O que é uma viga de concreto?

Na engenharia estrutural, uma viga de concreto é uma unidade de suporte de carga que pode ser usada para transportar cargas horizontais e verticais. Conhecidas como vigas de concreto armado ou vigas de concreto armado de cimento (RCC), essas vigas são feitas envolvendo barras de aço, placas ou fibras dentro do concreto. Esse reforço de aço aumenta a resistência da viga e permite que a viga lide com tensões de tração e resista à flexão. Sem o reforço de aço, a viga de concreto seria frágil e quebraria sob as cargas impostas a ela.

O coeficiente de expansão térmica do concreto e do aço é semelhante. Essa semelhança garante que haja pouca ou nenhuma tensão interna causada pelas diferenças de expansão e contração térmica entre os dois materiais. Essas diferenças poderiam ter enfraquecido a viga de concreto. Outro fator que permite uma transmissão de tensões ainda mais eficiente entre o aço e o concreto é que quando o cimento úmido aplicado ao aço seca, sua superfície corresponde exatamente à superfície do aço. Para fazer com que o aço e o concreto se unam melhor, o aço é geralmente corrugado ou rugoso.

Envolver o aço dentro do concreto protege-o das intempéries e evita a corrosão do aço. Se o aço enferrujasse, ele se expandiria e racharia, e se separaria do invólucro de concreto. Isso enfraqueceria novamente a construção do feixe.

As vigas de concreto são amplamente utilizadas na construção civil contemporânea e na construção de pontes rodoviárias. É comum o uso de vigas de concreto protendido para pontes. Essas vigas são feitas esticando tendões de aço de alta resistência, lançando o concreto ao seu redor e depois liberando os tendões quando o concreto começa a curar. Seções transversais retangulares e seções transversais de vigas universais são comumente usadas na construção de estruturas de aço. A viga universal também é conhecida como viga I, viga de flange largo ou coluna universal.

Vários métodos matemáticos, calculados com um programa de computador de cálculo de vigas, são usados ​​para determinar as forças internas e externas da viga de concreto e as deflexões da viga. As forças da viga são determinadas pelo método de rigidez direta ou deslocamento, o método de distribuição de momentos e o método de flexibilidade. As deflexões da viga são determinadas pelo método de deflexão do talude e pelo método de trabalho virtual. A equação de vigas de Euler-Bernoulli é comumente usada para realizar análises de vigas de estruturas de vigas.

Para que uma construção seja estruturalmente sólida, é importante que os engenheiros calculem quanta carga uma viga de concreto pode suportar com segurança e os tipos de forças que serão impostas a ela. As deflexões de vigas também são procuradas por razões de segurança estrutural, como na redução do contato da viga com materiais de construção que podem ser frágeis. As deflexões da viga também podem ser realizadas para dar à arquitetura uma aparência esteticamente mais agradável; por exemplo, para garantir que não haja afundamentos nas vigas.