Eficiência da seção transversal à flexão

Por Emil Sanchez

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No caso da presença de tensões de tração nas seções transversais dos componentes estruturais, a NBR 16868-1:2020 prescreve o emprego de alvenaria protendida, principalmente quando solicitadas por ações laterais elevadas em comparação com as ações verticais, conforme se verifica em muros de arrimos, silos e reservatórios de água e paredes de galpões, solicitados a ação dos ventos. O dimensionamento de uma seção protendida é realizado, portanto, para eliminar as tensões de tração em serviço. Ressalta-se que a introdução de uma força normal na seção transversal pode levar o elemento estrutural a encurvar (flambagem), o que deve ser evitado.

Por se tratar de dimensionamento à flexo-compressão se faz necessário analisar o ponto de aplicação da força de protensão de modo a não se ter tensão de tração na seção, ou seja, considerar o núcleo central de inércia (NCI) para cada tipo de seção transversal..

Define-se, então, o fator de eficiência à flexão de uma seção transversal pela razão entre a dimensão do NCI, isto é, da excentricidade limite da força normal aplicada que origina apenas compressão e a altura da seção, assim:

As seções T ou π são usadas em vigas quando a razão carga permanente/carga de utilização é grande, evitando-se assim compressão excessiva na mesa. Essas seções são comuns em vigas de concreto protendido, mas não são usadas em vigas formadas com blocos de Alvenaria Estrutural.

A Figura 1 mostra os fatores de eficiência para algumas seções transversais usuais em elementos solicitados à flexão.

Figura 1

O acréscimo da eficiência da seção transversal à flexão se dá com o aumento do momento de inércia J e a diminuição da sua área A, para isso deve-se:

• afastar a massa do centro de gravidade da seção transversal;
• quando se tratar de seção composta de retângulos diminuir a espessura da alma do elemento estrutural.

A seção retangular é a mais usual em elementos de Alvenaria Estrutural, principalmente em muros de contenção onde se faz uso de protensão completa, e apresenta as seguintes particularidades:

• não é eficiente à flexão devido ao seu grande peso próprio quando adotada em vigas;
• é uma forma simples e de menor custo para ser executada;
• quando da protensão do elemento estrutural a colocação das barras é simples;
• em geral é usada para vigas com pequenos vãos;
• sua eficiência à flexão é apenas ρ=1/3.

O texto da NBR 16868-1:2020 relativo à Alvenaria Protendida é bem detalhado, mas uma norma não é um documento de cunho didático, portanto, não traz no seu escopo detalhes e  particularidades sobre o tema aqui abordado.