Introdução à NBR 6118: Dimensionamento de Estruturas de Concreto

Unidade 3 NBR 6118 Projeto de Estruturas de Concreto Introdução da Unidade Conhecidas as propriedades vantagens e desvantagens do concreto estudamos algumas das normas de definem as ações que a estrutura deverá suportar Nesta unidade iniciaremos a compreensão do dimensionamento de uma estrutura em concreto armado A primeira aula da unidade apresentará e destacará os principais tópicos da ABNT NBR 61182014 a mais importante para a elaboração do projeto estrutural Também serão explorados os requisitos de durabilidade de estruturas Na segunda aula estudaremos os conceitos básicos que norteiam o dimensionamento da estrutura Veremos o método dos estadoslimites e sobre a combinação de ações em estruturas Objetivos Apresentar a ABNT NBR 61182014 Detalhar a ABNT NBR 61182014 essenciais para a compreensão do tema Explicar o dimensionamento de estruturas de concreto e o conceito do método dos estadoslimites Apresentar o procedimento para combinações de ações em estruturas Conteúdo programático Aula 01 NBR 6118 Aula 02 Conceitos sobre dimensionamento Aula 1 NBR 6118 A NBR 61182014 é intitulada Projeto de estruturas de concreto Procedimento e estabelece os requisitos básicos exigíveis para o projeto de estruturas de concreto simples armado e protendido excluídas aqueles em que se empregam concreto leve pesado ou outros especiais ABNT 2014 A introdução da norma diz Para a elaboração desta Norma foi mantida a filosofia da edição anterior da ABNT NBR 6118 historicamente conhecida como NB1 e das ABNT NBR 7197 ABNT NBR 6119 e NB49 de modo que a esta Norma cabe definir os critérios gerais que regem o projeto das estruturas de concreto sejam elas de edifícios pontes obras hidráulicas portos ou aeroportos etc Assim ela deve ser complementada por outras normas que estabeleçam critérios para estruturas específicas grifo do autor ABNT 2014 Como vimos na Unidade 1 a ABNT NBR 8953 classifica a resistência do concreto em 2 grupos grupo 1 C20 a C50 e grupo 2 C55 a C90 A ABNT NBR 61182014 aplicase a concretos pertencentes a estes dois grupos e que também possuam massa específica seca maior que 2000 kgm³ e não superior a 2800 kgm³ A abrangência da 6118 também exclui os concretos especiais concreto leve concreto pesado concretomassa e concreto sem finos A norma também não contempla sismos impactos explosões e fogo O item 13 destaca Esta norma estabelece os requisitos gerais a serem atendidos pelo projeto como um todo bem como os requisitos específicos relativos a cada uma de suas etapas Estrutura da Norma A norma ABNT NBR 61182014 é dividida em 25 seções e 2 anexos conforme segue 1 Escopo 2 Referências Normativas 3 Termos e Definições 4 Simbologia 5 Requisitos gerais de qualidade da estrutura e avaliação da conformidade do concreto 6 Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto 7 Critérios de projeto que visam a durabilidade 8 Propriedades dos materiais 9 Comportamento conjunto dos materiais 10 Segurança e estadoslimites 11 Ações 12 Resistências 13 Limites para dimensões deslocamentos e aberturas de fissuras 14 Análise estrutural 15 Instabilidade e efeitos de 2ª ordem 16 Princípios gerais de dimensionamento verificação e detalhamento 17 Dimensionamento e verificação de elementos lineares 18 Detalhamento de elementos lineares 19 Dimensionamento e verificação de lajes 20 Detalhamento de Lajes 21 Regiões Especiais 22 Elementos especiais 23 Ações dinâmicas e fadiga 24 Concreto simples 25 Interfaces do projeto com a construção utilização e manutenção ANEXO A Informativo Efeito do tempo no concreto estrutural ANEXO B informativo Índice remissivo Como toda norma técnica ela não apresenta um manual ou roteiro sobre como dimensionar toda e qualquer estrutura de concreto Como pode ser observado no sumário e também no trecho no início desta aula sua abrangência vale para concreto armado simples e protendido Por exemplo para dimensionar vigas e pilares você recorrerá às seções 18 e 19 porém existem conceitos nas 17 seções anteriores que são direta ou indiretamente utilizados durante o dimensionamento O projetista de estrutura além da responsabilidade técnica precisa de grande conhecimento técnico e saber manusear corretamente a norma para utilizar os trechos certos no momento certo Na sequência comentaremos alguns itens introdutórios da norma Requisitos gerais de qualidade de estrutura A seção 5 da norma fala sobre Requisitos gerais de qualidade da estrutura e avaliação da conformidade do projeto O diagrama abaixo apresenta sua estrutura e comentários Figura 1 Requisitos de projeto conforme seção 5 da NBR 6118 Fonte adaptado de