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Sumário QUESTÃO 1 ...................................................................................................................... 2 QUESTÃO 2 ...................................................................................................................... 2 QUESTÃO 3 ...................................................................................................................... 2 QUESTÃO 4 ...................................................................................................................... 3 QUESTÃO 5 ...................................................................................................................... 3 QUESTÃO 6 ...................................................................................................................... 4 QUESTÃO 7 ...................................................................................................................... 4 QUESTÃO 8 ...................................................................................................................... 5 QUESTÃO 9 ...................................................................................................................... 6 QUESTÃO 10 .................................................................................................................... 6 QUESTÃO 11 ..................................................................................................................... 7 QUESTÃO 12 .................................................................................................................... 7 QUESTÃO 13 .................................................................................................................... 7 QUESTÃO 14 .................................................................................................................... 8 QUESTÃO 15 .................................................................................................................... 9 QUESTÃO 16 .................................................................................................................... 9 QUESTÃO 17 .................................................................................................................. 10 QUESTÃO 18 .................................................................................................................. 10 QUESTÃO 19 .................................................................................................................. 10 QUESTÃO 20 .................................................................................................................. 11 QUESTÃO 21 .................................................................................................................. 11 QUESTÃO 22 .................................................................................................................. 12 QUESTÃO 23 .................................................................................................................. 12 QUESTÃO 24 .................................................................................................................. 13 QUESTÃO 25 .................................................................................................................. 13 QUESTÃO 26 .................................................................................................................. 14 QUESTÃO 27 .................................................................................................................. 14 QUESTÃO 28 .................................................................................................................. 15 QUESTÃO 29 .................................................................................................................. 