NBR 8681: Ações e Segurança nas Estruturas - Procedimento

Sede Rio de Janeiro Av Treze de Maio 1328º andar CEP 20003900 Caixa Postal 1680 Rio de Janeiro RJ Tel PABX 21 39742300 Fax 21 2240824922206436 Endereço eletrônico wwwabntorgbr ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Copyright 2003 ABNTAssociação Brasileira de Normas Técnicas Printed in Brazil Impresso no Brasil Todos os direitos reservados MAR 2003 NBR 8681 Ações e segurança nas estruturas Procedimento Origem Projeto NBR 86812002 ABNTCB02 Comitê Brasileiro de Construção Civil CE0212415 Comissão de Estudo de Estruturas de Concreto Simples Armado e Protendido NBR 8681 Actions and safety of structures Procedure Descriptors Strutures Safety Esta Norma substitui a NBR 86811984 Válida a partir de 30032004 Palavraschave Estrutura Segurança 15 páginas Sumário Prefácio 1 Objetivo 2 Referência normativa 3 Definições 4 Requisitos gerais 5 Requisitos específicos 6 Verificação da segurança Prefácio A ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas é o Fórum Nacional de Normalização As Normas Brasileiras cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros ABNTCB e dos Organismos de Normalização Setorial ABNTONS são elaboradas por Comissões de Estudo CE formadas por representantes dos setores envolvidos delas fazendo parte produtores consumidores e neutros universidades laboratórios e outros Os Projetos de Norma Brasileira elaborados no âmbito dos ABNTCB e ABNTONS circulam para Consulta Pública entre os associados da ABNT e demais interessados O processo de revisão da NBR 8681 enfocou basicamente sua atualização e o necessário alinhamento ao novo escopo da NBR 61182003 Projeto de estruturas de concreto Procedimento Dessa forma estabeleceuse igualmente a necessidade de revisão da NBR 71871987 Projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido Procedimento além da elaboração da NBR 149312003 Execução de estruturas de concreto Procedimento Esta informação tem por finalidade alertar os usuários quanto à conveniência de consultarem as edições atualizadas dos documentos citados 1 Objetivo 11 Esta Norma fixa os requisitos exigíveis na verificação da segurança das estruturas usuais da construção civil e estabelece as definições e os critérios de quantificação das ações e das resistências a serem consideradas no projeto das estruturas de edificações quaisquer que sejam sua classe e destino salvo os casos previstos em Normas Brasileiras específicas 12 Os critérios de verificação da segurança e os de quantificação das ações adotados nesta Norma são aplicáveis às estruturas e às peças estruturais construídas com quaisquer dos materiais usualmente empregados na construção civil NOTA Além destes devem ser respeitados os critérios que constem em normas referentes a tipos particulares de construção e os símbolos gráficos conforme indicados na NBR 7808 Cópia não autorizada NBR 86812003 2 2 Referência normativa A norma relacionada a seguir contém disposições que ao serem citadas neste texto constituem prescrições para esta Norma A edição indicada estava em vigor no momento desta publicação Como toda norma está sujeita a revisão recomendase àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usar a edição mais recente da norma citada a seguir A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento NBR 78081983 Símbolos gráficos para projetos de estruturas Simbologia 3 Definições Para os efeitos desta Norma aplicamse as seguintes definições 31 estados limites de uma estrutura Estados a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às finalidades da construção 32 estados limites últimos Estados que pela sua simples ocorrência determinam a paralisação no todo ou em parte do uso da construção 33 estados limites de serviço 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 34 ações Causas que provocam esforços ou deformações nas estruturas Do ponto de vista prático as forças e as deformações impostas pelas ações são consideradas como se fossem as próprias ações As deformações impostas são por vezes designadas por ações indiretas e as forças por ações diretas 35 ações permanentes Ações que ocorrem com valores constantes ou de pequena variação em torno de sua média durante praticamente toda a vida da construção A variabilidade das ações permanentes é medida num conjunto de construções análogas 36 ações variáveis Ações que ocorrem com valores que apresentam variações significativas em torno de sua média durante a vida da construção 37 ações excepcionais Ações excepcionais são as que têm duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construção mas que devem ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas 38 cargas acidentais Cargas acidentais são as ações variáveis que atuam nas construções em função de seu uso pessoas mobiliário veículos materiais diversos etc 4 Requisitos gerais 41 Estados limites Os estados limites podem ser estados limites últimos ou estados limites de serviço 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 411 Estados limites últimos No projeto usualmente devem ser considerados os estados limites últimos caracterizados por a perda de equilíbrio global ou parcial admitida a estrutura como um corpo rígido b ruptura ou deformação plástica excessiva dos materiais c transformação da estrutura no todo ou em parte em sistema hipostático d instabilidade por deformação e instabilidade dinâmica NOTA Em casos particulares pode ser necessário considerar outros estados limites últimos que não os aqui especificados 412 Estados limites de serviço 4121 No período de vida da estrutura usualmente são considerados estados limites de serviço 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 