ABNT 2014 Destacase neste item que os requisitos consideram a estrutura o projeto neste inclui a relação contratantecontratado forma de apresentação e a solução e a avaliação por um terceiro profissional Em relação a este último pode ser contratado qualquer profissional habilitado ou empresa Existem empresas que oferecem e divulgam este serviço e é uma sugestão de nicho de mercado que pode ser explorado Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto A seção 6 da norma trata sobre as diretrizes de durabilidade As estruturas devem ser projetadas e construídas para que conservem sua segurança estabilidade e aptidão em serviço durante o prazo correspondente à sua vida útil sob as condições ambientais previstas à época do projeto e quando utilizadas conforme preconizada em projeto Videoaula 1 Nesta videoaula falaremos sobre a NBR 61182014 e sobre os requisitos de qualidade da estrutura de concreto Utilize o QR Code para assistir Por vida útil temos o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto sem intervenções significativas desde que atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e pelo construtor ABNT 2014 Esta definição aplicase à estrutura como um todo ou suas partes Para que o critério de vida útil possa ser cumprido devese entender e prevenir a ocorrência de mecanismos de envelhecimento e deterioração A tabela abaixo descreve alguns desses mecanismos e sua forma de prevenção Tabela 1 mecanismos de envelhecimento e deterioração e sua prevenção MECANISMO DESCRIÇÃO PREVENÇÃO CONCRETO Lixiviação Dissolução e carreamento dos compostos hidratados da pasta de cimento por ação de águas puras carbônicas agressivas ácidas e outras Restringir fissuração Proteger estruturas expostas com produtos específicos Expansão por Sulfato É a expansão por ação de águas ou solos que contenham ou estejam contaminados com sulfatos dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de cimento hidratado Utilização de cimento resistente a sulfatos Reação álcali agregado É a expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e agregados reativos Cabe ao projetista identificar no projeto o tipo de elemento estrutural e sua situação quanto à presença de água bem como deve recomendar as medidas preventivas quando necessárias de acordo com a ABNT NBR 155771 AÇO Despassivação por carbonatação Ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço da armadura rompendo a camada passivadora do aço Dificultar o ingresso dos agentes agressivos ao interior do concreto Cobrimento de armadura Controle de Fissuração Concreto de baixa porosidade Despassivação por ação de cloretos Ruptura local da camada de passivação causada por elevado teor de íoncloro Dificultar o ingresso dos agentes agressivos ao interior do concreto Cobrimento de armadura Controle de Fissuração Concreto de baixa porosidade Uso de cimento composto com adição de escória ou material pozolânico ESTRUTURA PROPRIAMENTE DITA São todos aqueles relacionados às ações mecânicas movimentações de origem térmica impactos ações cíclicas retração fluência e Medidas específicas que devem ser observadas em projeto de acordo com as normas técnicas Exemplos barreiras protetoras em pilares de viadutos pontes e outros sujeitos a choques mecânicos relaxação bem como as diversas ações que atuam sobre a estrutura período de cura após a concretagem para estruturas correntes ver ABNT NBR 14931 juntas de dilatação em estruturas sujeitas a variações volumétricas isolamentos isotérmicos em casos específicos para prevenir patologias devido as variações térmicas Fonte Adaptado de ABNT 2014 Agressividade do Ambiente O item 64 da norma fala sobre a agressividade do ambiente Este é um dos itens mais importantes da parte introdutória da norma pois daqui são tirados alguns parâmetros que vão influenciar no projeto como o cobrimento de armadura A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto independentemente das ações mecânicas das variações volumétricas de origem térmica da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento da estrutura Para as estruturas correntes a agressividade ambiental deve ser classificada de maneira simplificada conforme a tabela 61 da NBR 61182014 Vale salientar que o responsável pelo projeto de posse de dados relativos ao ambiente em que será construída a estrutura pode considerar a classificação mais agressiva que a estabelecida na tabela Tabela 2 Tabela ABNT Dada a classe de agressividade ambiental na seção 7 critérios de projeto que visam a durabilidade a tabela 71 da norma traz a correspondência entre a classe de agressividade ambiental e a qualidade do concreto utilizando a relação águacimento