O documento discute as propriedades mecânicas e físicas dos materiais sólidos, incluindo conceitos como tensão, deformação, elasticidade, plasticidade, dureza e condutividade térmica e elétrica. As propriedades dos materiais são importantes para entender o comportamento estrutural de construções.

1. Propriedades dos materiais
sólidos
Por serem as rocha formado de materiais
sólidos, as propriedades dos corpos
sólidos devem ser estudadas de modo a
permitir o conhecimento do
comportamento dos locais de
construção.

2. Conceito de tensão em um ponto
Para que um corpo esteja em equilíbrio,
qualquer de suas partes (corpo livre) deve
estar em equilíbrio.
Corpo submetido a um Corpo em equilíbrio
sistema de forças devido a suas forças
externas. internas.

3. Tensão em um ponto
 ∆f 
Tensão:σ = lim  
∆S →0 ∆S
 
 ∆f n 
Tensão Normal: σ = σ = lim 
n
∆S →0 ∆S

 
 ∆f t 
Tensão Tangencial: σ t = τ = lim  
∆S →0 ∆S
 
Portanto, é possível verificar que o valor da tensão
depende da orientação do plano considerado.

4.  Unidade de tensão:
unidade de força (N)/unidade de área
(m2):
Pascal: Pa = N/m2
 Em engenharia: Pascal unidade muito
pequena: usa-se megapascal: MPa
 1 MPa =1N/mm2 =1000kN/m2 =
0,1kN/cm2
 1MPa = 10 kgf/cm2 = 100 tf/m2

5. Resistência
 Capacidade de o material resistir a tensões
 Resistência: medida em ensaios padronizados
para os diversos materiais

6. Deformação
A grandeza deformação é definida como a
taxa de variação do deslocamento (u e v)
em relação à coordenada espacial (x e/ou
y
Elemento plano sofrendo deformação

7. Relação Tensão x Deformação
Lei constitutiva de um material:
permite caracterização do
comportamento de um sólido através
de uma relação entre as grandezas
tensão e deformação.
Cada material apresenta
comportamento de tensão x
deformação diferente.

8. Comportamentos Tensão x
Deformação

9. Módulo de Elasticidade
Módulo de elasticidade inicial: inclinação do
trecho inicial do diagrama tensão-deformação

10. Propriedades mecânicas
Elasticidade: É a propriedade que
um corpo sólido apresenta de retornar
à forma original após cessada a
aplicação de carga que o deformou.
Em um gráfico Tensão x Deformação, a elasticidade do
material está evidenciada pela coincidência dos caminhos de
carregamento e descarregamento.

11. Elasticidade
A maioria dos materiais sólidos tem um
comportamento misto, apresentando
uma relação linear-elástica para baixos
níveis de tensão e perdendo a
elasticidade quando alcança tensões
elevadas.
•Deformação elástica:
recuperável quando
cessada a tensão
Curva tensão x deformação para um material com
comportamento não-linear elástico

12. Plasticidade
É a propriedade que um corpo sólido
apresenta de se deformar, mudando
substancialmente sua forma sem, no
entanto, se romper
•Deformação plástica: não
recuperável (residual)
Relação tensão x deformação para um material linear
elástico perfeitamente plástico.

13. Plasticidade
Vale ressaltar que existem materiais
com comportamento plástico não-
perfeito.
Curva tensão x deformação para um material com
comportamento não-linear com plastificação.

14. Resiliência
É a quantidade de energia que o material pode
absorver e recuperar. Graficamente, é representada
pela área sob a curva tensão x deformação no trecho
de descarregamento correspondente à absorção de
energia elástica.
Representação gráfica da resiliência

15. Tenacidade
É a quantidade de energia total (em regime elástico e
plástico) que o material pode absorver.
Graficamente,é representada pela área sob a curva
tensão x deformação.
Representação gráfica da tenacidade

16. Ductibilidade e Maleabilidade
Estão relacionados com a capacidade de
deformação plástica do material. Maleabilidade se
refere à capacidade do material se deformar sem se
romper, quando submetido a esforços de
compressão, e a ductibilidade a esforços de tração.
Todos os materiais dúcteis são maleáveis, mas nem
todos os materiais maleáveis são dúcteis. Isso ocorre
pois o material maleável pode ter pouca resistência e
romper facilmente quando submetido à esforços de
tração.

17. Ductilidade
Em termos práticos, a ductilidade é
expressa em termos do alongamento
percentual em um ensaio de tração até a
ruptura.
Alongamento percentual em um ensaio de tração:
ε = (Lu-Lo)/Lo x100

18. Ductilidade
Numa curva tensão x deformação, em
tração, a ductibilidade é medida pelo
nível de deformação na ruptura.
Ex:
aço: 8% a 20 %
concreto: 0,3%-0,4%
Parâmetro de ductibilidade numa curva tensão x deformação

19. material dúctil
rompe com grandes
deformações: Granito,
calcáreo, fibras
grandes deformações para
construções: mais de 1 %
Materiais dúcteis: desejáveis
para a Engenharia=>dão pré-
aviso da ruptura

20. material frágil
- rompe com pequenas deformações
- ruptura sem aviso prévio: cerâmicas, vidro,
mica.

21.  Material dúctil: rompe
com grandes
deformações (dá um
pré-aviso da ruptura)
aço
 Material frágil: rompe
com pequenas
deformações (rompe
bruscamente, sem
pré-aviso)
concreto simples

22. Fluência
É o aumento contínuo de deformação
ao longo do tempo, com o material
submetido a um estado constante de
tensão.
Curva deformação x tempo representativa da fluência

23. Fadiga
Diminuição da resistência de um
material quando submetido a tensões
cíclicas.
Tensão ao longo do tempo num ensaio de fadiga
Importante em pontes, estruturas industriais etc

24. Fadiga
Se a tensão for reduzida, o material
suporta um número maior de ciclos até
um ponto limite, dito limite de fadiga,
onde o material suportaria,
teoricamente, um número infinito de
ciclos.
Curva resistência x nº de ciclos num ensaio de fadiga

25. Dureza
Capacidade de um material resistir à abrasão
superficial, ou seja, é a resistência que o
material oferece ao ser riscado.
A dureza relativa dos materiais é constatada
através da escala de Mooh.
Equipamento para corte de concreto:
extremidade com diamante

26. Propriedades físicas
Peso específico
É a relação entre o peso e o volume da
amostra do material
peso
pe =
volume
Massa específica
É a relação entre a massa e o volume da
amostra do material.
massa
me =
volume

27. Densidade
É a relação entre a massa da amostra
e a massa do mesmo volume de água
destilada a 4º C.
Ex. aço: 7,85
concreto: 2,3 a 2,4

28. Conductibilidade térmica
É a capacidade do material de permitir a
propagação de calor através de seu meio.
Esta capacidade é medida através de um
coeficiente de conductibilidade térmica K.
Fluxo de calor através de uma parede

29. desejável: menor conductibilidade
térmica: terra => melhor que concreto!
Estudo do comportamento térmico de
paredes de terra crua (UFGG)

30. Conductibilidade elétrica:
É a capacidade que o material tem de permitir que
seus elétrons de valência (elétrons do nível de energia
mais externo do átomo) se desloquem e tornem-se
livres.
Os materiais podem ser de 3 tipos:
 Supercondutores: Permitem o fluxo de corrente
elétrica quase que indefinidamente.
 Isolantes: Os elétrons de valência estão firmemente
retidos em orbitais fixos.
 Semicondutores: Onde a condução elétrica é devido
ao fluxo combinado de elétrons de valência e íons
positivos.