15 918061 - ESTRUTURAS METÁLICAS E DE MADEIRA QUESTÃO 1 Duas chapas de 204 mm × 12,7 mm (1/2") em aço MR250 (ASTM A36) são emendadas com chapas laterais de 9,53 mm (3/8") e parafusos comuns (A307) com diâmetro de ϕ 25,4 mm (1"). Determinar o esforço resistente Rd relacionado ao corte duplo dos conectores (parafusos). a) Rd = 722 kN. b) Rd = 767 kN. c) Rd = 700 kN. d) Rd = 748 kN. e) Rd = 793 kN. QUESTÃO 2 Para a ABNT NBR 8800:2008, o valor do coeficiente de ponderação de ação permanente do tipo peso próprio de estruturas metálicas, segundo combinações normais desfavoráveis quanto ao Estado Limite Último, equivale a: a) 1,10 b) 1,00 c) 1,15 d) 1,40 e) 1,25 QUESTÃO 3 Realizar as possíveis combinações últimas normais (Estado Limite Último) para uma barra de treliça constituída por perfil de aço, sujeita a uma força axial de tração. Tal força é originada a partir das seguintes ações: Peso próprio da estrutura de aço: G1 = 19 kN Carga acidental (de uso e ocupação): Q1 = 17 kN Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 12 kN Ação do vento de sucção: Qv2 = -7 kN Considerar que na construção não há predominância de pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas. A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)? Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) 73,9 kN b) 62,9 kN c) 70,3 kN d) 77,6 kN e) 59,3 kN QUESTÃO 4 Na construção civil brasileira, os principais materiais aplicados com função estrutural são o aço, o concreto e a madeira. Com base nessas informações, e conforme apreciação das propriedades indicadas na tabela abaixo, analise as seguintes afirmativas relacionadas aos três materiais citados: I. O aço é um material claramente superior à madeira, em diversos aspectos: possui maior durabilidade, maior resistência tanto à tração quanto à compressão, e também é um material naturalmente mais leve. II. Uma das atribuições do aço quando empregado em estruturas de concreto armado é promover resistência à tração, pois o concreto, em geral, possui baixa resistência à tração. III. A resistência à compressão do concreto comum geralmente é maior que a resistência à compressão do aço. IV. A madeira, tanto sujeita à tração quanto à compressão paralela às fibras, possui maior eficiência que o aço e o concreto quando relaciona-se a resistência do material com sua massa específica. Fonte: PFEIL, Walter; PFEIL, Michèle. Estruturas de madeira: dimensionamento segundo a norma brasileira NBR 7190/97 e critérios das Normas Norte-americanas NDS e Européia EUROCODE 5. Rio de Janeiro: LTC, 2003. De acordo com a análise efetuada, é possível concluir que as afirmativas CORRETAS são: a) I e II b) III e IV c) II e IV d) I e III e) I, II e IV QUESTÃO 5 Verificar o diâmetro mínimo, em mm, para a seção transversal circular do tirante de aço MR250 (ASTM A36) ilustrado na figura, sujeito a um esforço normal de tração. No local há elevadas concentrações de pesos fixos. Considerar que o esforço normal de tração é ocasionado pelas seguintes ações: Peso próprio da estrutura metálica: Ng1 = 32 kN Peso dos outros componentes não metálicos permanentes: Ng2 = 73 kN Carga acidental (de ocupação): Nq = 35 kN Vento: Nv = 20 kN a) 35 mm. b) 25 mm. c) 30 mm. d) 20 mm. e) 40 mm. QUESTÃO 6 Determinar o esforço normal resistente de compressão para a coluna soldada (CS) mostrada abaixo, de acordo com a ABNT NBR 8800:2008. As restrições nos dois eixos de análise também são indicadas: a coluna é engastada e livre no eixo X-X, e simplesmente apoiada no eixo Y-Y. Considerar aço MR250 (A36). Perfil CS 300×62 kg/m: d = 300 mm h = 281 mm tw = 8 mm tf = 9,5 mm bf = 300 mm L = 4000 mm a) Nd,res = 1013 kN. b) Nd,res = 1447 kN. c) Nd,res = 862 kN. d) Nd,res = 1976 kN. e) Nd,res = 2468 kN. QUESTÃO 7 Determinar o esforço cortante resistente de uma viga de alma cheia, em