Tabela 3 Tabela ABNT Esta tabela é precedida do seguinte texto ABNT 2014 74 Qualidade do concreto de cobrimento 741 Atendidas as demais condições estabelecidas nesta seção a durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto do cobrimento da armadura 742 Ensaios comprobatórios de desempenho da durabilidade da estrutura frente ao tipo e classe de agressividade prevista em projeto devem estabelecer os parâmetros mínimos a serem atendidos Na falta destes e devido à existência de uma forte correspondência entre a relação águacimento e a resistência à compressão do concreto e sua durabilidade permitese que sejam adotados os requisitos mínimos expressos na Tabela 71 Agora determinaremos o cobrimento nominal dos elementos estruturais O item 7472 diz Para garantir o cobrimento mínimo cmín o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominalcnom que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução Δc Assim as dimensões das armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais estabelecidos na tabela 72 para Δc 10 mm ABNT 2014 A tabela abaixo extraída da NBR 6118 traz a correspondência entre a classe de agressividade ambiental e o cobrimento nominal Tabela 4 Tabela ABNT Mais critérios de projeto que visam a durabilidade O item 7 da NBR 61182014 traz mais alguns critérios que visam a durabilidade da estrutura de concreto armado 72 Drenagem 721 Deve ser evitada a presença ou acumulação de água proveniente de chuva ou decorrente de água de limpeza e lavagem sobre as superfícies das estruturas de concreto 722 As superfícies expostas horizontais como coberturas pátios garagens estacionamentos e outras devem ser convenientemente drenadas com a disposição de ralos e condutores 723 Todas as juntas de movimento ou de dilatação em superfícies sujeitas à ação de água devem ser convenientemente seladas de forma a tornaremse estanques à passagem percolação de água 724 Todos os topos de platibandas e paredes devem ser protegidos Todos os beirais devem ter pingadeiras e os encontros em diferentes níveis devem ser protegidos por rufos 73 Formas arquitetônicas e estruturais 731 Disposições arquitetônicas ou construtivas que possam reduzir a durabilidade da estrutura devem ser evitadas 732 Deve ser previsto em projeto o acesso para inspeção e manutenção de partes da estrutura com vida útil inferior ao todo como aparelhos de apoio caixões insertos impermeabilizações e outros Devem ser previstas aberturas para drenagem e ventilação em elementos estruturais onde há possibilidade de acúmulo de água Encerrando a parte onde abordamos a durabilidade a imagem abaixo apresenta uma sequência de cuidados que devem ser tomados ao se iniciar um projeto de estrutura de concreto armado A imagem foi produzida baseada no texto de Chust e Figueiredo Filho 2015 e apresenta a numeração dos itens e tabelas apresentados na ABNT NBR 61182014 Introdução aos Estados Limites Vimos até aqui que as estruturas devem atender os requisitos de qualidade segurança bom desempenho em serviço e durabilidade Também devemos levar em conta os aspectos econômicos e estéticos Além disso para determinados tipos de estruturas fixamos condições específicas tais como resistência ao fogo à explosão sismos impactos estanqueidade isolamento térmico ou acústico impacto ambiental etc ARAÚJO 2010 Dentro dos requisitos segurança e desempenho quando um destes ou os dois não é atendido considerase que foi alcançado um Estado Limite A NBR 8681 ABNT 2003 define estados limites de uma estrutura como os Estados a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às finalidades da construção Lembrando que a NBR 6118 ABNT 2014 traz no item 101 o seguinte texto Os critérios de segurança adotados nesta Norma 6118 baseiamse na ABNT NBR 8681 Os estados limites podem ser estados limites últimos ou estados limites de serviço Por estado limite último temos como definição pela NBR 8681 Estado que pela sua simples ocorrência determinam a paralisação no todo ou em parte do uso da construção ABNT 2003 Já a NBR 6118 define o ELU como estadolimite relacionado ao colapso ou qualquer outra forma de ruína estrutural que determine a paralisação do uso da estrutura ABNT 2014 De acordo com o item 103 da ABNT NBR 6118201 a segurança das estruturas de concreto deve sempre ser verificada em relação aos seguintes estadoslimites últimos a estadolimite último da perda de equilíbrio da estrutura admitida como corpo rígido b estadolimite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura no seu todo ou em parte devido às solicitações normais e tangenciais admitindose a redistribuição de esforços internos desde que seja respeitada a