Cópia não autorizada NBR 86812003 3 4122 Os estados limites de serviço decorrem de ações cujas combinações podem ter três diferentes ordens de grandeza de permanência na estrutura a combinações quase permanentes combinações que podem atuar durante grande parte do período de vida da estrutura da ordem da metade deste período b combinações freqüentes combinações que se repetem muitas vezes durante o período de vida da estrutura da ordem de 105 vezes em 50 anos ou que tenham duração total igual a uma parte não desprezível desse período da ordem de 5 c combinações raras combinações que podem atuar no máximo algumas horas durante o período de vida da estrutura 42 Ações 421 Classificação das ações Para o estabelecimento das regras de combinação das ações estas são classificadas segundo sua variabilidade no tempo em três categorias a ações permanentes b ações variáveis c ações excepcionais 4211 Ações permanentes Consideramse como ações permanentes a ações permanentes diretas os pesos próprios dos elementos da construção incluindose o peso próprio da estrutura e de todos os elementos construtivos permanentes os pesos dos equipamentos fixos e os empuxos devidos ao peso próprio de terras não removíveis e de outras ações permanentes sobre elas aplicadas b ações permanentes indiretas a protensão os recalques de apoio e a retração dos materiais 4212 Ações variáveis Consideramse como ações variáveis as cargas acidentais das construções bem como efeitos tais como forças de frenação de impacto e centrífugas os efeitos do vento das variações de temperatura do atrito nos aparelhos de apoio e em geral as pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas Em função de sua probabilidade de ocorrência durante a vida da construção as ações variáveis são classificadas em normais ou especiais a ações variáveis normais ações variáveis com probabilidade de ocorrência suficientemente grande para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de um dado tipo de construção b ações variáveis especiais nas estruturas em que devam ser consideradas certas ações especiais como ações sísmicas ou cargas acidentais de natureza ou de intensidade especiais elas também devem ser admitidas como ações variáveis As combinações de ações em que comparecem ações especiais devem ser especificamente definidas para as situações especiais consideradas 4213 Ações excepcionais Consideramse como excepcionais as ações decorrentes de causas tais como explosões choques de veículos incêndios enchentes ou sismos excepcionais Os incêndios ao invés de serem tratados como causa de ações excepcionais também podem ser levados em conta por meio de uma redução da resistência dos materiais constitutivos da estrutura 422 Valores representativos das ações As ações são quantificadas por seus valores representativos que podem ser valores característicos valores característicos nominais valores reduzidos de combinação valores convencionais excepcionais valores reduzidos de utilização e valores raros de utilização 4221 Valores representativos para estados limites últimos 42211 Valores característicos Consideramse valores característicos os seguintes os valores característicos Fk das ações são definidos em função da variabilidade de suas intensidades para as ações que apresentam variabilidade no tempo consideramse distribuições de extremos correspondentes a um período convencional de referência de 50 anos admitindo que sejam independentes entre si os valores extremos que agem em diferentes anos de vida da construção Cópia não autorizada NBR 86812003 4 para efeito de quantificação das ações variáveis em lugar de considerar o período de vida efetivo dos diferentes tipos de construção e a probabilidade anual de ocorrência de cada uma das ações admitese o período convencional de referência ajustando o valor característico da ação em função de seu período médio de retorno os valores característicos das ações variáveis estabelecidos por consenso e indicados em normas específicas correspondem a valores que têm de 25 a 35 de probabilidade de serem ultrapassados no sentido desfavorável durante um período de 50 anos as ações variáveis que produzem efeitos favoráveis não são consideradas como atuantes na estrutura os valores característicos das ações permanentes correspondem à variabilidade existente num conjunto de estruturas análogas para as ações permanentes o valor característico é o valor médio corresponde ao quantil de 50 seja quando os efeitos forem desfavoráveis seja quando os efeitos forem favoráveis 42212 Valores característicos nominais Consideramse valores característicos nominais os seguintes para as ações que não tenham a sua variabilidade adequadamente expressa por distribuições de probabilidade os valores característicos Fk são substituídos por valores nominais convenientemente escolhidos para as ações que tenham baixa variabilidade diferindo muito pouco entre si os valores característicos superior e inferior adotam se como característicos os valores médios das respectivas distribuições 42213 Valores reduzidos de combinação Consideramse valores reduzidos de combinação os seguintes os valores reduzidos de combinação são determinados a partir dos valores característicos pela expressão ψ0 Fk e são empregados nas condições de segurança relativas a estados limites últimos quando existem ações variáveis de diferentes naturezas os valores ψ0 Fk levam em conta que é muito baixa a probabilidade de ocorrência simultânea dos valores característicos de duas ou mais ações variáveis de naturezas diferentes ao invés de serem adotados diferentes valores de ψ0 em função das ações que vão atuar simultaneamente por simplicidade admitese um único valor ψ0 para