kN. A viga possui vão de 8 m, é contidalateralmente e não possui enrijecedores. Adotar aço MR250. Perfil VS 600×111 kg/m: d = 600 mm h = 568 mm tw = 8 mm tf = 16 mm bf = 300 mm a) Vd,res = 605 kN. b) Vd,res = 642 kN. c) Vd,res = 584 kN. d) Vd,res = 561 kN. e) Vd,res = 693 kN. QUESTÃO 8 Em estruturas de aço, as ligações são classificadas conforme o grau de impedimento da rotação relativa das barras conectadas. Na figura abaixo são indicadas algumas ligações de viga e pilar de alma cheia (perfil I ou H) que são frequentemente empregadas na prática, de acordo com a utilização de parafusos e soldas. Fonte (adaptado): FAKURY, Ricardo H.; SILVA, Ana L. R. C.; CALDAS, Rodrigo B. Dimensionamento básico de elementos estruturais de aço e mistos de aço e concreto. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. Com base nessas informações, classifique as ligações (1, 2, 3, 4 e 5) apresentadas na figura, como rígidas ou flexíveis. Em seguida, marque a opção que apresenta a resposta correta. a) Ligação flexível: 5; Ligações rígidas: 1, 2, 3 e 4. b) Ligação flexível: 2; Ligações rígidas: 1, 3, 4 e 5. c) Ligações flexíveis: 2 e 3; Ligações rígidas: 1, 4 e 5. d) Ligações flexíveis: 1, 4 e 5; Ligações rígidas: 2 e 3. e) Ligações flexíveis: 1, 3, 4 e 5; Ligação rígida: 2. QUESTÃO 9 Certo processo espontâneo provoca redução gradual das espessuras das chapas que compõem as seções transversais dos elementos estruturais de aço, podendo invalidá-los para as finalidades projetadas. Que processo espontâneo é esse? Marque a alternativa que contém a resposta correta. a) Galvanização. b) Dilatação. c) Radiação. d) Decantação. e) Corrosão. QUESTÃO 10 A determinação da força crítica de flambagem é um procedimento muito importante para analisar o comportamento de estruturas sujeitas à compressão, como pilares e arcos. É com base no valor da força crítica de flambagem que é possível identificar inicialmente se o equilíbrio da estrutura será estável, neutro ou instável conforme as ações suportadas. Curiosamente, o conceito de força crítica de flambagem foi primeiramente desenvolvido por Euler ainda no século XVIII, quando o emprego de peças estruturais esbeltas ainda não era comum, pois somente com a revolução industrial e o advento do aço estrutural houve a objetivo de priorizar a esbeltez das estruturas. É possível afirmar que a contribuição de Euler para a engenharia estrutural foi essencial e muito à frente de seu tempo. Dessa forma, determine a força crítica de flambagem (Fe) para o pilar de madeira indicado. O pilar é simplesmente apoiado segundo os dois planos de análise. A seção transversal é quadrada, com lado (a) de 12 cm. A barra possui comprimento (L) de 330 cm. Considerar madeira conífera serrada de 2ª categoria, classe de resistência C20, classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 1. Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) Fe = 38,1 kN. b) Fe = 88,3 kN. c) Fe = 30,7 kN. d) Fe = 21,44 kN. e) Fe = 70,6 kN. QUESTÃO 11 Para a ABNT NBR 8800:2008, o valor do coeficiente de ponderação de ação permanente do tipo peso próprio de estruturas metálicas, segundo combinações normais favoráveis quanto ao Estado Limite Último, equivale a: Observação: considerar que o efeito favorável significa que a ação variável principal possui sentido contrário à ação permanente. Por exemplo: combinação entre peso próprio da estrutura metálica e vento de sucção. a) 1,40 b) 1,10 c) 1,00 d) 1,25 e) 1,15 QUESTÃO 12 De acordo com a ABNT NBR 8800:2008, é correto afirmar que o valor do coeficiente de ponderação da ação variável do tipo vento, segundo combinações normais quanto ao Estado Limite Último, equivale a: a) 1,00 b) 1,40 c) 1,20 d) 1,15 e) 1,10 QUESTÃO 13 A viga biapoiada de madeira dicotiledônea indicada na figura abaixo suporta um carregamento uniformemente