capacidade de adaptação plástica definida na Seção 14 da norma e admitindose em geral as verificações separadas das solicitações normais e tangenciais c estadolimite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura no seu todo ou em parte considerando os efeitos de segunda ordem d estadolimite último provocado por solicitações dinâmicas e estadolimite último de colapso progressivo f estadolimite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura no seu todo ou em parte considerando exposição ao fogo conforme a ABNT NBR 15200 Videoaula 2 Nesta videoaula falaremos sobre a durabilidade das estruturas de concreto Utilize o QR Code para assistir g estadolimite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura considerando ações sísmicas de acordo com a ABNT NBR 15421 h outros estadoslimites últimos que eventualmente possam ocorrer em casos especiais Já os estadoslimites de serviço ELS são Estados que por sua ocorrência repetição ou duração causam efeitos estruturais que não respeitam as condições especificadas para o uso normal da construção ou que são indícios de comprometimento da durabilidade da estrutura ABNT 2003 Segundo a NBR 6118 Estadoslimite de serviços são aqueles relacionados ao conforto do usuário e à durabilidade aparência e boa utilização das estruturas seja em relação aos usuários seja em relação às máquinas e aos equipamentos suportados pelas estruturas ABNT 2014 No período de vida da estrutura usualmente são considerados ELS caracterizados por a danos ligeiros ou localizados que comprometam o aspecto estético da construção ou a durabilidade da estrutura b deformações excessivas que afetem a utilização normal da construção ou seu aspecto estético c vibração excessiva ou desconfortável Pela ABNT NBR 61182014 a segurança das estruturas pode exigir a verificação de alguns estadoslimite de serviço A seção 3 da referida norma traz as definições que estão destacadas a seguir somente para concreto armado ver definições para concreto protendido na norma a ELSF Estadolimite de formação de fissuras estado em que se inicia a formação de fissuras Admitese que este estadolimite é atingido quando a tensão de tração máxima na seção transversal for igual a fctf b ELSW Estadolimite de abertura das fissuras estado em que as fissuras se apresentam com aberturas iguais aos máximos especificados no item 1342 da norma c ELSDEF estadolimite de deformações excessivas estado em que as deformações atingem os limites estabelecidos para a utilização normal d ELSVE Estadolimite de vibrações excessivas estado em que as vibrações atingem os limites estabelecidos para a utilização normal da construção Para concluir vale destacar dois parágrafos escritos por Araújo 2010 Observase que o requisito da segurança está relacionado com os estados limites últimos enquanto a durabilidade a aparência e o conforto estão utilizados aos estados limites de utilização serviço um estado limite último pode ser atingido por ruptura de uma ou mais partes da estrutura ou por instabilidade do equilíbrio Também vale lembrar que os estados limites considerados nos projetos de estruturas dependem dos tipos de materiais de construção empregados e devem ser especificados pelas normas referentes ao projeto de estruturas com eles construídas No caso utilizamos os critérios de segurança da NBR 8681 mas a determinação de como é realizada a verificação dos estados limites é dado pela NBR 6118 para o concreto Outros materiais como aço e madeira atendem suas normativas próprias Aula 2 Conceitos sobre Dimensionamento Dimensionamento de uma estrutura Toda estrutura deve ser executada de modo a atender os aspectos de eficiência e economia Em relação à economicidade o projeto deve buscar a otimização equilibrando o consumo de material e utilização de mão de obra Já a eficiência busca atender a economia sem esquecer da segurança Então o processo de dimensionamento de uma estrutura ou cálculo deve garantir que ela suporte de forma estável segura e sem deformações excessivas todas as solicitações a que estará sujeita durante sua construção e utilização Segundo Chust e Figueiredo Filho 2015 O dimensionamento consiste em impedir a ruína falha da estrutura ou de determinadas partes da mesma Por ruína não se entende apenas o perigo de ruptura que ameaça a vida dos ocupantes mas também as situações em que a edificação não apresenta um perfeito estado para utilização devido a deformações excessivas fissuras inaceitáveis etc De acordo com o item 1421 da ABNT NBR 61182014 o objetivo da análise estrutural é determinar os efeitos das ações em uma estrutura com a finalidade de efetuar verificações de estados limites