Ações e Segurança nas Estruturas: Coeficientes e Estados Limite

Ações e Segurança nas Estruturas 20221 Ações e Segurança nas Estruturas Edifício Real Class Pará Brasil 2011 Submetida a uma combinação elevada de carregamentos verticais e horizontais Ações e Segurança nas Estruturas Coeficientes de Segurança A determinação dos coeficientes de segurança internos é empírica justificandose seus valores pelos resultados disponíveis de estruturas projetadas com a sua utilização os quais também orientam a alteração dos coeficientes permitindo um progresso gradual e seguro dos critérios de projeto de modo a atender aos aspectos econômicos que exigem a minimização dos coeficientes de segurança Ações Variabilidade da intensidade Probabilidade de ações simultâneas na estrutura Esforços solicitantes Erros da análise estrutural Erros numéricos de cálculo Erros construtivos Variabilidade das características mecânicas dos materiais NBR 86812004 Ações e Segurança nas Estruturas Condições exigíveis na verificação da segurança das estruturas usuais da Construção Civil Estabelece critérios de quantificação das ações e resistências de projeto Válida para qualquer material usual da Construção Civil NBR 86812004 Ações e Segurança nas Estruturas Estados limites último ELU e de utilização ELS Ações permanentes variáveis excepcionais Valores representativos das ações para ELU e ELS Valores de cálculo das ações Critério de combinação Condições de segurança Resistências Alteração no coeficiente de ponderação Estado Limite da Estrutura Estados a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às finalidades da construção Estados Limite Último Estados Limite de Serviço Estado Limite Último Perda de equilíbrio global ou parcial Ruptura ou deformação plástica excessiva Transformação da estrutura em hipostática Instabilidade por deformação Instabilidade dinâmica Estado Limite de Serviço ELS Danos ligeiros ou localizados que comprometem o aspecto estético da construção ou a durabilidade da estrutura Deformações excessivas que afete a utilização ou aspecto estético Vibrações excessivas Por que verificar as flechas Deflexões excessivas Patologias Destacamento do revestimento Por que limitar fissuras Consequências Estético Infiltrações de água de chuva Desplacamento de revestimento Ações Permanentes Variáveis Excepcionais Ações Permanentes Diretas peso próprio equipamentos fixos Indiretas protensão recalques de apoio e a retração Ações Variáveis Normais probabilidade grande de ocorrência força de frenação impacto e centrífugas efeitos de vento variações de temperatura atrito de aparelhos de apoio Especiais ações sísmicas Ações Excepcionais Explosões choques de veículos incêndios redução da resistência dos materiais enchentes ou sismos excepcionais Peso Específico NBR 61202019 Materiais 3 Argamassas e concretos Dicotiledôneas classificação ABNT NBR 7190 U12 65 8 95 10 Madeira laminada colada Compensado de resinosas 4 Compensado de painéis laminados 55 laminboard e blockboard Aglos de partículas ligados por resinas sintéticas 7 a 8 75 ligados por cimento 12 OSB e produtos similares 7 flakeboard e waferboard Aglos de fibras duro hardboard corrente e temperado 10 de média densidade MDF 8 brando softboard 4 Fonte NBR6120 Tabela 1 2019 Peso Específico NBR 61202019 Elementos Estruturais Alvenaria Peso Específico NBR 61202019 Elementos Estruturais Divisórias e Caixilhos Peso Específico NBR 61202019 Elementos Estruturais Revestimentos de pisos e impermeabilizações Peso Específico NBR 61202019 Elementos Estruturais Enchimento Ações Variáveis NBR 61202019 Local Áreas de acesso público circulações sanitários 5 Lojas duty free 5 Controle de passaportes segurança raios X 5 Restituição de bagagens não inclui o peso próprio dos equipamentos 5 Áreas administrativas 5 Manipulação de bagagens não inclui o peso próprio dos equipamentos 10 Áreas sujeitas ao tráfego de veículos ver NBR612019 item 66 4 Arquibancadas e tribunas Com assentos fixos 15 Com assentos móveis 5 Local Cargas Distribuídas Uniformemente kNm² Carga concentrada kN Residencial 25 Comercial corporativos e escritórios 3 Com acesso público hotéis hospitais escolas teatros etc 4 Escritórios 3 Sanitários