cada ação a ser considerada no projeto de modo geral adotamse como valores reduzidos ψ0 Fk os valores característicos de distribuições de extremos correspondentes a um período de tempo igual a uma fração do período de referência admitido para a determinação do valor característico Fk nos casos particulares em que sejam consideradas ações que atuem simultaneamente com ações de período de atuação extremamente curto adotamse para ψ0 os mesmos valores especificados para os coeficientes ψ2 definidos em 4222 42214 Valores convencionais excepcionais Consideramse valores convencionais excepcionais os seguintes valores convencionais excepcionais são valores arbitrados para as ações excepcionais estes valores devem ser estabelecidos por consenso entre o proprietário da construção e as autoridades governamentais que nela tenham interesse 4222 Valores representativos para os estados limites de utilização 42221 Valores reduzidos de utilização Consideramse os valores reduzidos de utilização os seguintes os valores reduzidos de utilização são determinados a partir dos valores característicos pelas expressões ψ1 Fk e ψ2 Fk e são empregados na verificação da segurança em relação a estados limites de utilização decorrentes de ações que se repetem muitas vezes e ações de longa duração respectivamente os valores reduzidos ψ1 Fk são designados por valores freqüentes e os valores reduzidos ψ2 Fk por valores quase permanentes das ações variáveis 42222 Valores raros de utilização Os valores raros de utilização quantificam as ações que podem acarretar estados limites de serviço mesmo que atuem com duração muito curta sobre a estrutura 423 Valores de cálculo das ações Os valores de cálculo Fd das ações são obtidos a partir dos valores representativos multiplicandoos pelos respectivos coeficientes de ponderação γf Cópia não autorizada NBR 86812003 5 4231 Coeficientes de ponderação para os estados limites últimos Quando se consideram estados limites últimos os coeficientes γf de ponderação das ações podem ser considerados como o produto de dois outros γf1 e γf3 o coeficiente de combinação ψ0 faz o papel do terceiro coeficiente que seria indicado por γf2 O coeficiente parcial γf1 leva em conta a variabilidade das ações e o coeficiente γf3 considera os possíveis erros de avaliação dos efeitos das ações seja por problemas construtivos seja por deficiência do método de cálculo empregado O desdobramento do coeficiente de segurança γf em coeficientes parciais permite que os valores gerais especificados para γf possam ser discriminados em função de peculiaridades dos diferentes tipos de estruturas e de materiais de construção considerados conforme 52 Tendo em vista as diversas ações levadas em conta no projeto o índice do coeficiente γf pode ser alterado para identificar a ação considerada resultando os símbolos γg γq γp γ respectivamente para as ações permanentes para as ações diretas variáveis para a protensão e para os efeitos de deformações impostas ações indiretas Quando se consideram estados limites últimos os valores dos coeficientes de ponderação das ações são os indicados em 513 para cada uma das combinações últimas que podem ser consideradas no projeto 4232 Coeficiente de ponderação para os estados limites de serviço Quando se consideram estados limites de utilização os coeficientes de ponderação das ações são tomados com valor γf 10 salvo exigência em contrário expressa em norma específica 43 Açõestipo de carregamento e critérios de combinação 431 Generalidades 4311 Um tipo de carregamento é especificado pelo conjunto das ações que têm probabilidade não desprezível de atuarem simultaneamente sobre uma estrutura durante um período de tempo preestabelecido 4312 Em cada tipo de carregamento as ações devem ser combinadas de diferentes maneiras a fim de que possam ser determinados os efeitos mais desfavoráveis para a estrutura Devem ser estabelecidas tantas combinações de ações quantas forem necessárias para que a segurança seja verificada em relação a todos os possíveis estados limites da estrutura 4313 A verificação da segurança em relação aos estados limites últimos é feita em função das combinações últimas de ações A verificação da segurança em relação aos estados limites de serviço é feita em função das combinações de serviço 432 Tipos de carregamento Durante o período de vida da construção podem ocorrer os seguintes tipos de carregamento carregamento normal carregamento especial e carregamento excepcional Além destes em casos particulares também pode ser necessária a consideração do carregamento de construção Os tipos de carregamento podem ser de longa duração ou transitórios conforme seu tempo de duração 4321 Carregamento normal O carregamento normal decorre do uso previsto para construção Admitese que o carregamento normal possa ter duração igual ao período de referência da estrutura e sempre deve ser considerado na verificação da segurança tanto em relação a estados limites últimos quanto em relação a estados limites de serviço 4322 Carregamento especial Um carregamento especial decorre da atuação de ações variáveis de natureza ou intensidade especiais cujos efeitos superam em intensidade os efeitos produzidos pelas ações consideradas no carregamento normal Os carregamentos especiais são transitórios com duração muito pequena em relação ao período de referência da estrutura Os carregamentos especiais são em geral considerados apenas na verificação da segurança em relação aos estados limites últimos não se observando as exigências referentes aos estados limites de utilização A cada carregamento especial corresponde uma única combinação última especial de ações Em casos particulares pode ser necessário