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Facear – Concreto Estrutural I

Aula 3 – Informações e Ações de Segurança das Estruturas

Prof. Kirke Andrew Wrubel Moreira

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1. ASSUNTOS DA AULA

Conceitos, introdução ao dimensionamento, estados-limite e ações

2. CONCEITOS

2.1 Resistência à Compressão:

A

Nrupt Fcj

2.2 Resistência Característica do Concreto à Compressão:

xSd FcjFck 65,1 e2

1

1

n

i Fcm

FcmFci

nSd

2.3 Resistência de Cálcu lo à Compressão:

c

Fck Fcd

onde c = 1,4;1,2;1,2 (Normais;Especiais; Excepcionais)

2.4 Resistência de Cálcu lo do Aço:

15,1

Fyk Fyd

3.DIMENSIONAMENTO (CÁLCULO)

3.1 Introdução:

O cálculo, ou dimensionamento, de uma estrutura deve garantir que ela suporte,de forma segura, estável e sem deformações excessivas, todas as solicitações aque está submetida durante sua execução e utilização.

A falta de segurança nas estruturas basicamente está relacionada com asseguintes incertezas:

Dimensinamento

Determinar os efeitos das ações em uma estrutura

Garantir Segurança

Evitar Ruína

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Resistência dos materiais utilizados, influência por alguns fatores (tempo deduração da aplicação das cargas, fadiga, fabricação, etc...), pelascondições de execução da obra e pelos ensaios (que não reproduzemfielmente as situações reais);

Características geométricas das estruturas (falta de precisão delocalização, erro de posicionamento de armaduras, etc...);

Erro de consideração de ações permanentes e variáveis;

Outros valores de cálculo diferentes em relação ao que deve serconsiderado para a estrutura final.

Então, ao se dimensionar uma estrutura, o calculista deverá comprovar que aseção previamente estipulada e dimensionada é capaz de resistir às solicitações

que possam atuar e, ainda, quando a estrutura é pré dimensionada, ela deverá assolicitações máximas a ela sujeita.

3.2 Método Cláss ico

São determinados as solicitações (M,N e V) correspondentes as cargas máximasde serviço calculando as tensões máximas correspondentes a essas solicitações,supondo um comportamento completamente elástico dos materiais e, então, astensões máximas são, dessa forma, limitadas a uma fração de resistência dosmateriais (tensões admissíveis), e, dessa forma, a segurança da estrutura égarantida.

3.3 Método de Cálculo na Ruptura (ou dos Estados Limites)

Nesse método, a segurança é garantida fazendo com que as solicitaçõescorrespondentes às cargas majoradas (solicitações de cálculo) sejam menores queas solicitações últimas, sendo que estas levariam a ruptura das estruturas casonão fossem os materiais majorados.

A NBR 6118/2006 estabelece: a verificação da segurança de estruturas deconcreto devem ser atendidas nas condições construtivas e analíticas desegurança.

4. ESTADO LIMITE

4.1 Introdução:

Os estados-limite considerados no cálculo das estruturas de concreto são: estado-limite último e estado-limite de serviço. O estado-limite último é aquele relacionadoao colapso ou qualquer outra forma de ruína estrutural que determine aparalisação, no todo ou em parte, do uso da estrutura, podendo isso ocorrer por:

Perda do equilíbrio da estrutura, admitida como um corpo rígido;

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Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, em seu todo ou parcialpor causa de solicitações normais e tangenciais;

Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, em seu todo ouparcial, devido a efeitos de segunda ordem;

Solicitações dinâmicas;

Colapso progressivo;

Casos especiais.

O estado-limite de serviço, é aquele relacionado à durabilidade das estruturas,àaparência, ao conforto do usuário e à boa utilização funcional das mesmas, seja emrelação aos usuários, às máquinas ou aos equipamentos utilizados, devendo ser

verificados:

Formação de fissuras (ELS-F): estado em que se inicia a formação defissuras;

Classe de agressividade

I II III IV

Wk < 0,4 mm Wk < 0,3 mm Wk < 0,3 mm Wk < 0,2 mm

Abertura das fissuras (ELS-W): estado em que as fissuras se apresentamcom aberturas iguais aos valores máximos especificados na norma;

Página 164 e 165 livro CHUST

Deformação excessiva (ELS-DEF): estado em que as deformações atingemos limites estabelecidos para a utilização da estrutura;

Descompressão (ELS-D), Descompressão Parcial (ELS-DP) e CompressãoExcessiva (ELS-CE): no caso de estruturas em concreto protendido;

Vibração Excessiva (ELS-VE): estado em que as vibrações atingem oslimites estabelecidos para a utilização normal da construção;

Casos especiais: em construções especiais, devido a uma situação deestado-limite não determinado pela norma.

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5. AÇÕES

Denomina-se ação qualquer influência, ou conjunto de influências, capaz de

produzir estados de tensão ou deformação em uma estrutura. As ações a seremconsideradas conforme a NBR 8681:2003 deverão ser: permanentes, variáveis eexcepcionais.

5.1 Ações permanentes

São aquelas que ocorrem com valores praticamente constantes durante toda avida da construção. Também são consideradas permanentes aquelas que crescem notempo, tendo um valor-limite constante. São classificadas em:

a) Diretas: constituídas pelo peso próprio e pelos elementos construtivos fixos edas instalações permanentes. Também, dependendo do caso, deve-se

considerar os empuxos de terra e materiais granulosos que forem admitidoscomo não removíveis;

b) Indiretas: São constituídas por deformações impostas por retração e fluênciado concreto, deslocamento de apoio, imperfeições geométricas, etc...

5.2 Ações variáveis

a) Diretas: São constituídas por cargas acidentais previstas para o uso daconstrução, pela ação do vento e da chuva, etc, tais como: pessoas, mobiliário,veículos, materiais diversos, cargas moveis considerando o impacto vertical,impacto lateral, força de aceleração e frenagem e força centrifuga). Devem ser

dispostas nas condições mais desfavoráveis para o elemento estudado.

b) Indiretas: São causadas por variações uniformes e não uniformes detemperatura e por ações dinâmicas.

5.3 Aços excepcionais

No projeto de estruturas sujeitas a situações excepcionais de carregamento, cujosefeitos não possam ser controlados por outros meios.

RESUMINDO: AS CARGAS PODEM SER CONSIDERADAS PERMANENTES OUVARIÁVEIS (ACIDENTAIS)

5.4 Combinações de ações

É definido pela combinação das ações de atuarem simultaneamente durante umperíodo pré estabelecido. Devem ser determinados de forma a considerar os efeitosmais desfavoráveis para a estrutura. Em todas as combinações, as açõespermanentes devem ser tomadas em sua totalidade; as ações variáveis devem sertomadas apenas as parcelas que produzem efeitos desfavoráveis para a segurança.

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