Tomo I - Capítulo VII - Deformação
Autor: Arqº Rogério Carvalho de Mello Franco | Publicado: 2012-03-09T13:08:00-08:00













A tensão e a deformação dos corpos 




Para ampliar, clique na imagem

Robert Hooke descreveu no Século XVIII a teoria da relação da tensão com a deformação dos corpos. Suas ideias esclareceram o que para o trato com as estruturas arquitetônicas tem sido de grande valia. 
Ao se ensaiar uma barra, submetendo-a a um esforça de tração constante e crescente, ela se deformará progressivamente na direção do esforço que a solicita. A relação entre a tensão aplicada e a deformação resultante enseja a criação de um gráfico de tensão X deformação. 

Fase elástica 
Dentro de certos limites de força aplicada ao sistema, a relação entre a tensão e deformação apresentará uma proporção direta, representada por uma reta, expressão da própria Lei de Hooke. Para a Arquitetura, somente a fase elástica deve ser considerada. A deformação permanente não interessa à criação dos espaços estáveis. 

Fase plástica e etapa de escoamento 
Quando a tensão segue aumentando, ultrapassando a o limite da proporcionalidade reta, ou fase elástica, comparece a chamada “fase plástica”, na qual acontecem deformações crescentes proporcionalmente maiores do que o incremento de força geradora de tensão. Esta etapa do processo, fronteiriça entre as fases elástica e plástica, e que dá início a esta última, é relativamente curta; se denominada “etapa de escoamento”. Nesse breve período em que se verificam inflexões na curva, com cristas e vales, se percebe o “limite do escoamento” como um ponto mais elevado seguido de variações. 

Limite admissível de tensão 


Para ampliar, clique na imagem

A descoberta do limite de escoamento é o fato mais importante para a segurança dos materiais porque a partir dele se pode aplicar fatores de de segurança cuja finalidade é a consideração de valores admissíveis para o dimensionamento de peças estruturais em Arquitetura. 

Estricção e colapso 
Em se imprimindo mais força, que gerará ainda mais tensão ao sistema, a barra ensaiada tenderá a assumir cada vez maior deformação para incrementos menores de força, até chegar a um limite extremo, “limite de resistência”, a partir do qual, mesmo se o carregamento de força for arrefecido ou até mesmo integralmente suprimido, o material tenderá a entrar em estricção, deformação apresentada pela redução de área transversal ao eixo de aplicação da força que provoca a tensão, vindo como consequencia a se romper. Assim, o material passará da fase plástica para a fase ruptura, até entrar em colapso. 

Fragilidade, ductibilidade e tenacidade dos materiais 
Fragilidade é a propriedade de elementos materiais de se romperem sem que entrem praticamente em fase plástica. O contrário disto é a ductibilidade, capacidade dos materiais de se deformarem plasticamente sem se romper. Isto pode ser medido por meio da deformação específica ou da estricção. Quanto mais dúctil maior será a redução de área ou o alongamento antes do colapso ou ruptura. Será considerado tanto mais frágil o elemento estrutural que apresentar maior fase elástica em relação à fase plástica; mais dúctil o que, ao contrário, demonstrar fase elástica mais ampla do que a elástica. A tenacidade é a capacidade dos materiais de absorverem energias de impacto, a energia total que um elemento material pode receber na totalidade de suas fases elástica e plástica, (jaules por metro cúbico), representada pela área do gráfico de tensão X deformação. Um material dúctil com a mesma resistência de um que seja frágil requererá mais energia para ser rompido. Portanto, será mais tenaz, 

Módulo de elasticidade ou módulo de Young 
A constante de proporcionalidade indicada pela inclinação da reta da fase elástica de ensaio é denominada “Módulo de Elasticidade” ou “Módulo de Young”, homenagem ao físico britânico, Thomas Young. Este é um parâmetro fundamental para a aplicação de materiais em associação com várias outras propriedades mecânicas dos elementos estruturais na Arquitetura. Nesta fase, chamada “elástica”, cessada a força que gera a tensão, a peça carregada tende absolutamente a retornar a sua forma original