Calculadora de tensao admissivel aco e concreto
Calcula tensao admissivel para barras de aco e concreto a partir da resistencia caracteristica e coeficiente de seguranca.
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Tensão admissível para aço e concreto
A tensão admissível nada mais é do que a resistência característica do material dividida por um coeficiente de segurança: σ_adm = f / FS. Pegue o aço brasileiro CA-50, cuja tensão de escoamento é fy = 500 MPa. Com FS ≈ 2,3, a tensão admissível à tração fica perto de 215 MPa. O concreto C25 segue a mesma lógica: fck = 25 MPa leva a uma tensão admissível à compressão de cerca de 18 MPa, enquanto a tração costuma ser desprezada de saída. Os coeficientes parciais de segurança que sustentam o dimensionamento moderno por estados-limite vêm de duas normas, a NBR 6118 para concreto e a NBR 8800 para aço.
Aplicações
Aparece no dimensionamento estrutural de vigas, pilares e lajes. Serve bem em projetos preliminares, quando você quer uma verificação rápida antes de partir para a análise detalhada. E entra também na conferência dos limites normativos da ABNT em laudos técnicos e ART/RRT.
Perguntas frequentes
Tensão admissível ou estados-limite? Hoje a NBR 6118 opera por estados-limite (ELU/ELS), aplicando coeficientes parciais tanto às cargas quanto às resistências. O método das tensões admissíveis, mais antigo, não morreu — segue útil como verificação rápida.
Por que desprezar a tração no concreto? A resistência à tração do concreto gira em torno de 10% da resistência à compressão, oscila bastante de uma concretagem para outra e some assim que a peça fissura. Por isso o projeto deixa toda a tração por conta da armadura.
Qual FS adotar? Os números mais comuns são 1,15 para o escoamento do aço (ELU) e 1,4 para a compressão do concreto. No método simplificado das tensões admissíveis, costuma-se ficar entre 2,0 e 2,5.
Ferramentas Relacionadas
Tensão na Borda por Protensão
Calcula a tensão normal em uma fibra extrema de uma seção de concreto protendido, σ = P/A + (P·e)/W, a partir da força de protensão P (MN), da área da seção A (m²), da excentricidade do cabo e (m) e do módulo de resistência da seção W (m³). O concreto protendido é uma das maiores invenções da engenharia estrutural do século XX: cabos de aço de alta resistência são tracionados (protendidos) e ancorados na peça, COMPRIMINDO o concreto antes mesmo de ele receber as cargas de serviço. Como o concreto é forte na compressão mas fraco na tração, essa pré-compressão 'cancela' as trações que as cargas externas causariam, permitindo vencer vãos muito maiores e usar peças mais esbeltas que no concreto armado convencional. O cabo é colocado com EXCENTRICIDADE (abaixo do centroide), de modo que a protensão gera não só uma compressão uniforme (P/A) mas também um momento (P·e) que produz tensões opostas às do carregamento — comprimindo justamente a fibra que tenderia a tracionar. Esta fórmula calcula a tensão resultante numa borda, somando a compressão axial à flexão da protensão; o projeto verifica que as tensões fiquem dentro dos limites em todas as fases (na protensão, vazia, e em serviço, carregada). Informe a força de protensão, a área, a excentricidade e o módulo de resistência.
Calculadora de area de aco em viga de concreto
Estimativa simplificada da area de aco longitudinal necessaria em viga retangular de concreto armado.
Tensão Admissível de Vaso (ASME)
Calcula a tensão admissível de projeto de um material de vaso de pressão pelo critério ASME, S = σ_rup ÷ n, a partir da resistência à tração mínima do material σ_rup (MPa) e do fator de segurança n (3,5 na edição atual da ASME VIII Div. 1 para a resistência à tração). A tensão admissível S é a tensão MÁXIMA que se permite no material do vaso em serviço, e é a base de todos os cálculos de espessura e de MAWP — ela embute a margem de segurança contra a falha. O código ASME determina a tensão admissível como a MENOR entre vários critérios: uma fração da resistência à TRAÇÃO (σ_rup/3,5 na edição atual — antes era /4,0, reduzido com o avanço dos materiais e da inspeção), uma fração do limite de ESCOAMENTO (2/3 de σ_esc), e, em altas temperaturas, critérios baseados na FLUÊNCIA e na ruptura por fluência (pois em alta temperatura o material deforma lentamente sob carga constante). Para cada material e temperatura, o código TABELA o valor de S — esta fórmula mostra o critério da resistência à tração, frequentemente o governante em temperaturas moderadas. Usar a tensão admissível correta (do código, para o material e a temperatura certos) é absolutamente essencial: ela é a margem de segurança que protege contra a explosão do vaso. Informe a resistência à tração e o fator de segurança.