distribuído ao longo do vão. A viga possui vão entre apoios (L) de 3,3 m e seção transversal retangular 6×16 (cm). Considera-se, nesse caso, classe de carregamento de longa duração, classe de resistência C40 para a madeira, classe 4 de umidade e madeira serrada de 2ª categoria. Na construção não há predominância de pesos de equipamentos fixos, nem de elevadas concentrações de pessoas. O carregamento vertical uniformemente distribuído (q), atuante na viga, ocorre conforme os seguintes valores característicos para as ações: Peso próprio + demais pesos fixos: qg,k = 3,5 kN/m (grande variabilidade) Sobrecarga (carga acidental): qq,k = 2,5 kN/m Com base nessas informações, determine o momento fletor máximo que ocorre na viga (valor de cálculo), em kN.cm. Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) Mmáx = 577,6 kN.cm b) Mmáx = 816,8 kN.cm c) Mmáx = 1143,5 kN.cm d) Mmáx = 1964,2 kN.cm e) Mmáx = 1633,5 kN.cm QUESTÃO 14 alcular as possíveis combinações últimas normais (Estado Limite Último) para uma barra de treliça de madeira submetida à solicitação axial de tração, cujo esforço é originado a partir das seguintes ações características: Peso próprio da estrutura de madeira: G = 22 kN (grande variabilidade) Carga acidental (de uso e ocupação): Q = 28 kN Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 19 kN Ação do vento de sucção: Qv2 = -13 kN Considerar que, na construção, há predominância de pesos e de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo. A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)? a) 97,3 kN b) 115,7 kN c) 56,6 kN d) 44,5 kN e) 83,3 kN QUESTÃO 15 A viga biapoiada de madeira dicotiledônea indicada na figura abaixo suporta um carregamento uniformemente distribuído ao longo do vão. A viga possui vão entre apoios (L) de 3,3 m e seção transversal retangular 6×16 (cm). Considera-se, nesse caso, classe de carregamento de longa duração, classe de resistência C30 para a madeira, classe 2 de umidade e madeira serrada de 2ª categoria. Na construção não há predominância de pesos de equipamentos fixos, nem de elevadas concentrações de pessoas. O carregamento vertical uniformemente distribuído (q), atuante na viga, ocorre conforme os seguintes valores característicos para as ações: Peso próprio + demais pesos fixos: qg,k = 3,5 kN/m (grande variabilidade) Sobrecarga (carga acidental): qq,k = 2,5 kN/m Com base nessas informações, determine o esforço cortante máximo que ocorre na viga (valor de cálculo), em kN.cm. Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) Vmáx = 9,9 kN b) Vmáx = 13,9 kN c) Vmáx = 19,8 kN d) Vmáx = 25,4 kN e) Vmáx = 29,7 kN QUESTÃO 16 Em relação à instabilidade por flambagem de peças comprimidas, é necessário determinar a carga máxima a ser aplicada, também chamada de carga crítica de flambagem ou carga crítica de Euler, que investigou inicialmente o processo de instabilidade de colunas. As colunas sofrem flambagem em torno do eixo principal da seção transversal que tenha o menor momento de inércia (o eixo menos resistente). Com base nas informações apresentadas e estudadas, assinale a alternativa CORRETA, marcando com (V) de Verdadeiro e (F) de Falso as alternativas a seguir: (V) A carga crítica é a maior carga que pode ser aplicada para que não ocorra a flambagem. (V) O formato e o tipo de material que compõe a peça influenciam na carga crítica. (F) Quanto maior o comprimento da peça, maior é a carga crítica que a peça comprimida pode suportar, considerando que seja o mesmo perfil com as mesmas propriedades. (F) Tendo uma carga aplicada de 100 kN em uma peça comprimida e uma carga crítica de 150 kN, quer dizer que a peça não apresenta segurança quanto às condições de flambagem. a) F, F, V, F. b) V, V, F, F. c) F, V, F, V. d) V, F, V, F. e) F, F, V, V. QUESTÃO 17 As ligações são compostasde elementos