considerar o carregamento especial na verificação da segurança em relação aos estados limites de serviço 4323 Carregamento excepcional Um carregamento excepcional decorre da atuação de ações excepcionais que podem provocar efeitos catastróficos Os carregamentos excepcionais somente devem ser considerados no projeto de estrutura de determinados tipos de construção para os quais a ocorrência de ações excepcionais não possa ser desprezada e que além disso na concepção estrutural não possam ser tomadas medidas que anulem ou atenuem a gravidade das conseqüências dos efeitos dessas ações O carregamento excepcional é transitório com duração extremamente curta Com um carregamento do tipo excepcional considerase apenas a verificação da segurança em relação a estados limites últimos através de uma única combinação última excepcional de ações 4324 Carregamento de construção O carregamento de construção é considerado apenas nas estruturas em que haja risco de ocorrência de estados limites já durante a fase de construção O carregamento de construção é transitório e sua duração deve ser definida em cada caso particular Devem ser consideradas tantas combinações de ações quantas sejam necessárias para verificação das condições de segurança em relação a todos os estados limites que são de se temer durante a fase de construção Cópia não autorizada NBR 86812003 6 433 Critérios de combinação das ações 4331 Critérios gerais Para a verificação da segurança em relação aos possíveis estados limites para cada tipo de carregamento devem ser consideradas todas as combinações de ações que possam acarretar os efeitos mais desfavoráveis nas seções críticas da estrutura As ações permanentes são consideradas em sua totalidade Das ações variáveis são consideradas apenas as parcelas que produzem efeitos desfavoráveis para a segurança As ações variáveis móveis devem ser consideradas em suas posições mais desfavoráveis para a segurança A aplicação de ações variáveis ao longo da estrutura pode ser feita de acordo com regras simplificadas estabelecidas em Normas que considerem determinados tipos particulares de construção As ações incluídas em cada uma destas combinações devem ser consideradas com seus valores representativos multiplicados pelos respectivos coeficientes de ponderação das ações 4332 Critérios para combinações últimas Devem ser considerados os seguintes critérios a ações permanentes devem figurar em todas as combinações de ações b ações variáveis nas combinações últimas normais em cada combinação última uma das ações variáveis é considerada como a principal admitindose que ela atue com seu valor característico Fk as demais ações variáveis são consideradas como secundárias admitindose que elas atuem com seus valores reduzidos de combinação ψ0 Fk c ações variáveis nas combinações últimas especiais nas combinações últimas especiais quando existirem a ação variável especial deve ser considerada com seu valor representativo e as demais ações variáveis devem ser consideradas com valores correspondentes a uma probabilidade não desprezível de atuação simultânea com a ação variável especial d ações variáveis nas combinações últimas excepcionais nas combinações últimas excepcionais quando existirem a ação excepcional deve ser considerada com seu valor representativo e as demais ações variáveis devem ser consideradas com valores correspondentes a uma grande probabilidade de atuação simultânea com a ação variável excepcional 5 Requisitos específicos 51 Requisitos de segurança 511 Requisitos construtivos Os requisitos construtivos de segurança são constituídos por exigências construtivas referentes ao tipo de construção e de materiais empregados 512 Requisitos analíticos Os requisitos analíticos de segurança decorrem da análise estrutural Os requisitos de segurança relativos a cada um dos possíveis estados limites de uma estrutura podem ser expressos por desigualdade do tipo θ Fd fd ad µd C 0 onde Fd representa os valores de cálculo das ações fd representa os valores de cálculo das propriedades dos materiais inclusive das resistências ad representa os valores de cálculo dos parâmetros que descrevem a geometria da estrutura µd representa os valores de cálculo dos coeficientes que cobrem as incertezas do método de cálculo adotado C representa as constantes empregadas inclusive como restrições preestabelecidas no projeto A ocorrência dos estados limites é expressa pela igualdade θ Fd fd ad µd C 0 As condições de segurança devem ser verificadas em relação a todos os tipos de carregamento especificados para o tipo de construção considerada Cópia não autorizada NBR 86812003 7 5121 Condições usuais relativas aos estados limites últimos As condições usuais de segurança referentes aos estados limites são expressas por desigualdades do tipo θ Sd Rd 0 onde Sd representa os valores de cálculo dos esforços atuantes Rd representa os valores de cálculo dos correspondentes esforços resistentes dados por Sd S Fd aSd µSd CS e Rd R fd aRd µSd CR Quando a segurança é verificada isoladamente em relação a cada um dos esforços atuantes as condições de segurança tomam a forma simplificada Rd Sd Para a determinação de S em geral é considerado apenas o carregamento normal salvo a indicação em contrário expressa em norma relativa ao tipo de construção e de material empregados ou por exigência do proprietário da obra ou das autoridades governamentais nela interessadas Se o cálculo do esforço atuante for feito em regime elástico linear elástico ou pseudoelástico o coeficiente γf pode ser aplicado tanto à ação característica quanto diretamente ao esforço característico Sd S γf Fk ou Sd γf Sk γf S Fk Se o cálculo do esforço atuante for feito por processo