últimos e de serviço A análise estrutural permite estabelecer as distribuições de esforços internos tensões deformações e deslocamentos em uma parte ou em toda a estrutura Sendo assim a finalidade do dimensionamento estrutural é garantir que a estrutura mantenha certas características que possibilitem sua utilização satisfatória durante a sua vida útil para as finalidades para as quais foi concebida e com segurança adequada Mas não é possível que a estrutura tenha segurança total contra todos os fatores aleatórios que intervêm em uma edificação no processo de concepção execução e utilização sequer a Videoaula 3 Vamos compreender melhor o que são os estadoslimites último e de serviço Utilize o QR Code para assistir resistência dos elementos distintos da construção recordese da Unidade 1 e da definição de resistência à compressão do concreto e o significado da curva de distribuição normal Chust e Figueiredo Filho 2015 relaciona a insegurança com as seguintes incertezas Resistência dos materiais utilizados influenciada por alguns fatores tempo de duração de aplicação das cargas fadiga fabricação etc pelas condições de execução da obra e pelos ensaios que não reproduzem fielmente as situações reais Características geométricas da estrutura falta de precisão na localização na seção transversal dos elementos e na posição das armaduras Ações permanentes e variáveis e Valores das solicitações calculados que podem ser diferentes dos reais em virtude de todas as imprecisões inerentes ao processo de cálculo Podemos então afirmar que o dimensionamento de uma estrutura consiste em Comprovar que uma seção previamente conhecida forma dimensões e quantidade de armadura é capaz de resistir às solicitações mais desfavoráveis que poderão atuar ou Dimensionar uma seção ainda não definida completamente algumas dimensões podem ser impostas antes do cálculo como a largura de uma viga sob uma parede a fim de que suporte as solicitações máximas a que poderá estar sujeita Para calcular uma estrutura podemos dividir em dos métodos os métodos clássicos ou das tensões admissíveis e os métodos de cálculo de ruptura ou dos estadoslimites Toda a nossa disciplina será norteada pelo último método Embora não seja abordado vale conhecer os métodos clássicos Para tanto segue trecho do livro de Chust e Figueiredo Filho 2015 Nestes métodos são determinadas as solicitações Momento fletor M Força cortante V e força normal N correspondentes às cargas máximas de serviço cargas de utilização calculamse as tensões máximas correspondentes a estas solicitações supondo um comportamento completamente elástico dos materiais as tensões máximas são então limitadas a uma fração da resistência dos materiais tensões admissíveis e dessa forma a segurança da estrutura é garantida Os métodos clássicos são métodos determinísticos nos quais se consideram fixos não aleatórios os distintos valores numéricos que servem de partida para o cálculo resistência dos materiais valores de carga etc Algumas restrições podem ser feitas a esses métodos a Como os valores envolvidos são fixos não aleatórios as grandezas são empregadas com seus valores máximos raramente atingidos durante a vida útil da estrutura o que geralmente leva a um superdimensionamento b O cálculo por meio do método clássico conduz frequentemente a um mau aproveitamento dos materiais pois não considera sua capacidade de adaptação plástica para resistir a maiores solicitações c O método clássico baseiase no valor das tensões oriundas das cargas de serviço supondo que durante a utilização a estrutura permaneça em regime elástico como ocorre geralmente entretanto não fornece informação acerca da capacidade que a estrutura tem de receber mais carga não sendo possível averiguar com esse método sua verdadeira margem de segurança e d Há situações em que as solicitações não são proporcionais às ações e um pequeno aumento das ações pode provocar um grande aumento das solicitações ou a situação contrária Método dos EstadosLimites Neste método a segurança é garantida fazendo com que as solicitações correspondentes às cargas majoradas solicitações de cálculo sejam menores que as solicitações últimas sendo estas as que levariam a estrutura à ruptura ou a atingir o ELU se os materiais tivessem suas resistências reais resistências características minoradas por coeficientes de ponderação das resistências resistências de cálculo Para entender o que significa isso veja o item 1252 da NBR 6118 ABNT 2014 que fala sobre as condições analíticas de segurança As condições analíticas de segurança estabelecem que as resistências não podem ser menores que as solicitações e devem ser verificadas