Estados Limites ELU e ELS: aprenda a diferença!

11 de novembro de 2018


 DANDARA VIANA

Não pense que é só você que não entende muito bem a diferença entre  ELU e ELS, os estados limites são critérios muitas vezes tidos como confusos por estudantes e até profissionais de engenharia.
Mas não se desespere.
Para que você não tenha mais dúvidas nesse assunto, nesse post, explicaremos e exemplificaremos cada um deles, citando as diferenças entre ambos e a importância dos mesmos.
Boa leitura!

Estado Limite Último e Estado Limite de Serviço

Para início de conversa, ELU e ELS, respectivamente, Estado Limite Último e Estado Limite de Serviço, são os dois critérios de segurança estabelecidos pela ABNT NBR 6118:2014, Associação Brasileira de Normas Técnicas que se refere aos procedimentos de projeto de estruturas de concreto.
Mas o que é um estado limite?
Estado limite é o estado que define impropriedade para o uso da estrutura, por razões de segurança, funcionalidade ou estética, desempenho fora dos padrões especificados para sua utilização normal ou interrupção de funcionamento em razão da ruína de um ou mais de seus componentes.
Em outras palavras, é o estado em que a estrutura deixa de atender os requisitos para um funcionamento de forma plena e adequada ou até mesmo quando seu uso é interrompido por razão de um colapso na estrutura.

Estados Limites Últimos – ELU

Dentre os dois tipos de estados limites apresentados na seção 10 (Seguranças e estados limites) da ABNT NBR 6118:2014, o ELU é o primeiro deles.
O ELU está relacionado ao estado no qual a estrutura já não pode ser utilizada por razão de esgotamento da capacidade resistente e risco à segurança.
Nesse caso, quando a estrutura está submetida ao estado limite ultimo, são necessários reparos ou até mesmo a substituição da construção para que a segurança seja assegurada.

Os estados-limites últimos que merecem nossa atenção

Os estados limites últimos a serem verificados para garantir a segurança de uma estrutura de concreto armado são citados no item 10.3 da NBR 6118:2014. De forma simplificada, são os seguintes:
  • Estado-limite último da perda de equilíbrio da estrutura, admitida como corpo rígido;
  • Estado-limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, devido às solicitações normais e tangenciais, admitindo a redistribuição de esforços internos, desde que seja respeitada a capacidade de adaptação plástica (1);
  • Estado-limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura no seu todo ou em partes, considerando os efeitos de segunda ordem (2);
  • Estado-limite último provocado por solicitações dinâmicas;
  • Estado-limite último de colapso progressivo;
  • Estado-limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura no seu todo ou em partes, considerando exposição ao fogo;
  • Estado-limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando ações sísmicas;
  • Outros estados-limites últimos devido a casos especiais não especificados.
Para uma maior compreensão do leitor, abaixo são citados alguns exemplos de erros que podem levar a estrutura ao estado-limite último e, consequentemente, a um colapso:
  • Um pilar mal dimensionado, como por exemplo, insuficiência de armadura;
  • Utilização de materiais em obra de qualidade diferente à especificada no projeto.


Pilar de uma estrutura de concreto armado se rompendo.
ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO SOB ESGOTAMENTO DA CAPACIDADE RESISTENTE.

Estados Limites de Serviço – ELS

 O próximo estado limite da ABNT NBR 6118:2014 que devemos conhecer é o ELS.
Diferentemente dos primeiros estados limites que acabamos de ser apresentados, os estados limites de serviço são os critérios de segurança que estão relacionados ao conforto para os usuários, durabilidade da estrutura, aparência e boa utilização de um modo geral.

Os estados-limites de serviço que merecem nossa atenção

De acordo com o item 3.2 da ABNT NBR 6118:2014, os estados limites de serviço que devem ser verificados para a segurança das estruturas de concreto são classificados em:
  • Estado limite de formação de fissuras (ELS-F);
  • Estado limite de abertura das fissuras (ELS-W);
  • Estado limite de deformações excessivas (ELS-DEF);
  • Estado limite de descompressão (ELS-D);
  • Estado limite de descompressão parcial (ELS-DP);
  • Estado limite de compressão excessiva (ELS-CE);
  • Estado limite de vibrações excessivas (ELS-VE).

Entre os exemplos mais comuns do ELS, que provocam desconfortos aos usuários, perda de durabilidade da estrutura e até risco à segurança, estão os seguintes:
  • Flechas excessivas em lajes ou vigas;
  • Fissuração exagerada;
  • Forte vibração da estrutura;
  • Recalques consideráveis.

Estrutura de concreto com fissuração exagerada.
CASO DE FISSURAÇÃO EXAGERADA EM UMA ESTRUTURA DE CONCRETO.


Torre de pisa mostrando um caso de recalque considerável em uma estrutura de concreto exemplode um estado limite.
CLÁSSICO CASO DE RECALQUE EM UMA ESTRUTURA DE CONCRETO.

Diferença entre ELU e ELS

 Conforme prometido, você já deve ter conseguido entender o que cada estado limite significa, agora vamos solidificar o que aprendemos nesse post.
A principal diferença entre o Estado Limite Último e o Estado Limite de Serviço é que o primeiro oferece um risco iminente de ruína da estrutura, devendo ser reparado imediatamente.
Já o segundo estado limite de desempenho não oferece risco eminente de ruína, estando apenas fora dos padrões normais de funcionamento. Mesmo não oferecendo um risco iminente, o ELS não deve ser menosprezado.
Outra diferença é que o ELU é o estado limite mais indesejável para o engenheiro, pois significa que a estrutura está sob condição última, como, por exemplo, um pilar que ameaça romper.
Desse modo, a estrutura corre mais perigo de colapso que no ELU que no ELS, que praticamente está presente no nosso cotidiano, principalmente sob a forma de fissuras.

A importância do estados limites

Por fim, para que necessitamos tanto conhecer os estados limites?
Porque um bom projeto estrutural deve atender aos requisitos de segurança presentes na ANBT NBR 6118:2014, pois, quando os estados limites são alcançados significa que o uso da edificação pode ser inviabilizado por não garantir a segurança necessária.
Dessa forma, primeiro analisamos a estrutura para o cálculo das solicitações, depois dimensionamos as armaduras para que possam funcionar no estado limite último e, por último, verificamos cada um dos estados limites de serviço.

PARA SEU MAIOR ENTENDIMENTO:
(1) Capacidade de adaptação plástica considera as não linearidades, admitindo-se materiais de comportamento rígido-plástico perfeito ou elastoplástico perfeito. Veja mais sobre isso no item 14.5.4 da ABNT NBR 6118:2014. 
(2) Entende-se por efeitos de segunda ordem aqueles provocados numa estrutura devido a uma análise em segunda ordem, ou seja, ao estudo de equilíbrio de uma estrutura na sua posição deformada. Veja mais sobre isso no item 15.4 da ABNT NBR 6118:2014.

Veja outras publicações em:
Acadêmica de Engenharia Civil pela Universidade Federal do Piauí.

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