não linear o coeficiente γf será aplicado à ação característica Sd S γf Fk Dizse que não há linearidade geométrica quando o comportamento estrutural deixa de ser linear em virtude da alteração da geometria do sistema Quando for considerada a não linearidade geométrica o coeficiente γf pode ser desdobrado em seus coeficientes parciais aplicandose o coeficiente γf3 à solicitação calculada com a ação característica multiplicada por γf1 ψ0 Sd γf3 S γf1 ψ0 Fk 5122 Condições usuais relativas aos estados limites de utilização As condições usuais de verificação da segurança relativas aos estados limites de utilização são expressas por desigualdade do tipo Sd Slim onde Sd representa os valores de cálculo dos efeitos estruturais de interesse calculados com γf 10 Slim representa os valores limites adotados para esses efeitos 513 Combinações últimas das ações 5131 Combinações últimas normais As combinações últimas normais são dadas pela seguinte expressão ψ γ γ n j 2 0j Qj k Q k1 q i k G m i 1 gi d F F F F onde FGik é o valor característico das ações permanentes FQ1k é o valor característico da ação variável considerada como ação principal para a combinação ψ0j FQjk é o valor reduzido de combinação de cada uma das demais ações variáveis Em casos especiais devem ser consideradas duas combinações numa delas admitese que a ações permanentes sejam desfavoráveis e na outra que sejam favoráveis para a segurança Cópia não autorizada NBR 86812003 8 5132 Combinações últimas especiais ou de construção As combinações últimas especiais ou de construção são dadas pela seguinte expressão ψ γ γ n j 2 Qj k 0 j ef Q k1 q i k G m i 1 gi d F F F F onde FGik é o valor característico das ações permanentes FQ1k é o valor característico da ação variável admitida como principal para a situação transitória considerada ψ0fef é o fator de combinação efetivo de cada uma das demais variáveis que podem agir concomitantemente com a ação principal FQ1 durante a situação transitória O fator ψ0jef é igual ao fator ψ0j adotado nas combinações normais salvo quando a ação principal FQ1 tiver um tempo de atuação muito pequeno caso em que ψ0jef pode ser tomado com o correspondente ψ2j 5133 Combinações últimas excepcionais As combinações últimas excepcionais são dadas pela seguinte expressão ψ γ γ n j 1 Qj k 0 j ef q exc Q m i 1 Gi k gi d F F F F onde FQexc é o valor da ação transitória excepcional e os demais termos são os que já foram definidos em 5131 e 5132 514 Coeficientes de ponderação para combinações últimas 5141 Coeficientes de ponderação para as ações permanentes Os coeficientes de ponderação γg das ações permanentes majoram os valores representativos das ações permanentes que provocam efeitos desfavoráveis e minoram os valores representativos daquelas que provocam efeitos favoráveis para a segurança da estrutura Para uma dada ação permanente todas as suas parcelas são ponderadas pelo mesmo coeficiente γg não se admitindo que algumas de suas partes possam ser majoradas e outras minoradas Para os materiais sólidos que possam provocar empuxos a componente vertical é considerada como uma ação e a horizontal como outra ação independentemente da primeira Os coeficientes de ponderação γg relativos às ações permanentes que figuram nas combinações últimas salvo indicação em contrário expressa em norma relativa ao tipo de construção e de material considerados devem ser tomados com os valores básicos a seguir indicados a variabilidade das ações permanentes diretas os processos de construção das estruturas dos elementos construtivos permanentes não estruturais e dos equipamentos fixos determinam a variabilidade da ação correspondente Processos mais controlados admitem coeficientes de ponderação menores e processos menos controlados exigem coeficientes maiores A tabela 1 fornece os valores do coeficiente de ponderção a considerar para cada uma dessas ações permanentes consideradas separadamente Na tabela 2 é fornecido o valor do coeficiente de ponderação a considerar se numa combinação todas essas ações forem agrupadas O projetista deve escolher uma dessas duas tabelas b efeitos de recalques de apoio e de retração dos materiais neste caso adotamse os valores indicados na tabela 3 Cópia não autorizada NBR 86812003 9 Tabela 1 Ações permanentes diretas consideradas separadamente Efeito Combinação Tipo de ação Desfavorável Favorável Normal Peso próprio de estruturas metálicas Peso próprio de estruturas prémoldadas Peso próprio de estruturas moldadas no local Elementos construtivos industrializados1 Elementos construtivos industrializados com adições in loco Elementos construtivos em geral e equipamentos2 125 130 135 135 140 150 10 10 10 10 10 10 Especial ou de construção Peso próprio de estruturas metálicas Peso próprio de estruturas prémoldadas Peso próprio de estruturas moldadas no local Elementos construtivos industrializados1 Elementos construtivos industrializados com adições in loco Elementos construtivos em geral e equipamentos2 115 120 125 125 130 140 10 10 10 10 10 10 Excepcional Peso próprio de estruturas metálicas Peso próprio de estruturas prémoldadas Peso próprio de estruturas moldadas no local Elementos construtivos industrializados1 Elementos construtivos industrializados com adições in loco Elementos construtivos em geral e equipamentos2 110 115 115 115 120 130 10 10 10 10 10 10 1 Por exemplo paredes e fachadas prémoldadas gesso acartonado 2 Por exemplo paredes de alvenaria e seus revestimentos contrapisos Tabela 2 Ações permanentes diretas agrupadas Efeito Combinação Tipo de estrutura Desfavorável Favorável Normal Grandes pontes1 Edificações tipo 1 e pontes em geral2 Edificação tipo 23 130 135 140 10 10 10 Especial ou de