em relação a todos os estadoslimites e todos os carregamentos especificados para o tipo de construção considerado ou seja em qualquer caso deve ser respeitada a condição Rd Sd Para a verificação do estadolimite último de perda de equilíbrio como corpo rígido Rd valores de cálculo dos esforços resistentes e Sd valores de cálculo dos esforços solicitantes devem assumir os valores de cálculo das ações estabilizantes e desestabilizantes respectivamente Este é um processo simplificado de verificação da estrutura pois realizar uma análise probabilística completa considerando as chances de determinados fenômenos ocorrerem sem considerar majorações ou minorações é até o presente momento impossível Seu processo é chamado de semiprobabilístico Chust e Figueiredo Filho 2015 resumem o método dos estadoslimites Admitese que a estrutura seja segura quando as solicitações de cálculo forem no máximo iguais aos valores que podem ser suportados pela estrutura no estado limite considerado o método consiste em Adotar os valores característicos para as resistências e para as ações Dessa forma aceitase que a priori as resistências efetivas possam ser inferiores aos seus valores característicos e que as ações efetivas possam ser superiores aos seus valores característicos e Cobrir os demais elementos de incerteza existentes no cálculo estrutural pela transformação dos valores característicos em valores de cálculo minoramse as resistências e majoramse as ações Observe que agora começamos a falar de valores característicos e de cálculo Na sequência detalharemos o que significa cada um e quando utilizar Valores Característicos das Resistências O item 122 da NBR 6118 ABNT 2014 define Os valores característicos fk das resistências são os que em um lote de material têm uma determinada probabilidade de serem ultrapassados no sentido desfavorável para a segurança Usualmente é de interesse a resistência característica inferior fkinf cujo valor é menor que a resistência média fm embora por vezes haja interesse na resistência característica superior fksup cujo valor é maior que fm Para os efeitos desta Norma 6118 a resistência característica inferior é admitida como sendo o valor que tem apenas 5 de probabilidade de não ser atingido pelos elementos de um dado lote de material Os conceitos sobre valores característicos já foram abordados nesta disciplina na Unidade 1 quando falamos sobre a resistência característica do concreto Valores de cálculo Os valores de cálculo são os valores característicos majorados ou minorados para sua utilização no dimensionamento A resistência de cálculo fd é dada pela expressão Videoaula 1 Nesta videoaula estudaremos os métodos de dimensionamento de estruturas de concreto Utilize o QR Code para assistir 𝑓𝑑 𝑓𝑘 𝛾𝑚 onde fk é a resistência característica de cálculo e γm é o coeficiente de ponderação das resistências que é definido pelo item 1241 e apresentado na tabela 121 abaixo Tabela 1 Tabela ABNT Por exemplo para um concreto C25 que possui resistência característica à compressão 𝑓𝑐𝑘 25 𝑀𝑃𝑎 terá como resistência de cálculo agora 𝑓𝑐𝑑 para uma combinação normal 𝑓𝑐𝑑 𝑓𝑐𝑘 𝛾𝑐 𝑓𝑐𝑑 25 14 𝒇𝒄𝒅 𝟏𝟕 𝟖𝟔 𝑴𝑷𝒂 Ou seja nas verificações de resistência para ELU durante o dimensionamento minoraremos a resistência do concreto Portanto consideraremos a resistência de cálculo do concreto como 1786 MPa e não 25 MPa Observe que para a produção do concreto de modo que atenda o fck especificado majoramos a resistência característica e produzimos um concreto de resistência superior ao especificado E no cálculo nós reduzimos o fck em aproximadamente 40 veremos nas disciplinas de Projeto de Estruturas de Concreto Armado que esta resistência receberá outro coeficiente de minoração além deste coeficiente apresentado Tudo isso é feito a favor da segurança E estas considerações são feitas justamente para garantir a segurança da estrutura não devendo ser utilizadas como uma margem para considerar que uma estrutura suporta mais carga do que ela recebe hoje por exemplo A NBR 6118 ABNT2014 ainda traz mais considerações sobre o coeficiente de ponderação das ações Para a execução de elementos estruturais nos quais estejam previstas condições desfavoráveis por exemplo más condições de transporte ou adensamento manual ou concretagem deficiente por concentração de armadura o coeficiente γc deve ser multiplicado por 11 Para elementos estruturais prémoldados e préfabricados deve ser consultada a ABNT NBR 9062 Admitese no caso de testemunhos extraídos da estrutura dividir o valor de γc por 11 Admitese nas obras de pequena importância o emprego de aço CA25 sem a realização do controle de qualidade estabelecido