de ligação e meios de ligação. Assim, classifique os itens indicados a seguir em elemento de ligação (EL) ou meio de ligação (ML): ( ) Parafuso comum; ( ) Chapa; ( ) Rebite; ( ) Solda; ( ) Cantoneira; Conforme a análise efetuada, marque a alternativa que contém as classificações em ordem correta: a) ML, ML, ML, EL, ML. b) EL, ML, EL, EL, ML. c) ML, ML, EL, EL, EL. d) ML, EL, ML, EL, ML. e) ML, EL, ML, ML, EL. QUESTÃO 18 Determinar a resistência de cálculo no estado limite último da madeira Pinus elliottii (conífera) quanto à compressão paralela às fibras (fc0,d) e o módulo efetivo de elasticidade à compressão paralela às fibras (Ec0,ef), em MPa. Considerar carregamento de longa duração, classe de umidade 4 e madeira serrada de 2ª categoria. Valores médios adotados: fc0,m = 40,4 MPa Ec0,m = 11 889 MPa Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) fc0,d = 24,3 MPa; Ec0,ef = 8068,9 MPa. b) fc0,d = 12,4 MPa; Ec0,ef = 7450,2 MPa. c) fc0,d = 13,2 MPa; Ec0,ef = 6346,9 MPa. d) fc0,d = 9,0 MPa; Ec0,ef = 5326,3 MPa. e) fc0,d = 17,02 MPa; Ec0,ef = 10086,1 MPa. QUESTÃO 19 Uma peça com seção retangular, que será aplicada na composição de uma treliça, possui 180 mm de largura (b) e está sujeita a um esforço normal variável de tração (N) de 200 kN, conforme indicado na figura. O esforço é proveniente de uma situação de uso em geral. O aço empregado na constituição dessa peça é MR250 (A36). Dessa forma, indique a opção que corresponde corretamente ao valor da espessura mínima da peça, em mm, para que a segurança da estrutura não seja comprometida. Em caso de resposta decimal, considere uma casa após a vírgula. a) 8,7 mm b) 5,0 mm c) 9,9 mm d) 12,3 mm e) 7,3 mm QUESTÃO 20 Uma placa de aço 12 mm, submetida à tração axial, está ligada a uma outra placa 12 mm formando um perfil T, por meio de solda de entalhe com penetração total. Determinar o esforço resistente Rd da solda, considerando eletrodo E60, aço MR250 (ASTM A36), e ação variável de utilização. Adotar L = 120 mm. Resistência à ruptura da solda (E60): fw = 415 MPa. a) Rd = 303 kN. b) Rd = 312 kN. c) Rd = 327 kN. d) Rd = 288 kN. e) Rd = 343 kN. RESPOSTA: f) Para soldas de filete com lados iguais, a área efetiva da solda é dada por: g) 𝐴𝑀𝐵 = 𝑏. 𝑡 h) 𝐴𝑀𝐵 = 120.12 i) 𝐴𝑀𝐵 = 1440 𝑚𝑚2 𝑜𝑢 14,4 𝑐𝑚² j) A resistência de ruptura do metal-base (aço) é igual a 250 MPa (25 kN/cm²). k) O esforço resistente, suportado pela solda, pode ser determinado: l) 𝑅𝑑 = 𝐴𝑀𝐵.𝑓𝛾 𝛾𝑎1 m) 𝑅𝑑 = 14,4.25 1,1 = 360 1,1 = 327,27 𝑘𝑁 QUESTÃO 21 Uma viga de madeira dicotiledônea com classe de resistência C20, possui dois balanços com comprimentos de 1,0 m cada e suporta parte de uma cobertura de varanda. Assim, qual é o valor limite para o deslocamento ocasionado em cada balanço dessa viga segundo a ABNT NBR 7190:1997, em centímetros? Observação: o valor limite de deslocamento é o valor máximo que pode ser admitido para que não ocorra deformação excessiva na estrutura. a) 2,0 cm b) 1,5 cm c) 1,0 cm d) 2,5 cm e) 0,5 cm QUESTÃO 22 Determinar o esforço normal de tração resistente para uma barra de madeira com seção transversal retangular, com dimensões 6 × 16, segundo os requisitos de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU). A madeira utilizada é dicotiledônea e serrada de 2ª categoria, com classe de resistência C40. Considerar classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 4. Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) Nd,res = 57,6 kN. b) Nd,res = 49,2 kN. c) Nd,res = 122,9 kN. d) Nd,res = 172,8 kN. e) Nd,res = 144,3 kN. QUESTÃO 23 Uma placa de aço 12 mm, submetida à tração axial, está ligada a uma outra placa 12 mm formando um perfil T, por meio de solda de filete. Determinar o esforço resistente Rd da solda de filete, com ambos lados iguais a 6 mm. Considerar eletrodo E60 e aço MR250 (ASTM A36), e a ação como variável de utilização. Adotar L = 150 mm. Resistência à ruptura da solda (E60): fw = 415 MPa. a) Rd = 186 kN. b) Rd = 232 kN. c) Rd = 200 kN. d) Rd = 217 kN. e) Rd = 157 kN. RESPOSTA: Para soldas de filete com lados iguais, a área efetiva da solda é dada por: 𝐴𝑤 = 0,7. 