construção Grandes pontes1 Edificações tipo 1 e pontes em geral2 Edificação tipo 23 120 125 130 10 10 10 Excepcional Grandes pontes1 Edificações tipo 1 e pontes em geral2 Edificação tipo 23 110 115 120 10 10 10 1 Grandes pontes são aquelas em que o peso próprio da estrutura supera 75 da totalidade das ações permanentes 2 Edificações tipo 1 são aquelas onde as cargas acidentais superam 5 kNm 2 3 Edificações tipo 2 são aquelas onde as cargas acidentais não superam 5 kNm 2 Cópia não autorizada NBR 86812003 10 Tabela 3 Efeitos de recalques de apoio e de retração dos materiais Efeitos Combinação Desfavoráveis Favoráveis Normal γ 12 γ 0 Especial ou de construção γ 12 γ 0 Excepcional γ 0 γ 0 5142 Coeficiente de ponderação para as ações variáveis Os coeficientes de ponderação γq das ações variáveis majoram os valores representativos das ações variáveis que provocam efeitos desfavoráveis para a segurança da estrutura As ações favoráveis que provocam efeitos favoráveis não são consideradas nas combinações de ações admitindose que sobre a estrutura atuem apenas as parcelas de ações variáveis que produzam efeitos desfavoráveis As ações variáveis que tenham parcelas favoráveis e desfavoráveis que fisicamente não possam atuar separadamente devem ser consideradas conjuntamente como uma ação única Os coeficientes de ponderação γq relativos às ações variáveis que figuram nas combinações últimas salvo indicação em contrário expressa em norma relativa ao tipo de construção e de material considerados devem ser tomados com os valores básicos indicados na tabela 4 para cada uma das ações consideradas separadamente ou na tabela 5 se essas ações forem consideradas conjuntamente O projetista deve escolher uma dessas duas tabelas Tabela 4 Ações variáveis consideradas separadamente Combinação Tipo de ação Coeficiente de ponderação Normal Ações truncadas1 Efeito de temperatura Ação do vento Ações variáveis em geral 12 12 14 15 Especial ou de construção Ações truncadas1 Efeito de temperatura Ação do vento Ações variáveis em geral 11 10 12 13 Excepcional Ações variáveis em geral 10 1 Ações truncadas são consideradas ações variáveis cuja distribuição de máximos é truncada por um dispositivo físico de modo que o valor dessa ação não pode superar o limite correspondente O coeficiente de ponderação mostrado na tabela 4 se aplica a esse valor limite Tabela 5 Ações variáveis consideradas conjuntamente1 Combinação Tipo de estrutura Coeficiente de ponderação Normal Pontes e edificações tipo 1 Edificações tipo 2 15 14 Especial ou de construção Pontes e edificações tipo 1 Edificações tipo 2 13 12 Excepcional Estruturas em geral 10 1 Quando a ações variáveis forem consideradas conjuntamente o coeficiente de ponderação mostrado na tabela 5 se aplica a todas as ações devendose considerar também conjuntamente as ações permanentes diretas Nesse caso permitese considerar separadamente as ações indiretas como recalque de apoio e retração dos materiais conforme tabela 3 e o efeito de temperatura conforme tabela 4 Cópia não autorizada NBR 86812003 11 5143 Coeficiente de ponderação para as ações excepcionais O coeficiente de ponderação γf relativo à ação excepcional que figura nas combinações últimas excepcionais salvo indicação em contrário expressa em norma relativa ao tipo de construção e de material considerados deve ser tomado com o valor básico γf 10 5144 Valores dos fatores de combinação e de redução Os fatores de combinação ψ0 salvo indicação em contrário expressa em norma relativa ao tipo de construção e de material considerados estão indicados na tabela 6 juntamente com os fatores de redução ψ1 e ψ2 referentes às combinações de serviço Tabela 6 Valores dos fatores de combinação ψψψψ0 e de redução ψψψψ1 e ψψψψ2 para as ações variáveis Ações ψ0 ψ1 ψ2 3 4 Cargas acidentais de edifícios Locais em que não há predominância de pesos e de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo nem de elevadas concentrações de pessoas1 Locais em que há predominância de pesos de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo ou de elevadas concentrações de pessoas2 Bibliotecas arquivos depósitos oficinas e garagens 05 07 08 04 06 07 03 04 06 Vento Pressão dinâmica do vento nas estruturas em geral 06 03 0 Temperatura Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local 06 05 03 Cargas móveis e seus efeitos dinâmicos Passarelas de pedestres Pontes rodoviárias Pontes ferroviárias não especializadas Pontes ferroviárias especializadas Vigas de rolamentos de pontes rolantes 06 07 08 10 10 04 05 07 10 08 03 03 05 06 05 1 Edificações residenciais de acesso restrito 2 Edificações comerciais de escritórios e de acesso público 3 Para combinações excepcionais onde a ação principal for sismo admitese adotar para ψ2 o valor zero 4 Para combinações excepcionais onde a ação principal for o fogo o fator de redução ψ2 pode ser reduzido multiplicandoo por 07 5145 Valores dos fatores de redução para combinação freqüente aplicável à verificação da fadiga Na falta de um espectro de carga que defina a freqüência de repetição de cada nível de carga permitindo a aplicação da regra de PalmgrenMiner a verificação da fadiga pode ser feita para um único nível de carga Esse nível de carga é definido pela carga freqüente de fadiga ψ1fad Fqk à qual corresponde um certo número de ciclos de carga Os fatores de redução para combinação freqüente de fadiga ψ1fad e o número de repetições dessa condição de carregamento N que ao longo da vida útil pode causar a ruptura por fadiga são estabelecidos na tabela 7 Cópia não autorizada NBR 86812003 12 Tabela 7 Valores dos fatores de redução para combinação freqüente de fadiga Carga móvel e seus efeitos dinâmicos ψ1fad