Salas de diretoria e gerência 25 Cofre validar caso a caso respeitando o valor mínimo indicado nesta Tabela Agência área de atendimento ao público Regiões de arquivos deslizantes Região de terminais de autofatendimento caixas eletrônicos Áreas técnicas ver item Áreas Técnicas nesta Tabela Centro de processamento de dados ver Áreas técnicas Sala de leitura sem estantes 4 Sala de leitura com estantes 3 Sala com estantes de livros 1 Regiões de arquivos deslizantes Salas administrativas Sanitários Corredores Centro de convenções e locais de reunião de pessoas 3 Igrejas 5 Acesso exclusivo de pessoas Áreas de produção processos manufatura etc Incluindo equipamentos Redução de cargas variáveis não permitida b Devese considerar forças horizontais conforme 63 da NBR6079 Devem ser verificados os efeitos dinâmicos c Devese verificar o trajeto dos equipamentos até o local definitivo para instalação ou manutenção A carga móvel considerase o equipamento e o elevador e suas comp Exercício 1 Determinar a carga devida ao revestimento especificado na figura abaixo Exercício 2 A partir do edifício residencial de concreto armado abaixo determine Características Edifício residencial subsolo pavimento térreo pavimento tipo cobertura Dimensionamento Posição dos elementos estruturais Compatibilização de projetos a As possíveis ações atuantes no edifício b Determine o peso próprio de uma parede de alvenaria de blocos cerâmicos vazados mostrada abaixo a As possíveis ações atuantes no edifício httpspadletcomlukataoka3hgfgq2nt8opfr2k Exercício 3 a Compor o carregamento de uma laje de concreto com 12 cm de espessura destinada a sala de aula revestida com 5 cm de espessura b Compor o carregamento de uma laje de concreto com 15 cm de espessura revestida com 7 cm de espessura destinada a restaurante Exercício 4 Dado o esquema ao lado pedese a composição das cargas permanentes nas vigas de concreto os esquemas estáticos delas bem como os cálculos das reações de apoio e dos esforços internos solicitantes Dados Reação da laje 685 kNm Lajes e vigas de concreto armado Seção transversal da viga 20x50cm Pé direito 27m Sobre as vigas há uma parede de tijolos cerâmicos maciços L1 L2 V1 V2 V3 V4 V5 Valores representativo das ações Ações Valores representativos ELU ELS Valores característicos Valores reduzidos de utilização Valores característicos nominais Valores raros de utilização Valores reduzidos de combinação Valores convencionais excepcionais Valores representativos das ações ELU Característico Fk definido pela variabilidade de suas intensidades O valor das ações variáveis têm de 25 a 35 de probabilidade de serem superados em 50 anos Ações variáveis com efeitos favoráveis não são consideradas O valor característicos das ações permanentes é o valor médio mesmo em efeitos favoráveis ou desfavoráveis Característico nominal ações que não tenham variabilidade expressa adequadamente são adotados FK devidamente escolhidos Convencionais excepcionais arbitrados para as ações excepcionais consenso entre proprietário e autoridades governamentais Reduzidos de combinação Determinados a partir da expressão Ψ0Fk Considera baixa probabilidade de ocorrência simultânea dos valores característicos de duas ou mais ações variáveis de natureza diferentes Caso particular ações que atuam simultaneamente em um período extremamente curto Ψ0 Ψ2 Valores representativos das ações ELS Reduzidos de combinação determinados pelas expressões Ψ1Fk valores frequentes ação que se repete muitas vezes Ψ2Fk valores quase permanentes ações de longa duração Raros quantificam as ações que podem acarretar estado limite de serviço mesmo com duração muito curta Valores de Cálculo Obtidos a partir dos valores representativos multiplicandoos pelos respectivos coeficientes de ponderação ϒf Fd Fkϒf Valores representativos Coef de ponderação Valores de cálculo ELU Coeficientes de ponderação ϒf ϒf ϒf1 ϒf3 ϒf1 considera a variabilidade das ações ϒf2 Ψ0 este coeficiente faz o papel de ϒ2 ϒf3 considera os desvios gerados nas construções e as aproximações feitas em projeto do ponto de vista das solicitações ELS Coeficientes de ponderação ϒf ϒf 1 ϒg permanente ϒq variável ϒp protensão ϒe deformações indiretas