Perda por Relaxação da Armadura
Calcula a perda de protensão por relaxação do aço, Δσ = (ψ/100)·σ_pi, a partir do coeficiente de relaxação ψ (% da tensão inicial) e da tensão inicial na armadura σ_pi (MPa). A relaxação é um fenômeno do AÇO análogo à fluência do concreto: quando um fio ou cordoalha de aço é mantido sob tração CONSTANTE (alongamento fixo, como num cabo protendido ancorado), sua tensão DIMINUI lentamente ao longo do tempo, mesmo sem variação de comprimento. É como se o aço 'cedesse' microscopicamente sob a carga prolongada, perdendo parte de sua tração. A relaxação depende do tipo de aço (os aços de RELAXAÇÃO BAIXA — RB —, tratados termomecanicamente, relaxam muito menos, ~2,5% em 1000h a 0,7·fptk, que os de relaxação normal — RN —, ~12%), do nível de tensão inicial (quanto maior, maior a relaxação) e da temperatura. O coeficiente ψ é tabelado em função desses fatores e do tempo. A relaxação é uma das perdas DIFERIDAS (ao longo do tempo) da protensão, junto com a retração e a fluência do concreto, e o projeto soma todas para obter a perda total e a força de protensão final efetiva. Informe o coeficiente de relaxação e a tensão inicial na armadura.
Tensão de Cabo em Içamento Acelerado
Calcula a tração dinâmica em um cabo durante o içamento de uma carga com aceleração, T = W·(1 + a/g), a partir do peso da carga W (N), da aceleração vertical do içamento a (m/s²) e da gravidade g. Quando uma carga é levantada com ACELERAÇÃO (no arranque do içamento, ao acelerar a subida), o cabo precisa fornecer não só a força para sustentar o peso (W), mas TAMBÉM a força para acelerar a massa para cima — pela segunda lei de Newton, a tração total é o peso vezes o fator (1 + a/g). Isso significa que a tração DINÂMICA é MAIOR que o peso estático: uma aceleração de g/2 (5 m/s²) aumenta a tração em 50%! É por isso que içamentos BRUSCOS (arranque rápido, ou pior, içar uma carga já em movimento ou parar bruscamente) geram SOBRECARGAS dinâmicas perigosas no cabo, que podem rompê-lo mesmo com a carga estática dentro da capacidade. O fenômeno é ainda pior em PARADAS bruscas e em cargas que 'arrancam do chão' (a folga do cabo é eliminada de repente, gerando um impacto). Por isso operadores experientes içam SUAVEMENTE (aceleração baixa), e os fatores de segurança dos cabos (5 ou mais) existem justamente para cobrir essas sobrecargas dinâmicas inevitáveis. Este cálculo quantifica o aumento da tração devido à aceleração, essencial na análise de segurança de içamentos dinâmicos. Informe o peso da carga e a aceleração do içamento.
Tensão Inicial de Protensão
Calcula a tensão inicial admissível na armadura de protensão, σ_pi = coef·f_ptk, a partir do coeficiente normativo (fração da resistência) e da resistência característica à ruptura do aço f_ptk (MPa). O aço de protensão é tracionado a uma tensão MUITO ALTA — uma fração significativa de sua resistência à ruptura —, o que é possível porque são aços de ALTA RESISTÊNCIA (cordoalhas com f_ptk de 1900 MPa, contra ~500 MPa do aço de concreto armado comum). Mas há um LIMITE para a tensão inicial, prescrito por norma para garantir segurança e limitar a relaxação: tipicamente a menor entre cerca de 0,74·f_ptk e 0,82·f_pyk (resistência ao escoamento) para aços de relaxação baixa na pré-tração, com valores ligeiramente diferentes para pós-tração e para o instante após a ancoragem. Aplicar uma tensão inicial alta é DESEJÁVEL (mais protensão efetiva, menos aço necessário), mas o limite normativo impede tracionar o aço perto demais do escoamento (o que reduziria a margem de segurança e aumentaria muito a relaxação). Este cálculo dá a tensão de tracionamento que o macaco deve aplicar (antes das perdas), ponto de partida de todo o dimensionamento da protensão. Informe o coeficiente normativo e a resistência característica do aço.
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