Estas são as funções dos pavimentos!

Figura 1 – Esta é a função dos pavimentos. Fonte: Autor, 2020.

As estruturas da engenharia civil estão presentes no dia-a-dia das pessoas, de forma que, muitas vezes, o leigo acredite que tem conhecimento suficiente para opinar sobre alguns conceitos que tangenciam nossa profissão. Não é atoa que vemos construções residenciais sem a consulta de um profissional capacitado para de fato projetar, planejar e executar aquela construção. Na pavimentação acontecem alguns pontos parecidos. O fato de diariamente presenciarmos os pavimentos em ruas da cidade, muitas vezes trincados, infelizmente, faz com que pensemos que esse é o normal. “Pavimentos sempre estarão trincados”, é o que o público leigo acaba pensando.

Bom, nosso papel como engenheiros e educadores é justamente prevenir com que esse tipo de pensamento aconteça. E isso só ocorrerá quando começarmos a tratar os pavimentos de fato como estruturas que devem e precisam ser conservadas. Mudar essa linha de pensamento é muito mais do que algo estético, manter pavimentos conservados tem como objetivo a manutenção das funções de um pavimento. Mas, qual seriam essas funções?

O que é o Módulo de reação do Subleito?

Figura 1 – Conheça a Teoria das Placas Isotrópas e o Módulo de reação do Subleito. Fonte da Figura: https://www.votorantimcimentos.com.br/

O dimensionamento de pavimentos de concreto simples é realizado utilizando a teoria das placas isótropas, onde a estrutura apoiada em um meio elástico que por simplificação é representado por um sistema de molas. Neste modelo simplificado, o solo responderia com uma reação aos esforços impostos sobre a placa e estaria condicionada ao deslocamento na superfície da placa. Dessa forma, a constante elástica é chamada de módulo de reação do subleito e ela está relacionada com a rigidez do sistema.

Winkler (1867) foi quem desenvolveu um modelo simplificado para calcular os esforços de reação de subleitos em fundações rasas, o qual é composto por molas que não transmitem esforços de cisalhamento entre si e com constante elástica idêntica. Dessa forma, a pressão de reação do subleito é medido pelo produto do deslocamento vertical sofrido (y) e a constante elástica da mola (k), conforme Equação 1.

Análise da influência do diferencial térmico positivo em placas de concreto para dimensionamento e análise de fadiga

Figura 1 – Pavimento de Concreto no Aeroporto de Madri. Fonte: Autor, 2020.

O dimensionamento de pavimentos de concreto simples é realizado utilizando a teoria das placas isótropas, onde a estrutura apoiada em um meio elástico que por simplificação é representado por molas que não transmitem esforços de cisalhamento entre si. Neste modelo simplificado, o solo responderia com uma reação aos esforços impostos sobre a placa e estaria condicionada ao deslocamento na superfície da placa. Dessa forma, a constante elástica é chamada de módulo de reação do subleito e ela está relacionada com a rigidez do sistema.

Em muitos métodos de dimensionamento de pavimentos de concreto, o empenamento térmico não é considerado nas análises para determinar as tensões críticas solicitadas por cada eixo. Os modelos de fadiga, utilizados para determinar o consumo de fadiga pela hipótese de Palmgren-Miner, utilizam a relação de tensões para avaliar a fadiga na estrutura. A relação de tensões é definida pelo quociente entre a tensão de tração solicitante pelo eixo em questão e a resistência a tração à flexão, sendo a última geralmente assumida nos métodos de dimensionamento como 4,5 MPa em 28 dias. O dimensionamento da PCA (1984) utiliza o método dos elementos finitos para análise de tensões e a vida útil da estrutura é definida pelo critério do consumo de fadiga. Neste método, além dos limites de utilização quanto ao módulo de elasticidade empregado, não são consideradas as tensões de empenamento térmico. Segundo Balbo (2009) a equação de fadiga utilizada pela PCA (1984) possui uma faixa de aplicação para relações de tensão variando de 0,55 a 0,45. Dessa forma, relações de tensão inferiores a 0,45 são consideradas como ilimitadas.

Para análise da influência do empenamento térmico e outros fatores que afetam o dimensionamento de estruturas de pavimentos de concreto, serão analisados algumas posições de carga em uma estrutura pré definida e seguindo algumas recomendações de outros autores para definição dos parâmetros dos materiais utilizados.

Como utilizar o software EverFE para analisar tensões em pavimentos de concreto

O EverFE é um software que utiliza o método dos elementos finitos (MEF) para calcular tensões e deslocamentos em estruturas de pavimentos de concreto. Este software foi criado pelo professor Bill Davids da University of Maine e pode ser adquirido entrando em contato com o professor por email.

Você quer aprender a analisar tensões em placas de concreto? Neste software eu faço um passo a passo do procedimento de análise e comentamos sobre alguns conceitos de placas de concreto. Se ficar com alguma dúvida não deixe de postar nos comentários para que possamos conversar sobre isso! Clique no link abaixo para acompanhar o vídeo:

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