N Passarelas de pedestres 0 Pontes rodoviárias Laje do tabuleiro Vigas transversais Vigas longitudinais1 vão até 100 m vão de 200 m vão 300 m meso e infraestrutura6 08 07 05 04 03 0 2 x 106 2 x 106 2 x 106 2 x 106 2 x 106 2 x 106 2 x 106 Pontes em ferrovias especializadas 10 2 x 106 Pontes em ferrovias não especializadas 08 2 x 106 Pontes rolantes5 Leves ou de uso eventual Moderadas2 Pesadas3 Severas4 0 10 10 10 20 000 100 000 500 000 2 x 106 1 O valor de ψ1fad pode ser interpolado linearmente entre 100 m e 300 m 2 Caso em que 50 dos ciclos ocorrem sob carga nominal 3 Caso em que 65 dos ciclos ocorrem sob carga nominal 4 Caso em que 80 dos ciclos ocorrem sob carga nominal 5 Na falta de indicação precisa do ciclo operacional da ponte rolante permitese o uso dos valores fornecidos nesta tabela 6 Desde que ligadas à super apenas por aparelhos de apoio Não é o caso por exemplo de pontes em pórtico ou estaiadas 515 Combinações de utilização das ações Nas combinações de utilização são consideradas todas as ações permanentes inclusive as deformações impostas permanentes e as ações variáveis correspondentes a cada um dos tipos de combinações de acordo com o que é indicado em 5151 a 5153 5151 Combinações quase permanentes de serviço Nas combinações quase permanentes de serviço todas as ações variáveis são consideradas com seus valores quase permanentes ψ2 FQk k Qj n j 1 j 2 m i 1 Gi k d uti F F F ψ 5152 Combinações freqüentes de serviço Nas combinações freqüentes de serviço a ação variável principal FQ1 é tomada com seu valor freqüente ψ1 FQ1k e todas as demais ações variáveis são tomadas com seus valores quasepermanentes ψ2 FQk k Qj n j 2 2j k1 Q m i 1 1 Gi k d uti F F F F ψ ψ 5153 Combinações raras de serviço Nas combinações raras de serviço a ação variável principal FQ1 é tomada com seu valor característico FQ1k e todas as demais ações são tomadas com seus valores freqüentes ψ1 FQk k Qj m 1 i n j 2 j1 Q k1 Gi k d uti F F F F ψ Cópia não autorizada NBR 86812003 13 516 Valores dos fatores de combinação e dos fatores de serviço Os valores do fator de combinação ψ0 para as combinações últimas e dos fatores para as combinações de serviço ψ1 para as combinações de grande freqüência e ψ2 para as combinações quase permanentes são os indicados a seguir Estes valores são aplicáveis para as ações usualmente consideradas nas estruturas da engenharia civil salvo indicação em contrário expressa em norma relativa ao tipo de construção e de materiais considerados 517 Condições de segurança relativas à perda de equilíbrio como corpo rígido 5171 Condições gerais Os estados limites últimos de perda de equilíbrio considerada a estrutura como um corpo rígido não dependem da resistência dos materiais empregados e correspondem ao início da movimentação de estrutura como um corpo rígido As condições de segurança relativas aos estados limites últimos de perda de equilíbrio são expressas por desigualdades do tipo Ssd Snd ou S Fsd S Fnd onde Snd e Ssd representam os valores de cálculo dos esforços com que é expresso o equilíbrio sendo Snd referente às ações não estabilizantes Fnd e Sd às ações estabilizantes Fs Os valores de Fnd e Fsd são determinados pelas mesmas regras de combinações de ações indicadas em 513 Os coeficientes de ponderação γ a empregar devem ser convenientemente justificados tendo em vista os valores especificados em 514 e as suas possíveis alterações indicadas em 53 As condições de segurança podem ser expressas simbolicamente por S γgs Gsk S γgn Gnk γq Qk Onde γgs e γgn são os coeficientes de ponderação correspondentes respectivamente às ações correspondentes estabilizantes Gs e não estabilizantes Gn As ações permanentes estabilizantes as não estabilizantes e as ações variáveis não estabilizantes representadas simbolicamente por Gs Gn e Q devem ser determinadas para cada tipo de carregamento de acordo com as regras definidas em 513 5172 Ações variáveis estabilizantes Em princípio as ações variáveis consideradas nas condições de segurança devem ser apenas as não estabilizantes Quando a atuação de uma ação variável não estabilizante for obrigatoriamente acompanhada pela atuação de uma parcela estabilizante de uma outra ação esta deve ser incluída no cálculo de Snd como uma ação de sentido contrário ao das demais Não se permite que o efeito desta ação seja considerado como uma parcela do esforço estabilizante Ssd As condições de segurança têm neste caso a forma simbólica seguinte S γgs Gsk S γgn Gnk γq Qnk γqs Qsmin na qual se adota para as ações variáveis estabilizantes Qsmin o coeficiente de ponderação γqs 10 5173 Estados limites de perda de equilíbrio das fundações Os estados limites últimos de perda de equilíbrio das fundações são em geral idealizações simplificadas de estados limites últimos de natureza mais complexa Estes estados limites são decorrentes de modos de ruptura com superfícies de fratura predeterminadas e podem ser assimilados a estados limites de perda de equilíbrio pela consideração do esforço resistente Rd como um esforço estabilizante As condições de segurança têm nestes casos a forma simbólica seguinte S Fsd S Rd S Fnd Para estes estados limites cabem as mesmas considerações feitas em 5172 quando houver ações variáveis estabilizantes que não possam ser eliminadas 518 Verificação da segurança em relação aos estados limites últimos de fadiga A verificação da segurança em relação aos estados limites últimos de fadiga deve ser feita de acordo com os critérios definidos em Normas referentes ao tipo de construção e de material considerados Cópia não autorizada NBR 86812003 14 52 Resistências 521 Resistência dos materiais A resistência é a aptidão da matéria de suportar tensões Do