Cisalhamento

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IV - CISALHAMENTO

1 - ESTADO DE TENSÃO

1.1 - GENERALIDADES

Nos capítulos anteriores, se analisou o comportamento de vigas de concreto armado submetida a solicitações normais. As tensões internas provenientes da flexão foram calculadas imaginando-se que o momento fletor agisse isoladamente na seção. Isto pôde ser feito porque a existência de força cortante na seção não altera os valores,nem a distribuição, das tensões normais. A metodologia empregada na análise resultava bastante simples: aplicava-se as equações de equilíbrio (isoladamente ou em conjunto com as equações de compatibilidade de deformações) sobre as solicitações, internas e externas, atuantes em uma determinada seção (normalmente a seção mais solicitada).
Já o comportamento de peças de concreto armado quando atuamesforços transversais (esforço cortante e momento torçor) é bastante complexo.
No cisalhamento, quando o esforço cortante atua isoladamente na seção, as tensões de cisalhamento que aparecem para equilibrar a solicitação externa têm distribuição uniforme; atuando também a solicitação momento fletor na seção, as tensões de cisalhamento distribuir-se-ão de forma totalmente diferente, apesar de suaresultante continuar sendo a mesma. Por este motivo, para o estudo do cisalhamento, não se pode considerar o esforço cortante agindo isoladamente, mas sim simultaneamente com o momento fletor.
Além disto, existem outros fatores que influem sobre a capacidade resistente à força cortante de uma viga: forma da seção transversal; variação da seção transversal ao longo da peça; esbeltez; disposiçãodas armaduras; aderência aço/concreto; tipo de cargas e apoios ...
Portanto, na análise de vigas de concreto armado submetidas a esforços cortantes, se faz necessário tratar a peça como um todo, já que os mecanismos resistentes que se formam são geralmente tridimensionais. Formular uma teoria simples e prática, que leve em consideração todos estes fatores, e que dê resultados exatos é uma tarefabastante difícil.

1.2 - ESTÁDIO I

No estádio Ia (concreto intacto, sem fissuras), o comportamento das peças de concreto armado é elástico linear (obedece a Lei de Hooke) e as tensões tangenciais podem ser calculadas através das equações da resistência dos materiais.
Se está agindo somente o esforço cortante, a distribuição das tensões internas é uniforme, e pode ser determinada pelaexpressão:
  distribuiçâo uniforme
Se, na mesma seção, estão agindo o esforço cortante e o momento fletor simultaneamente, a distribuição de tensões internas não é mais uniforme, mas varia de forma parabólica com a distância à linha neutra, e pode ser determinada pela expressão:
  distribuição parabólica
onde:
:tensão tangencial
V: esforço cortante
A: área da seção transversal
I: momento de inércia da seção transversal em relação à linha neutra - constante para a seção
S: momento estático em relação à linha neutra - varia com a distância à LN

O valor máximo da tensão tangencial de cisalhamento é obtido no ponto onde o momento estático é máximo, isto é, na linha neutra.max 
sendo:
S/I = 1/z
z: distância entre os centros de gravidade das zonas comprimida e tracionada


1.3 - ESTÁDIOS II E III

Nos estádios II e III, o concreto está fissurado na zona tracionada, mas na zona comprimida ainda está intacto. Assim, na zona comprimida, intacta, a distribuição de tensões continua igual ao estádio I. Já na zonatracionada, fissurada, o concreto não resiste mais e as tensões tangenciais são provenientes da força transmitida pela armadura ao concreto por aderência, na zona entre fissuras. Desta forma, a tensão se mantém constante (o momento estático não varia pois não se considera a resistência do concreto) até encontrar a armadura, quando cai bruscamente à zero.
A distribuição de tensões tangenciais...
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