Responda às seguintes questões:
Diferencie os conceitos de Estado Limite Último e Estado Limite de Utilização. Comente sobre a utilização de coeficientes de segurança em ambas as situações. [Cap. 2]
Diferencie os conceitos de Estado Limite Último e Estado Limite de Utilização. Comente sobre a utilização de coeficientes de segurança em ambas as situações. [Cap. 2]
Passo 1
O enunciado pede para diferenciarmos dois conceitos fundamentais de dimensionamento de estruturas – o Estado‐Limite Último (ELU) e o Estado‐Limite de Utilização (ELUti) – e comentarmos como se aplicam os coeficientes de segurança (ou fatores parciais de segurança) em cada caso. Vamos então revisar o que cada estado‐limite significa e como os códigos utilizam esses coeficientes para garantir segurança e funcionalidade.
Passo 2
Definição do Estado‐Limite Último (ELU)
O ELU trata da segurança estrutural contra falhas drásticas, tais como colapso por flexão, flambagem, resistência ao cisalhamento ou instabilidade global. O objetivo é que a capacidade resistente da estrutura seja sempre maior ou igual às solicitações de projeto
, aplicando fatores de segurança para considerar incertezas. A verificação típica é
O ELU trata da segurança estrutural contra falhas drásticas, tais como colapso por flexão, flambagem, resistência ao cisalhamento ou instabilidade global. O objetivo é que a capacidade resistente
onde:
resistência característica;
coeficiente parcial para propriedades do material (
);
ação característica (peso próprio, cargas permanentes e variáveis);
coeficiente parcial para cada tipo de ação (
).
Passo 3
Definição do Estado‐Limite de Utilização (ELUti)
O ELUti cuida da funcionalidade e conforto ao longo da vida útil: deflexões excessivas, fissuração além do aceitável, vibrações desconfortáveis, ou comprometimento da durabilidade. Aqui não buscamos colapso, mas sim limites máximos de deformação, abertura de fissuras e aceleração. A verificação típica é
O ELUti cuida da funcionalidade e conforto ao longo da vida útil: deflexões excessivas, fissuração além do aceitável, vibrações desconfortáveis, ou comprometimento da durabilidade. Aqui não buscamos colapso, mas sim limites máximos de deformação, abertura de fissuras e aceleração. A verificação típica é
onde
é a combinação de ações e
é o valor limite admissível (por ex., flecha máxima
, largura de fissura
,mm, etc.). Em geral usa‐se:
para que a verificação seja feita com cargas realistas de serviço, sem sobredimensionar nem subestimar.
Passo 4
Comentário sobre coeficientes de segurança
- No ELU, os coeficientes parciais de ações
são maiores que (por exemplo para cargas permanentes, para variáveis), e o coeficiente do material também é > . Esses fatores cobrem incertezas em cargas, materiais, modelagem e execução. - No ELUti, adota‐se normalmente
e , mas as ações variáveis são reduzidas por fatores de combinação (por ex. , ) para representar condições frequentes ou quase‐permanentes. Isso evita verificações irreais que poderiam liberar fissuração ou flechas acima do permitido.
Resposta
O Estado‐Limite Último (ELU) assegura que não haja colapso da estrutura, usando fatores parciais de ações
e de materiais
para ampliar a resistência nominal e reduzir as solicitações de projeto, garantindo
.
O Estado‐Limite de Utilização (ELUti) garante conforto e durabilidade (flechas, fissuras, vibrações), sem fatores de segurança > , mas com fatores de combinação
que reduzem cargas variáveis a valores realistas, assegurando
.
O Estado‐Limite de Utilização (ELUti) garante conforto e durabilidade (flechas, fissuras, vibrações), sem fatores de segurança >