na ABNT NBR 7480 desde que o coeficiente de ponderação para o aço seja multiplicado por 11 Os limites estabelecidos para os estadoslimites de serviço ver Seções 17 19 e 23 não necessitam de minoração portanto γm 10 Quanto à resistência de cálculo do concreto é necessário destacar este caso específico O exemplo citado acima considera a resistência do concreto com idade de 28 dias O item 1233 detalha este caso específico No caso específico da resistência de cálculo do concreto fcd alguns detalhes adicionais são necessários conforme descrito a seguir a Quando a verificação se faz em data j igual ou superior a 28 dias adota se a expressão 𝑓𝑐𝑑 𝑓𝑐𝑘 𝛾𝑐 Nesse caso o controle da resistência à compressão do concreto deve ser feito aos 28 dias de forma a confirmar o valor de fck adotado no projeto b Quando a verificação se faz em data j inferior a 28 dias adotase a expressão 𝑓𝑐𝑑 𝑓𝑐𝑘𝑗 𝛾𝑐 𝛽1 𝑓𝑐𝑘 𝛾𝑐 Sendo β1 a relação fckjfck dada por 𝛽1 𝑒𝑥𝑝 𝑠 1 28 𝑡 1 2 Onde s038 para concreto de cimento CPIII e IV s025 para concreto de cimento CPI e II s020 para concreto de CPVARI t é a idade efetiva do concreto expressa em dias Essa verificação deve ser feita aos t dias para as cargas aplicadas até essa data Ainda deve ser feita a verificação para a totalidade das cargas aplicadas aos 28 dias Nesse caso o controle da resistência à compressão do concreto deve ser feito em duas datas aos t dias e aos 28 dias de forma a confirmar os valores de fckj e fck adotados no projeto O gráfico abaixo elaborado por Chust e Figueiredo Filho 2015 mostra a variação da resistência à compressão do concreto em relação à sua idade É importante destacar que para o cálculo e verificação dos estadoslimites últimos e de serviço não se pode utilizar para o concreto resistência superior ao valor obtido aos 28 dias de idade Figura 1 Variação da resistência à compressão do concreto em relação a sua idade Fonte extraído de Chust e Figueiredo Filho 2015 Ações Na Unidade 2 deste material conhecemos a ABNT NBR 61202019 Lá conceituamos o que são ações ações permanentes e ações variáveis Também fomos apresentados a diversas tabelas que trazem valores característicos destas ações Este tema é tratado pela seção 11 da ABNT NBR 61182014 que destaca no item 1121 Na análise estrutural deve ser considerada a influência de todas as ações que possam produzir Videoaula 2 Nesta videoaula compreenderemos os conceitos dos valores característicos e de cálculo de resistências Utilize o QR Code para assistir efeitos significativos para a segurança da estrutura em exame levandose em conta os possíveis estadoslimites últimos e de serviço INDICAÇÃO DE LEITURA Utilize a bibliografia indicada no início desta unidade Também faça a leitura da seção 11 da ABNT NBR 61182014 O esquema da imagem abaixo lista cada uma das ações as quais uma estrutura está sujeita Figura 2 classificação das ações segundo a NBR 6118 e NBR 8681 Coeficientes de Ponderação das Ações De acordo com a NBR 6118 ABNT 2014 no item 117 as ações devem ser majoradas pelo coeficiente de ponderação γf obtido pela expressão 𝛾𝑓 𝛾𝑓1 𝛾𝑓2 𝛾𝑓3 onde 𝛾𝑓1 considera a variabilidade das ações 𝛾𝑓2 considera a simultaneidade de atuação das ações 𝛾𝑓3 considera os possíveis desvios gerados nas construções e as aproximações feitas em projeto do ponto de vista das solicitações Observe que aqui passamos a utilizar a expressão majorar Quando falamos de resistência minoramos seus valores com os coeficientes de ponderação Já nas ações majoraremos seus valores Então no processo de dimensionamento aumentaremos as cargas e simultaneamente diminuiremos as resistências Os valoresbase dos coeficientes de ponderação das ações no ELU para verificação são apresentados nas tabelas a seguir Tabela 2 Tabela ABNT Os valores das Tabelas 111 e 112 numeração da norma podem ser modificados em casos especiais aqui não contemplados de acordo com a ABNT NBR 8681 Agora os coeficientes de ponderação das ações no ELS estadolimite de serviço é dado pela expressão 𝛾𝑓 𝛾𝑓2 onde 𝛾𝑓2 tem valor variável conforme a verificação que se deseja fazer ver tabela 112 𝛾𝑓2 1 para combinações raras 𝛾𝑓2 Ψ1 para combinações frequentes 𝛾𝑓2 Ψ2 para combinações quase permanentes Combinações de Ações Um carregamento é definido pela combinação de ações que têm probabilidades não desprezíveis de atuarem simultaneamente sobre a estrutura durante um período preestabelecido A combinação de ações deve ser feita de forma que possam ser determinados os efeitos mais desfavoráveis para a estrutura a verificação de segurança em relação ao ELU e ELS deve ser realizada em função de combinações últimas e de serviço respectivamente ABNT 2014 O esquema abaixo apresenta