ponto de vista prático a medida dessa aptidão é considerada com a própria resistência A resistência é determinada convencionalmente pela máxima tensão que pode ser aplicada a corpodeprova do material considerado até o aparecimento de fenômenos particulares de comportamento além dos quais há restrições de emprego do material em elementos estruturais De modo geral estes fenômenos são os de ruptura ou de deformação específica excessiva Para cada material particular as Normas correspondentes devem especificar quais os fenômenos que permitem determinar as resistências 522 Valores representativos 5221 Resistência média A resistência média fm é dada pela média aritmética das resistências dos elementos que compõe o lote considerado de material 5222 Resistências características Os valores característicos fk das resistências são os que num 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 5223 Resistência característica inferior 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 5224 Escolha do valor representativo Salvo exigência expressa em norma referente a determinado material ou tipo de construção o valor representativo deve ser tomado como o da resistência característica inferior sempre que a segurança dependa das porções menos resistentes do material da estrutura O valor representativo pode ser tomado como o da resistência média quando a segurança é condicionada pela soma das resistências de muitas porções do material da estrutura sem que cada uma delas individualmente tenha influência determinante 523 Valores de cálculo 5231 Resistência de cálculo A resistência de cálculo fd é dada pela seguinte expressão m k d γ f f onde fk é resistência característica inferior γm é o coeficiente de ponderação das resistências sendo γm γm1 γm2 γm3 onde γm1 leva em conta a variabilidade da resistência efetiva transformando a resistência característica num valor extremo de menor probabilidade de ocorrência γm2 considera as diferenças entre a resistência efetiva do material da estrutura e a resistência medida convencionalmente em corposdeprova padronizados γm3 considera as incertezas existentes na determinação das solicitações resistentes seja em decorrência dos métodos construtivos seja em virtude do método do cálculo empregado 5232 Tensões últimas resistentes As tensões últimas resistentes σu ou τu são estabelecidas para a determinação das solicitações resistentes que não dependam diretamente das resistências medidas convencionalmente em ensaios de corposdeprova padronizados dos materiais empregados Os valores de σu e τu são estabelecidos em cada caso particular a partir das teorias de resistência dos elementos estruturais considerados Cópia não autorizada NBR 86812003 15 53 Alteração dos coeficientes de ponderação 531 Alteração dos coeficientes de ponderação das ações Os coeficientes de ponderação das ações estipulados em 5141 e 5142 podem ser alterados de acordo com o que se considera adiante 532 Quantificação individual dos coeficientes parciais de ponderação das ações Os coeficientes parciais de ponderação γf1 e γf3 definidos em 4231 podem ser quantificados individualmente nos casos seguintes 5321 Comportamento com não linearidade geométrica De acordo com o que é previsto no final de 5121 para efeitos desfavoráveis os valores do coeficiente de ponderação γf para as combinações normais e para as combinações especiais ou de construção podem ser desdobrados no produto dos coeficientes parciais γf1 e γf3 Neste caso deve ser mantida a condição γf3 11 5322 Ações com distribuições truncadas Nos casos em que a ação atuante tenha distribuição de probabilidades truncada em virtude de arranjos físicos que efetivamente impeçam o aumento significativo da intensidade da ação atuante acima do valor representativo adotado permitese tomar o valor γf γf1 γf3 com γf3 11 e γf1 coerente com a variabilidade efetiva da ação considerada 533 Emprego de coeficientes de ajustamento Em casos especiais considerados em Normas correspondentes a determinados tipos de construção podem ser alterados os coeficientes de ponderação das resistências ou os coeficientes de ponderação das ações de valor γf 10 multiplicando os valores usuais por coeficientes de ajustamento γn dados pela seguinte expressão γn γn1 x γn2 onde γn1 12 em função da ductilidade de uma eventual ruína γn2 12 em função da gravidade das conseqüências de uma eventual ruína 6 Verificação da segurança 61 Critério geral A segurança das estruturas deve ser verificada em relação a todos os possíveis estados que são admitidos como limites para a estrutura considerada 62 Verificação das condições de segurança A segurança em relação aos estados limites é verificada tanto pelo respeito às condições analíticas quanto pela obediência às condições construtivas 621 Verificação das condições analíticas Verificase a segurança por meio da comparação dos valores que certos parâmetros tomam na análise estrutural quando na estrutura atuam as ações a que ela está sujeita quantificadas e combinadas de acordo com as regras estabelecidas por esta Norma com os valores que estes mesmos parâmetros tomam quando se manifestam os estados limites considerados As variáveis empregadas como parâmetros para estabelecimento das condições de segurança são de três naturezas a ações b esforços internos solicitações esforços solicitantes tensões c efeitos estruturais deformações deslocamentos aberturas de fissuras 622 Verificação das condições construtivas Verificamse as condições de segurança em relação aos possíveis estados limites pelo atendimento das exigências construtivas incluídas nas diversas normas referentes às estruturas feitas com os materiais de construção considerados Cópia não autorizada