Sua equipe de engenharia foi chamada para avaliar a segurança estrutural de um pilar de concreto armado que se posicionava ao lado de um equipamento mecânico que sofreu um incêndio. O pilar é quadrado com lado igual a ( 350 mm mais 5 vezes soma do último algarismo dos números de matrícula de cada aluno), 3000 mm de comprimento e é armado com um número de barras igual a 4 + o dobro da subtração do último algarismo do número de matrícula de maior valor com o de menor valor da dupla e diâmetro igual a 16 mm . Após o incidente, o pilar foi totalmente descarregado através de um rigoroso sistema de escoramentos e espera sua avaliação para ações posteriores. Para realizar sua avaliação você deverá ter as seguintes respostas em mente:
I) Avaliação da resistência do concreto ( 0,5 ponto)
Para determinar a resistência do concreto após o incêndio foram retirados e ensaiados em laboratório 3 corpos de prova cilíndricos de 100 mm de diâmetro e 200 mm de comprimento. Os resultados dos ensaios dos três corpos de prova foram de
177,6 \mathrm{kN}, 234,1 \mathrm{kN} e
206,8 \mathrm{kN}. A partir disso, determine a tensão de ruptura média e a tensão admissível média do concreto pós incêndio.
II) Avaliação da resistência do aço ( 0,5 ponto)
Para avaliar as propriedades do concreto um segmento da barra de aço foi retirado in loco e ensaiada em laboratório. A tabela abaixo apresenta os resultados de alongamento (
\delta ) medidos pelo extensômetro com comprimento inicial de 100 mm e as respectivas forças axiais §. Baseado nos ensaios experimentais determine o gráfico tensão deformação, a tensão de escoamento e o modulo de elasticidade do vergalhão de aço após o incêndio.
|
\delta(\mathrm{mm}) |
0,00 |
0,02 |
0,05 |
0,08 |
0,11 |
0,16 |
0,21 |
0,26 |
0,30 |
0,37 |
0,41 |
0,46 |
0,69 |
0,87 |
1,08 |
|
\mathrm{P}(\mathrm{kN}) |
0,0 |
3,2 |
7,5 |
11,7 |
16,4 |
23,3 |
30,5 |
36,7 |
42,9 |
47,8 |
49,8 |
50,3 |
50,1 |
50,3 |
50,4 |
a) (1,0 ponto)
Em uma análise previa do projeto estrutural, você identificou que o pilar foi dimensionado para suportar uma força axial centrada de 4000 kN , tensão de ruptura do concreto de 35 MPa , Modulo de Elasticidade do Concreto de 33,13 GPa , tensão de ruptura do aço dos vergalhões de 500 MPa e modulo de elasticidade de 210 GPa . Sabendo que o Fator de Segurança para o concreto é igual a 1,4 e o Fator de Segurança do aço é igual a 1,15 , responda se, originalmente, as tensões no concreto e no aço dos vergalhões superam as tensões admissíveis de cada material.
b) (1,0 ponto)
Uma segunda atitude foi caracterizar a deterioração dos materiais concreto aço para avaliar possíveis reduções de resistência devido à intensidade do incêndio.
c) (1,0 ponto)
Por fim, determine se as tensões aplicadas no aço e no concreto no pilar após o incêndio, caso seja retirado o escoramento. Compare as tensões solicitantes no pilar com as tensões admissíveis do aço e do concreto e diga se o pilar pode ser liberado para o uso ou se deve ser sugerido um reforço estrutural.
Considere o modulo de elasticidade do concreto de
28,69 \mathrm{GPa}.