Segurança Condições analíticas Rd Sd Rd valores de cálculo dos esforços resistentes Sd valores de cálculo dos esforços atuantes Condições construtivas Atendimento às exigências construtivas incluídas nas normas referentes às estruturas feitas com os materiais de construção considerados Resistências Aptidão da matéria suportar tensões Resistência média fm média aritmética das resistências do lote de material Resistência característica fk probabilidade de ultrapassar desfavoravelmente a resistência em um lote de material Resistência de cálculo fd fd fk ϒm ϒm coeficiente de ponderação ϒm ϒm1ϒm2ϒm3 ϒm1 variabilidade da resistência efetiva ϒm2 diferença entre material e estrutura ϒm3 incerteza nas solicitações existentes Combinação das ações a Ações Permanentes tempo b Sobrecargas de utilização tempo c Ações do vento tempo d Ação total 50 anos Critérios para combinações das ações Última Serviço Permanentes Permanentes Variáveis Normais Variáveis Quase permanente de serviço Especiais ou de construção Frequente de serviço Excepcionais Raras de serviço ELU NBR8681 Normal decorre do uso previsto para a construção Especial decorre de ações variáveis de natureza ou intensidade especiais cujos efeitos superam o carregamento normal Excepcional podem provocar efeitos catastróficos ELS NBR8681 Frequentes ações que se repetem muitas vezes verificação de fissuras Quase permanentes ações de longa duração verificação de flechas Rara ações que podem acarretar estado limite de serviço mesmo com duração muito curta Critério para combinações das ações ÚLTIMAS Ações permanentes todas combinações Ações variáveis Combinação última normal Em cada combinação uma das ações variáveis é a principal com valor representativo e as demais ações variáveis são secundárias com valores reduzidos Ψ0Fk Especial ou de construção Em cada combinação uma das ações variáveis é a principal com valor representativo e as demais ações variáveis são secundárias com valores reduzidos Ψ0FkQuando FQ1 tiver tempo de atuação muito pequeno Ψ0jef Ψ2j Excepcionais Em cada combinação a ação variável excepcional é a principal com valor representativo e as demais ações variáveis são secundárias com valores reduzidos Ψ0Fk Critério para combinações das ações de SERVIÇO Ações permanentes todas combinações Ações variáveis Quase permanente de serviço Todas as ações são consideradas com seus valores quase permanentes Ψ2Fk Frequentes de serviço Em cada combinação a ação principal é considerada com seu valor frequente Ψ1Fk e as demais ações com seus valores quase permanentes Ψ2Fk Raras de serviço Em cada combinação a ação principal é considerada com seu valor característico Fk e as demais ações com seus valores frequentes Ψ1Fk Ações permanentes diretas separadas ϒg Ações permanentes diretas agrupadas ϒg Ações permanentes de recalque e retração ϒg Ações variáveis separadas Yq Combinação Tipo de ação Coef ponderação Yq Normal Ações truncadas 1 12 Efeito de temperatura 12 Ação do vento 14 Ações variáveis em geral 15 Especial ou de construção Ações truncadas 1 11 Efeito de temperatura 10 Ação do vento 12 Ações variáveis em geral 13 Excepcional Ações variáveis em geral 10 Ações permanentes diretas agrupadas ϒg Fatores de combinação e redução Ψ0 Ψ1 e Ψ2 Fatores redução para combinação frequente verificação à fadiga Exercício 6 Considere a viga contínua com dois vãos iguais de 6m submetida às seguintes ações a Peso próprio e peso de outros elementos apoiados 20kNm b Carga originada apenas de sobrecarga 20kNm Desejase obter os esforços para dimensionamento da seção transversal da viga e para verificação de flechas assim como aberturas de fissuras em serviço Exercício 7 Considere a estrutura metálica treliçada de uma oficina submetida às seguintes ações a Vento 12kN b Peso próprio 13kN c Talha 10kN Determine as ações na estrutura para ELU e ELS para verificação de abertura de fissuras Exercício 8 Calcular a solicitação para segurança contra incêndio que agem sobre uma viga decorrentes dos seguintes carregamentos Peso próprio da viga 20 KNm Peso próprio da alvenaria 8 KNm Reação da laje na viga permanente 2 KNm Reação da laje na viga variável 4 KNm Carga do vento 3 KNm ecosistema ă n i m a