sobre a NBR 8522? Acompanhe aqui as definições, os procedimentos, os cálculos e as análises apresentadas na normativa!

O que é o concreto e quais as suas características?

O concreto é o material estrutural mais utilizado nas obras em nosso país, é composto por agregados miúdos, graúdos, aglomerante e água. A resistência será garantida pelo traço utilizado no concreto. Essa definição demonstra a proporção a ser mantida nos elementos constituintes do material.

O concreto pode sofrer deformações instantâneas ou lentas, por isso, é importante verificar os parâmetros aceitáveis de deformações em função do uso considerado para as estruturas.

O que a NBR 8522 estabelece?

A norma trata dos procedimentos e ensaios estáticos para determinar o módulo de elasticidade, também chamado de módulo de Young. A medida expressa a relação entre tensão e deformação obtida nos ensaios realizados com os corpos de prova.

Os corpos de prova representam o comportamento global da estrutura quando ela estiver em uso, ou seja, sob a ação de todos os carregamentos considerados no dimensionamento.

Quando aplicamos carregamentos, de compressão ou de tração, existe uma proporcionalidade entre tensão e deformação até determinado valor de carga. A NBR 8522 define as dimensões adequadas do corpo de prova utilizado no ensaio, as formas de realização das verificações e, por fim, a análise dos dados obtidos.

Qual a definição dos módulos estáticos de elasticidade e dos módulos de deformação?

Os módulos determinados na NBR 8522 são resultados dos ensaios realizados e fornecerão os dados obtidos na simulação de uso da estrutura, calculados a partir da tangente imaginária traçada paralela à reta secante, ambas referentes aos corpos de prova. As definições dos módulos são:

  • módulo de deformação secante: o valor da propriedade é o coeficiente angular da secante ao diagrama tensão, deformação específica, considerado o carregamento de 0,5 MPa utilizado no ensaio;
  • módulo de elasticidade ou módulo de deformação tangente inicial: é o módulo tangente à origem, com valor de deformação secante obtido entre 30% de fc e 0,5 MPa.

Como é feita a simulação de uso da estrutura?

O ensaio de simulação é feito utilizando corpos de prova originários da mesma betonada, de mesmo tamanho e forma e preparados e curados sob as mesmas condições. É importante que esses parâmetros sejam respeitados, pois assim os parâmetros de ensaio serão os mesmos.

Os corpos de prova usuais são cilíndricos, com 300 mm de altura e 150 mm de diâmetro. Contudo, podem ser adotados outros valores, desde que respeitada a proporção:

  • L=2xd, em que: L: comprimento do corpo de prova e d: diâmetro do corpo de prova.

Os corpos de prova devem ser curados em água ou de acordo com as prescrições da NBR 5738 (Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova) e NBR 7680 (Concreto – Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto).

O ensaio considera ciclos de carga em períodos iguais, a sequência para realização é:

  • posicionar o corpo de prova no centro da máquina;

  • aplicar tensão de até 30% da resistência característica do concreto, podendo ser 40%, ou valores de acordo com a solicitação do projetista de estrutura;

  • permanecer aplicando a carga durante 60 segundos;

  • reduzir o carregamento com a mesma velocidade que foi aplicada;

  • realizar mais dois ciclos de carga com períodos iguais;

  • carregar novamente o corpo de prova;

  • medir a deformação obtida após 30 segundos do ciclo de carga;

  • realizar as medições de deslocamento;

  • aumentar proporcionalmente o carregamento até que o corpo de prova se rompa.

As medidas coletadas no ensaio serão realizadas com equipamentos específicos e de alta precisão, dessa forma, os resultados obtidos terão maior confiabilidade. Os instrumentos de medida podem ser elétricos ou mecânicos e com índice relativo de erro menor que 1%.

Os medidores precisam ser instalados com distâncias iguais do corpo de prova, de forma a garantir pontos de medição equidistantes e com tolerância máxima de 5mm.

Para cada ensaio, seja do módulo de elasticidade, seja do módulo de deformação, serão ensaiados três corpos de prova. Após a realização do ensaio, faz-se o relatório com os dados obtidos, para validar as informações. 

Quais são os dados do relatório, segundo a NBR 8522?

O relatório é dividido em itens obrigatórios e opcionais, conforme relação a seguir.

Itens obrigatórios

  • reconhecimento dos corpos de prova;

  • data de moldagem;

  • especificações para cura e armazenamento dos corpos de prova;

  • idade dos corpos de prova no dia do ensaio;

  • tratamento utilizado para regularização da superfície do corpo de prova;

  • instrumentos utilizados para medição das deformações;

  • número e comprimento das bases de medida;

  • resistência à compressão axial segundo a tensão estabelecida pelo projetista estrutural;

  • resistência à compressão axial de cada corpo de prova utilizado na determinação do módulo de elasticidade e deformação;

  • método de carregamento aplicado, podendo ser tangente inicial ou secante;

  • valor do módulo estático de elasticidade ou deformação de cada corpo de prova;

  • valor médio para módulo de elasticidade do concreto;

  • valor médio para módulo de deformação à compressão do concreto.

Itens opcionais

  • dados característicos de projeto, como fck, Eci ou Ecs;

  • posição do concreto na estrutura;

  • dados sobre os materiais componentes do concreto;

  • informações que sejam interessantes ou necessárias, como presença de materiais estranhos, ruptura anômala e características dos agregados;

  • diagrama tensão-deformação.

Como vimos, a NBR 8522 auxilia na simulação e na compreensão da estrutura em uso. Para obtenção de resultados confiáveis, adote as prescrições estabelecidas na normativa. Os carregamentos de compressão são os mais representativos para o concreto, por isso, é necessário verificar o material para avaliar o comportamento global da estrutura.

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