A resistência à tração do vergalhão e a resistência à compressão do concreto são os dois parâmetros de resistência mais importantes que consideramos durante o planejamento da construção.
Nós usamos Aço reforçado quando o concreto está sujeito a tensões de tração e sua resistência não é suficiente para suportar as cargas.
Assim, o aço de reforço do elemento estrutural destina-se a atuar em conjunto com o concreto. O aço é fraco sob compressão ao interagir. A ação composta é a melhor solução para esse problema.
Consideremos uma variação típica da tensão-deformação das barras de armadura.
Qual é a resistência à tração do aço de reforço?
A figura acima mostra a variação típica no endurecimento por tensão e deformação do aço.
Inicialmente é reto e em determinado ponto (chamamos de dar) torna-se não linear.
A resistência à tração da barra de reforço é a tensão máxima (tensão limite) à qual a barra de reforço é exposta quando esticada.
Este é o pico, após o qual começa a constrição e depois a tensão diminui conforme mostrado na figura acima. A resistência à tração do vergalhão é um fator muito importante que precisamos conhecer em projetos não lineares.
Nas construções lineares, a resistência da armadura é geralmente considerada até ao limite de escoamento. No entanto, ao nos concentrarmos em projetos não lineares, aproveitamos ao máximo a tensão que o vergalhão pode suportar sem falhar.
Projetos sísmicos, projetos de estruturas para cargas explosivas, projetos para cargas aleatórias, etc. requerem principalmente a região não linear do aço de reforço.
Variação da resistência à tração das barras de reforço
Existem desvios na resistência à tração ou na carga de ruptura das barras de reforço.
À medida que a resistência da armadura aumenta, o seu alongamento diminui. Portanto, é necessário menos estiramento (ou tensão) para atingir a tensão máxima de tração.
Conforme mostrado na figura acima, a resistência à tração aumenta à medida que o grau do aço de reforço aumenta. No entanto, a carga é menor até que ocorra a falha.
Como testar a resistência à tração do vergalhão
Primeiro, as amostras a serem testadas devem ser selecionadas. A amostragem é realizada de acordo com os códigos de prática relevantes ou especificações do projeto.
De acordo com a BS 4449:2005, três corpos de prova por 30 toneladas devem ser ensaiados para cada diâmetro nominal.
Várias máquinas de teste foram desenvolvidas para realizar testes de resistência à tração. A figura a seguir mostra uma máquina de teste típica.
Conforme mostrado na figura acima, a amostra é posicionada e então a força é aplicada até falhar.
Agora vamos examinar a relação tensão-deformação típica do vergalhão para entender o desenvolvimento da resistência à tração.
- À medida que as barras de reforço são carregadas, o seu alongamento aumenta gradualmente. Até o ponto A, a tensão e a deformação são proporcionais e reduzir ou aumentar a carga dentro desta faixa não resulta em deformação permanente das barras.
- A proporção de tensão e deformação nesta área também é chamada de módulo ou módulos de elasticidade. (E=σ/ε).
- Se a carga aumentar, a tensão atinge o ponto B, denominado Limite de estiramento onde o reforço começa a fluir. A tensão na qual o fluxo começa é chamada Limite de estiramento.
- Do ponto B ao ponto C é o produzindo de ganho que é um aumento na tensão para uma mudança menor na tensão e este é um deformação plástica (permanente) no bar.
- Além do limite de escoamento, o material muda sua estrutura cristalina e se torna mais forte e resiste à deformação. Portanto, é necessária uma tensão adicional para produzir a deformação plástica adicional além do ponto C. Este fenômeno é conhecido como Endurecimento por trabalhoAo final deste processo, a carga atinge seu valor máximo.
- A tensão máxima (ponto D) é a resistência máxima à tração isso é alcançado antes que o estresse seja aliviado.
- Se você esticar a barra além do ponto D, a seção transversal da barra será reduzida. Esta redução local na seção transversal é chamada constrição.
- Com a redução da seção transversal, a capacidade de carga da barra diminui significativamente e ela acaba falhando no ponto E. A resistência na qual Aço reforçado falhar é conhecido como Força de ruptura.
- Além disso, há um desvio da curva acima indicada pela linha tracejada com a redução da área transversal. Portanto, a tensão real/tensão real será maior do que a indicada.
Este é o processo associado ao teste de reforço. Conforme explicado acima, a tensão máxima que a barra pode suportar é chamada de resistência à tração.
Requisitos de código de projeto
De acordo com a BS 4449:2005 não há limite para a resistência à tração das barras de reforço. No entanto, normas como a ASTM estabeleceram um valor mínimo com base na classe do aço.
A tabela a seguir, retirada de um documento técnico, apresenta esses valores.
O artigo Teste de reforço Mais informações sobre testes de reforço podem ser encontradas aqui.