as classificações para combinações últimas Já as tabelas seguintes apresentam os valores de combinações últimas usuais e combinações de serviço usuais Figura 3 Combinações de Ações Tabela 3 Tabela ABNT Tabela 113 Combinações últimas Combinações últimas ELU Descrição Cálculo das solicitações Normais Esgotamento da capacidade resistente para elementos estruturais de concreto armado a Fd γgFgk γeFgEk γq f1k Σvo Qk Esgotamento da capacidade resistente para elementos estruturais de concreto protendido Deve ser considerada quando necessário a força de pretensão como carregamento externo com os valores Pmin e Pmax para forças desfavorável e favorável respectivamente conforme definido na Seção 9 Perda do equilíbrio como corpo rígido S Fd Σ Fnd Fnd γgGk γq Qk Rd Especiais ou de construção b Fd γgFgk γeFgEk γq f1k ΣvoFfk Excepcionais b Fd γgFgk γeFgEk γf1k γe1tc γeq ΣvoFfk γeQvoFfkl onde Fd é o valor de cálculo das ações para combinação última Fgk representa as ações permanentes diretas Fqk representa as açõesdirentes ao retracão Ffk e variáveis como a temperatura Ffk Fklk representa as ações variáveis diretas das quais F1k é escolhida principal γg γq γe ver Tabela 111 vo vo Fsid representa as ações estabilizadoras representa as ações não estabilizadoras Gk é o valor característico da ação permanente estabilizante Rd é o esforço resistente considerado estabilizante quando houver Rdk é o valor característico da ação permanenteinstabilizant Qhk Qhk Σ vo Qhk Qhk é o valor característico das ações variáveis estabilizadoras Ohk é o valor característico da ação variávelinstabilizante considerada principal são as demais ações variáveis com seu valor reduzido Qmin é o valor característico mínimo da ação variável estabilizante que acompanhe obrigatoriamente uma ação variável estabilizante No caso geral deveriam ser consideradas inclusive combinações onde o efeito favorável das cargas permanentes seja reduzido pela consideração do γe 10 No caso de estruturas de edifícios essas combinações que consideram γq reduzido 10 não precisam ser consideradas Quando Fdtk ou Ftk são aplicadas em tempo muito pequeno ou tiverem probabilidade de ocorrência muito baixa vo pode ser substituído por v2 Este pode ser o caso para ações sísmicas e situação de incêndio Como as ações consideradas em projeto são de várias naturezas o índice do coeficiente 𝛾𝑓 pode ser alterado para identificar a ação considerada como os símbolos 𝛾𝑔 𝛾𝑞 𝛾𝑝 e 𝛾𝜀 para as ações permanentes variáveis diretas acidentais protensão e efeitos de deformações impostas ações indiretas respectivamente Videoaula 3 Antes de encerrar esta unidade compreenderemos o conceito de ações e de suas combinações Utilize o QR Code para assistir Encerramento Conhecemos aqui a norma mais importante para o projeto de estruturas de concreto a NBR 6118 Também foi possível observar que esta norma utiliza diversas referências e está vinculada a várias outras normas como a NBR 8681 NBR 6120 entre outras Vimos também os requisitos necessários de projeto e requisitos de durabilidade de estruturas Seu cumprimento é essencial para garantir o atendimento ao critério de vida útil da estrutura Por fim entendemos o método dos estadoslimites Trabalhamos sempre a favor da segurança então minoramos as resistências e majoramos as ações desfavoráveis ações favoráveis são majoradas mantidas minoradas ou anuladas em função do coeficiente de ponderação aplicado Com o conceito deste método semiprobabilístico seguiremos as disciplinas de Projeto de estruturas Lembrese de consultar as referências bibliográficas disponíveis na Biblioteca Bons estudos Referências ARAÚJO José Milton de Curso de concreto armado 3 ed Rio Grande Dunas 2010 4 v ISBN 9788586717093 v1 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6118 projeto de estruturas de concreto Procedimento Rio de Janeiro ABNT 2014 238 p ISBN 9788507049418 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 8681 ações e segurança nas estruturas Procedimento Rio de Janeiro ABNT 2003 18 p BOTELHO Manoel Henrique Campos MARCHETTI Osvaldemar Concreto Armado Eu Te Amo Editora Blücher 491 ISBN 9788521208952 Ebook Pearson Videoaula Resolução de Exercicios Agora assista ao vídeo Utilize o QR Code para assistir CARVALHO Roberto Chust FIGUEIREDO FILHO Jasson Rodrigues Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado segundo a NBR 61182014 4 ed São Carlos EdUFSCar 2016 415 p ISBN 9788576003564 PORTO Thiago Bomjardim FERNANDES Danielle Stefane Gualberto Curso básico de concreto armado São Paulo SP Oficina de Textos 2015 ISBN 9788579751875 Ebook Pearson UniFil EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA UNIFILBR