𝑏. 𝑙 𝐴𝑤 = 0,7.6.150 𝐴𝑤 = 630 𝑚𝑚2 𝑜𝑢 6,3 𝑐𝑚² A resistência de ruptura da solda E60 é igual a 415 MPa (41,5 kN/cm²). O esforço resistente, suportado pela solda, pode ser determinado: 𝑅𝑑 = 2. 0,6. 𝐴𝑤 . 𝑓𝑤 𝛾𝑤2 𝑅𝑑 = 2. 0,6. (6,3 𝑐𝑚2). (41,5 kN/cm²) 1,35 = 2. 156,87 1,35 = 2.116,2 𝑘𝑁 = 232,4 𝑘𝑁 QUESTÃO 24 Determine, de acordo com a ABNT NBR 8800:2008, o esforço normal de compressão resistente de cálculo (Nd,res) para a coluna soldada (CS) indicada na figura abaixo, cujo comprimento (L) é de 6 m. A coluna é simplesmente apoiada em relação aos dois eixos de análise. Aço A-36 (MR250) � Propriedades: fy = 25 kN/cm2; fu = 40 kN/cm2; E = 20000 kN/cm2. Perfil CS 700x458 kg/m � Propriedades: d = 700 mm h = 637 mm tw = 22,4 mm tf = 31,5 mm bf = 700 mm Em caso de resposta decimal, arredondar o número conforme o inteiro mais próximo. a) Nd,res = 12464 kN b) Nd,res = 15973 kN c) Nd,res = 11225 kN d) Nd,res = 13660 kN e) Nd,res = 18454 kN QUESTÃO 25 Calcule o valor máximo limite para o deslocamento vertical (δlim) de uma viga de piso, biapoiada de alma cheia, conforme a ABNT NBR 8800:2008. A viga possui vão de 5 m, é contida lateralmente e não possui enrijecedores. Adotar aço MR250. Perfil VS 600×111 kg/m: d = 600 mm h = 568 mm tw = 8 mm tf = 16 mm bf = 300 mm a) δmáx = 2,52 cm. b) δmáx = 1,00 cm. c) δmáx = 2,15 cm. d) δmáx = 1,43 cm. e) δmáx = 1,87 cm. QUESTÃO 26 Duas chapas 400 mm × 20 mm são emendadas por traspasse, com parafusos d = 20 mm, sendo os furos realizados por punção. Determinar o valor mínimo para o esforço resistente de projeto das chapas (em kN), admitindo-as submetidas à tração axial. Considerar aço MR250 (A36). a) 2092 kN. b) 1962 kN. c) 1818 kN. d) 2000 kN. e) 1913 kN. QUESTÃO 27 Determinar o esforço normal de tração resistente para uma barra de madeira com seção transversal retangular, com dimensões 6 × 12, segundo os requisitos de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU). A madeira utilizada é conífera e serrada de 2ª categoria, com classe de resistência C20. Considerar classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 2. Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) Nd,res = 144,3 kN. b) Nd,res = 122,9 kN. c) Nd,res = 49,2 kN. d) Nd,res = 57,6 kN. e) Nd,res = 172,8 kN. QUESTÃO 28 Efetuar as possíveis combinações últimas normais (Estado Limite Último) para uma barra de treliça constituída por perfil de aço, sujeita a uma força axial de tração. Tal força é originada a partir das seguintes ações: Peso próprio da estrutura de aço: G1 = 22 kN Carga acidental (de uso e ocupação): Q1 = 15 kN Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 13 kN Ação do vento de sucção: Qv2 = -6 kN Considerar que na construção não há predominância de pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas. A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)? Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula. a) 56,3 kN b) 68,4 kN c) 77,6 kN d) 73,9 kN e) 60,9 kN QUESTÃO 29 Calcular a resistência de cálculo no estado limite último da madeira Ipê (dicotiledônea) quanto à compressão paralela às fibras (fc0,d) e o módulo efetivo de elasticidade à compressão paralela às fibras (Ec0,ef), em MPa. Considerar carregamento de longa duração, classe de umidade 4 e madeira serrada de 2ª categoria.Valores médios adotados: fc0,m = 76,0 MPa Ec0,m = 18 011 MPa a) fc0,d = 53,2 MPa; Ec0,d = 18 011 MPa. b) fc0,d = 21,28 MPa; Ec0,d = 10086,16 MPa. c) fc0,d = 24,32 MPa; Ec0,d = 8068,93 MPa. d) fc0,d = 17,02 MPa; Ec0,d = 8068,93 MPa. e) fc0,d = 30,4 MPa; Ec0,d = 10086,16 MPa.